DE102011085703A1 - Variable turbine or compressor geometry for output control of charging device, particularly exhaust gas turbocharger, comprises spring assembly, which causes permanent, backlash free contact between adjusting lever and adjusting ring - Google Patents

Variable turbine or compressor geometry for output control of charging device, particularly exhaust gas turbocharger, comprises spring assembly, which causes permanent, backlash free contact between adjusting lever and adjusting ring Download PDF

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Abstract

The variable turbine or compressor geometry (2) comprises a spring assembly (28), which causes a permanent, backlash free contact between an adjusting lever (7) and an adjusting ring (12) or between another adjusting lever (15) and the adjusting ring. One of the adjusting levers has two rotatable adjusting lever elements with an adjusting lever head (10,16). The spring assembly widens both adjusting lever elements such that the adjusting lever head of the associated adjusting lever presses against an inner contour (13) of a recess (11,14) located in the adjusting ring.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine variable Turbinen- und/oder Verdichtergeometrie für eine Ladeeinrichtung sowie eine Ladeeinrichtung mit einer derartigen variablen Turbinen-/Verdichtergeometrie.The present invention relates to a variable turbine and / or compressor geometry for a charging device and a charging device with such a variable turbine / compressor geometry.

Eine variable Turbinen-/Verdichtergeometrie dient in der Regel der Leistungsregulierung bzw. Antriebsregulierung einer Ladeeinrichtung, die insbesondere als Abgasturbolader ausgebildet sein kann. Die Ladeeinrichtung umfasst üblicherweise eine Turbine und einen Verdichter, die miteinander antriebsverbunden sind. Die variable Turbinen-/Verdichtergeometrie dient dabei insbesondere dem Zweck, einen Strömungsquerschnitt für das jeweilige Fluid, das heißt für das Abgas oder für die Luft, zu variieren und somit die Leistung der Ladeeinrichtung zu regeln. Somit kann beispielsweise der Strömungsquerschnitt für das Abgas verkleinert werden, wenn bei einem Ladewechsel ungenügend Abgas zur Verfügung steht. Das Variieren des Strömungsquerschnitts erfolgt gewöhnlich mittels mehreren Leitschaufeln, die in einem die Turbine bzw. den Verdichter umgebenden Schaufellagerring drehbar gelagert sind. Zur Verstellung der jeweiligen Leitschaufel und somit zur Realisierung der variablen Geometrie ist zudem ein Verstellring vorgesehen, der mit Hilfe eines ersten Stellhebels mit einer Stelleinrichtung wirkungsverbunden ist, so dass die Stelleinrichtung den Verstellring mit Hilfe des ersten Stellhebels verstellt. Des Weiteren ist die jeweilige Leitschaufel über einen zweiten Stellhebel mit dem Verstellring wirkungsverbunden.A variable turbine / compressor geometry is usually the power regulation or drive regulation of a charging device, which may be designed in particular as an exhaust gas turbocharger. The charging device usually includes a turbine and a compressor, which are drivingly connected to each other. The variable turbine / compressor geometry serves in particular for the purpose of varying a flow cross section for the respective fluid, that is to say for the exhaust gas or for the air, and thus to regulate the power of the charging device. Thus, for example, the flow cross-section for the exhaust gas can be reduced if insufficient exhaust gas is available during a charge change. The varying of the flow cross section is usually carried out by means of a plurality of guide vanes, which are rotatably mounted in a surrounding the turbine or the compressor blade bearing ring. To adjust the respective vane and thus to realize the variable geometry also an adjusting ring is provided, which is operatively connected by means of a first adjusting lever with an adjusting device, so that the adjusting device adjusts the adjusting ring by means of the first adjusting lever. Furthermore, the respective vane is operatively connected to the adjusting ring via a second adjusting lever.

Nachteilig dabei ist, dass die Verbindung zwischen dem Verstellring und dem jeweiligen Stellhebel ein insbesondere produktionbedingtes Spiel aufweist. Somit ist das Verstellen der Leitschaufeln mittels der Stelleinrichtung häufig mit einem Zeitverzug verbunden, welcher das Ansprechverhalten der variablen Turbinen-/Verdichtergeometrie und somit der Ladeeinrichtung beeinflusst. Zudem führt das Spiel dazu, dass die zugehörige Leitschaufel unpräzise verstellbar ist.The disadvantage here is that the connection between the adjusting ring and the respective adjusting lever has a particular production-related game. Thus, the adjustment of the guide vanes by means of the adjusting device is often associated with a time delay, which influences the response of the variable turbine / compressor geometry and thus the charging device. In addition, the game leads to the associated vane is adjustable imprecisely.

Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für eine variable Turbinen-/Verdichtergeometrie für eine Ladeinrichtung, eine verbesserte oder zumindest alternative Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere durch ein verbessertes Ansprechverhalten und/oder eine präzisere Verstellmöglichkeit auszeichnet.The present invention addresses the problem of providing for a variable turbine / compressor geometry for a charging device, an improved or at least alternative embodiment, which is characterized in particular by an improved response and / or a more precise adjustment.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This problem is solved according to the invention by the subject matters of the independent claims. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.

Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, einen dauerhaften, spielfreien Kontakt zwischen zumindest einem Stellhebel einer variablen Turbinen oder Verdichtergeometrie und einem Verstellring der variablen Turbinen-/Verdichtergeometrie mittels einer Federeinrichtung zu gewährleisten, die mit dem entsprechenden Stellhebel und/oder dem Verstellring zusammenwirkt und somit ein verbessertes Ansprechverhalten sowie eine präzisere Verstellmöglichkeit der variablen Turbinen- und Verdichtergeometrie zu erreichen. Dem Erfindungsgedanken entsprechend weist die variable Turbinen-/Verdichtergeometrie einen Schaufellagerring auf, in dem Leitschaufeln drehbar gelagert sind. Zur Verstellung der Leitschaufeln ist die jeweilige Leitschaufel mit dem Verstellring gekoppelt. Zudem weist die variable Turbinen-/Verdichtergeometrie einen ersten Stellhebel auf, der den Verstellring mit Hilfe einer Stelleinrichtung verstellt. Dementsprechend ist der erste Stellhebel einerseits mit dem Verstellring und andererseits mit der Stelleinrichtung wirkungsverbunden. Ferner ist die jeweilige Leitschaufel über einen zweiten Stellhebel mit dem Verstellring wirkungsverbunden. Somit kann beispielsweise eine durch die Stelleinrichtung bzw. dem ersten Stellhebel bewirkte Drehung des Verstellrings zu einer entsprechenden Drehung der jeweiligen Leitschaufel führen, wobei der Verstellring und der Schaufellagerring bevorzugt koaxial angeordnet sind. Erfindungsgemäß ist zudem zumindest eine Federeinrichtung vorgesehen, die einen permanenten spielfreien Kontakt zwischen zumindest einer der Stellhebel und dem Verstellring bewirkt. Die zumindest eine Federeinrichtung gewährleistet folglich einen dauerhaften, spielfreien Kontakt zwischen dem ersten Stellhebel und dem Verstellring und/oder zwischen zumindest einem der zweiten Stellhebel und dem Verstellring. Die Wirkungsverbindung zwischen zumindest einem der Stellhebel und dem Verstellring ist vorzugsweise dadurch realisiert, dass der Stellhebel einen Stellhebelkopf aufweist, der in einer zugehörigen Ausnehmung des Verstellrings angeordnet ist. Die Verbindung zwischen dem jeweiligen Stellhebel und der zugehörigen Leitschaufel bzw. der Stellrichtung kann also an einer vom Stellhebelkopf entfernten Stelle des zugehörigen Stellhebels realisiert sein. Bevorzugt ist die Verbindung zwischen der jeweiligen Leitschaufel und dem zugehörigen zweiten Stellhebel über einen zugehörigen Schaufelzapfen realisiert, der drehbar im Schaufellagerring gelagert und drehfest mit der Leitschaufel verbunden ist bzw. als ein Teil der Leitschaufel ausgebildet ist. Aufgrund ihrer Funktionsweise können die zweiten Stellhebel als Leitschaufelhebel bezeichnet werden. Bevorzugt sind die zweiten Stellhebel der variablen Turbinen-/Verdichtergeometrie gleichmäßig ausgebildet. Des Weiteren ist es möglich, die variable Turbinen-/Verdichtergeometrie mit zwei oder mehreren ersten Stellhebeln auszustatten, wobei der jeweilige erste Stellhebel mit der besagten Stelleinrichtung oder einer anderen Stelleinrichtung wirkungsverbunden ist.The present invention is based on the general idea of ensuring a permanent, play-free contact between at least one adjusting lever of a variable turbine or compressor geometry and an adjusting ring of the variable turbine / compressor geometry by means of a spring device which cooperates with the corresponding adjusting lever and / or the adjusting ring and Thus, to achieve an improved response and a more precise adjustment of the variable turbine and compressor geometry. According to the idea of the invention, the variable turbine / compressor geometry has a blade bearing ring in which guide vanes are rotatably mounted. To adjust the vanes, the respective vane is coupled to the adjusting ring. In addition, the variable turbine / compressor geometry has a first adjusting lever which adjusts the adjusting ring by means of an adjusting device. Accordingly, the first actuating lever is operatively connected on the one hand to the adjusting ring and on the other hand with the adjusting device. Furthermore, the respective vane is operatively connected via a second adjusting lever with the adjusting ring. Thus, for example, caused by the adjusting device or the first control lever rotation of the adjusting ring lead to a corresponding rotation of the respective vane, wherein the adjusting ring and the vane bearing ring are preferably arranged coaxially. According to the invention, at least one spring device is provided, which causes a permanent play-free contact between at least one of the adjusting lever and the adjusting ring. The at least one spring device thus ensures a permanent, play-free contact between the first adjusting lever and the adjusting ring and / or between at least one of the second adjusting lever and the adjusting ring. The operative connection between at least one of the adjusting levers and the adjusting ring is preferably realized in that the adjusting lever has a control lever head, which is arranged in an associated recess of the adjusting ring. The connection between the respective adjusting lever and the associated guide vane or the adjusting direction can thus be realized at a location of the associated adjusting lever remote from the adjusting lever head. Preferably, the connection between the respective vane and the associated second actuating lever is realized via an associated blade pin which is rotatably mounted in the blade bearing ring and rotatably connected to the guide vane or is formed as a part of the vane. Due to their operation, the second levers can be referred to as a guide vane lever. The second adjusting levers of the variable turbine / compressor geometry are preferably uniform. Furthermore, it is possible to provide the variable turbine / compressor geometry with two or more first control levers, wherein the respective first actuating lever with the said actuator or other actuator is operatively connected.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist zumindest einer der Stellhebel zwei zueinander verdrehbare Stellhebelelemente auf. Das jeweilige Stellhebelelement umfasst vorzugsweise einen Stellhebelelementkopf, so dass die Stellhebelelementköpfe der Stellhebelelemente eines Stellhebels den Stellhebelkopf dieses Stellhebels ausbilden, wobei die Stellhebelelementköpfe der zugehörigen Stellhebelelemente wegen der zueinander verdrehbaren Anordnung der zugehörigen Stellhebelelemente relativ zueinander beweglich sind. Um einen permanenten und spielfreien Kontakt zwischen diesem Stellhebel und dem Verstellring zu gewährleisten, spreizt die Federeinrichtung die beiden Stellhebelelemente derart, dass der aus den Stellhebelelementköpfen zusammengesetzte Stellhebelkopf gegen eine Innenkontur der zugehörigen Ausnehmung des Verstellrings gedrückt wird. Bevorzugt weisen alle zweiten Stellhebel und/oder der erste Stellhebel jeweils zwei zueinander verdrehbare Stellhebelelemente auf, wobei besagte Federeinrichtung bzw. eine oder mehrere weitere Federeinrichtungen die zugehörigen Stellhebelköpfe gegen die Innenkontur der zugehörigen Ausnehmung drückt/drücken. Folglich erfolgen die Verstellung des Verstellrings mit Hilfe der Stelleinrichtung und die Verstellung der Leitschaufeln mit mittels des Verstellrings spielfrei und ohne Zeitverzug. Dies führt einerseits zu einer präzisen Einstellung der Leitschaufeln und der variablen Turbinen-/Verdichtergeometrie und andererseits zu einem verbesserten Ansprechverhalten der variablen Turbinen-/Verdichtergeometrie. According to a preferred embodiment, at least one of the levers on two mutually rotatable lever elements. The respective adjusting lever element preferably comprises an adjusting lever element head, so that the adjusting lever element heads of the adjusting lever elements of an adjusting lever form the adjusting lever head of this adjusting lever, wherein the adjusting lever element heads of the associated adjusting lever elements are movable relative to each other because of the mutually rotatable arrangement of the associated actuating lever elements. In order to ensure a permanent and play-free contact between this lever and the adjusting, the spring device spreads the two lever elements such that the composite of the Stellhebelelementköpfen actuating lever head is pressed against an inner contour of the associated recess of the adjusting ring. Preferably, all the second lever and / or the first lever each have two mutually rotatable lever elements, said spring means or one or more other spring means presses the associated control lever heads against the inner contour of the associated recess / press. Consequently, the adjustment of the adjusting carried out by means of the adjusting device and the adjustment of the guide vanes with play by means of the adjusting and without time delay. On the one hand, this leads to a precise adjustment of the guide vanes and the variable turbine / compressor geometry and, on the other hand, to an improved response of the variable turbine / compressor geometry.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung sind die Stellhebelelemente des jeweiligen Stellhebels als Gleichteile ausgebildet. Das heißt, dass die zueinander drehbaren Stellhebelelemente die gleiche Größe und Form aufweisen. Zudem können die zugehörigen Stellhebelelemente aus dem gleichen Material hergestellt sein. Folglich ist zur Herstellung der Stellhebel die Herstellung lediglich eines Bauteils notwendig und die Herstellungskosten können gesenkt werden. Weisen zudem alle zweiten Stellhebel und/oder der erste Stellhebel die gleiche Größe und Form auf und sind bevorzugt aus dem gleichen Material hergestellt, so sind die Herstellungskosten der Stellhebel und entsprechend die Herstellungskosten der variablen Turbinen-/Verdichtergeometrie weiter reduziert.In an advantageous embodiment, the control lever elements of the respective control lever are designed as equal parts. This means that the mutually rotatable lever elements have the same size and shape. In addition, the associated lever elements can be made of the same material. Consequently, the manufacture of only one component is necessary for the production of the lever and the manufacturing cost can be reduced. In addition, all second lever and / or the first lever the same size and shape and are preferably made of the same material, the manufacturing cost of the lever and accordingly the manufacturing cost of the variable turbine / compressor geometry are further reduced.

Bevorzugt ist zudem eine Ausführungsform, bei der eines der Stellhebelelemente drehfest mit der Leitschaufel bzw. der Stelleinrichtung verbunden ist, während das andere Stellhebelelement drehbar mit der Leitschaufel bzw. der Stelleinrichtung verbunden ist. Das heißt insbesondere, dass beim zweiten Stellhebel eines der Stellhebelelemente drehfest mit der Leitschaufel, beispielsweise drehfest mit dem zugehörigen Schaufelzapfen, verbunden ist, während das andere zugehörige Stellhebelelement drehbar zur Leitschaufel, beispielsweise drehbar zum zugehörigen Schaufelzapfen, angeordnet ist. Die verdrehbare Anordnung der zugehörigen Stellhebelelemente ergibt sich also insbesondere dadurch, dass sich das drehbar zur Leitschaufel, insbesondere zum Schaufelzapfen, angeordnete Stellhebelelement relativ zum anderen Stellhebelelement bewegt, welches drehfest mit der Leitschaufel, insbesondere dem Schaufelzapfen, verbunden ist. Hierzu können die zugehörigen Stellhebelelemente jeweils eine Öffnung aufweisen, die vom Schaufelzapfen durchsetzt sind, wobei die zugehörigen Stellhebelelemente bevorzugt derart angeordnet sind, dass die Öffnungen koaxial angeordnet sind. Entsprechendes gilt für den ersten Stellhebel. Hier ist eines der Stellhebelelemente drehfest mit der Stelleinrichtung verbunden, während das andere zugehörige Stellhebelelement drehbar mit der Stelleinrichtung verbunden ist.Also preferred is an embodiment in which one of the actuating lever elements is non-rotatably connected to the guide vane or the adjusting device, while the other adjusting lever element is rotatably connected to the guide vane or the adjusting device. This means, in particular, that in the second adjusting lever one of the actuating lever elements is non-rotatably connected to the guide vane, for example rotationally fixed to the associated vane pin, while the other associated adjusting lever element is arranged rotatable relative to the vane, for example rotatable to the associated vane pin. The rotatable arrangement of the associated lever elements thus results in particular in that the rotatably relative to the guide vane, in particular to the blade, arranged actuating lever element moves relative to the other lever element, which is rotatably connected to the vane, in particular the blade journal connected. For this purpose, the associated control lever elements may each have an opening which are penetrated by the blade journal, wherein the associated control lever elements are preferably arranged such that the openings are arranged coaxially. The same applies to the first lever. Here, one of the lever elements is rotatably connected to the actuator, while the other associated lever element is rotatably connected to the actuator.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Federeinrichtung zwischen den zugehörigen Stellhebelelementen angeordnet. Dies ist vorteilhaft, wenn die Stellhebelelemente als Gleichteile ausgebildet sind. Vorzugsweise umgeben bzw. umschließen die zugehörigen Stellhebelelemente die zugehörige Federeinrichtung. Somit ist die Federeinrichtung dem entsprechenden Fluid nicht direkt ausgesetzt. Ist die variable Turbinen-/Verdichtergeometrie beispielsweise für die Turbinenseite einer als Abgasturbolader ausgebildeten Ladeeinrichtung eingesetzt, so ist die Federeinrichtung der variablen Turbinengeometrie dem heißen und aggressiven Abgas einer zugehörigen Brennkraftmaschine nicht direkt ausgesetzt. Folglich können die Produktionskosten der Federeinrichtung, insbesondere bedingt durch die Verwendung von kostengünstigeren Materialien, gesenkt werden.In a further preferred embodiment, the spring device is arranged between the associated control lever elements. This is advantageous if the adjusting lever elements are designed as identical parts. The associated adjusting lever elements preferably surround or surround the associated spring device. Thus, the spring device is not directly exposed to the corresponding fluid. If the variable turbine / compressor geometry is used, for example, for the turbine side of a charging device designed as an exhaust gas turbocharger, then the spring device of the variable turbine geometry is not directly exposed to the hot and aggressive exhaust gas of an associated internal combustion engine. Consequently, the production costs of the spring device, in particular due to the use of less expensive materials, can be reduced.

Alternativ oder zusätzlich kann die Federeinrichtung in zumindest einer Ausnehmungen des Verstellrings angeordnet sein, in der ein derartiger Stellhebel, insbesondere der Stellhebelkopf, angeordnet ist. Bevorzugt umklammert die Federeinrichtung den zugehörigen Stellhebelkopf zumindest teilweise. Hierbei kontaktiert die Federeinrichtung einerseits den Stellhebel, insbesondere den Stellhebelkopf, und andererseits die Innenkontur der zugehörigen Ausnehmung des Verstellrings. Der Kontakt zwischen dem Stellhebel und dem Verstellring ist folglich mittels der Federeinrichtung realisiert, welche durch ihre federnde Eigenschaft einen permanenten und spielfreien Kontakt zwischen dem Stellhebel und dem Verstellring gewährleistet.Alternatively or additionally, the spring device may be arranged in at least one recess of the adjusting ring, in which such a lever, in particular the actuating lever head, is arranged. Preferably, the spring device at least partially grips the associated actuating lever head. Here, the spring device contacts on the one hand the adjusting lever, in particular the actuating lever head, and on the other hand, the inner contour of the associated recess of the adjusting ring. The contact between the adjusting lever and the adjusting ring is thus realized by means of the spring device, which ensures a permanent and play-free contact between the adjusting lever and the adjusting ring by their resilient property.

In einer weiteren Ausführungsform weist der Verstellring zwei komplementär ausgebildete und zueinander drehbare Verstellringelemente auf. Die Federeinrichtung wirkt ferner derart mit beiden Verstellringelementen zusammen, dass die Verstellringelemente gegeneinander verdreht sind. Somit fluchten jeweils zugehörige Verstellringelementausnehmungen, die die Ausnehmungen des Verstellrings ausbilden, in Axialrichtung nicht miteinander. Der in dieser Ausnehmung angeordnete Stellhebel, insbesondere der in dieser Ausnehmung angeordnete Stellhebelkopf ist damit von den Verstellringelementausnehmungen eingeklemmt, so dass ein permanenter und spielfreier Kontakt zwischen den Stellhebeln, insbesondere dem Stellhebelkopf, und dem Verstellring gewährleistet ist.In a further embodiment, the adjusting ring has two complementary trained and mutually rotatable Verstellringelemente. The spring device also acts in such a way with two Verstellringelementen that the Verstellringelemente are rotated against each other. Thus, each associated Verstellringelementausnehmungen that form the recesses of the adjusting ring, not in the axial direction with each other. The adjusting lever arranged in this recess, in particular the adjusting lever head arranged in this recess, is thus clamped by the adjusting ring element recesses, so that a permanent and play-free contact between the adjusting levers, in particular the adjusting lever head, and the adjusting ring is ensured.

Bevorzugt sind die Verstellringelemente axial benachbart. Das heißt, dass die Verstellringelemente koaxial und zueinander verdrehbar angeordnet sind. Damit ist es insbesondere auch möglich, die jeweiligen Verstellringelemente als Gleichteile herzustellen. Weiterhin ist es vorstellbar, den Verstellring aus zumindest zwei Verstellringelementen auszubilden, die tangential benachbart angeordnet sind, wobei zumindest zwei einander benachbarte Verstellringelemente zueinander verdrehbar sind und durch eine Federeinrichtung der besagten Art gegeneinander verdreht sind.Preferably, the Verstellringelemente are axially adjacent. This means that the adjusting ring elements are arranged coaxially and mutually rotatable. This makes it possible in particular to produce the respective Verstellringelemente as equal parts. Furthermore, it is conceivable to form the adjusting ring of at least two Verstellringelementen, which are arranged tangentially adjacent, wherein at least two adjacent Verstellringelemente are rotatable to each other and are rotated by a spring device of the said type against each other.

Es sei darauf hingewiesen, dass die variable Turbinen-/Verdichtergeometrie mehrere Federeinrichtungen aufweisen kann, die jeweils einem oder mehreren Stellhebeln und/oder einem oder mehreren Stellhebelelementen zugeordnet sind. Entsprechend können mehrere Federeinrichtungen vorgesehen sein, die jeweils einem oder mehreren Verstellringelementen bzw. dem Verstellring zugeordnet sind.It should be noted that the variable turbine / compressor geometry may include a plurality of spring devices, each associated with one or more control levers and / or one or more lever elements. Accordingly, a plurality of spring devices can be provided, which are each assigned to one or more Verstellringelementen or the adjusting ring.

Die jeweilige Federeinrichtung kann insbesondere eine Drehfeder und/oder eine Schraubenfeder und/oder eine Zugfeder und/oder eine Spannfeder aufweisen. Die jeweilige Federeinrichtung kann des Weiteren als eine Feder der besagten Art ausgebildet sein. Dabei kann die jeweilige Federeinrichtung bzw. die zugehörige Feder oder können die zugehörigen Federn durch ein einfaches Herstellungsverfahren, beispielsweise aus einem Draht, hergestellt sein. Dies ermöglicht insbesondere eine besonders kostengünstige Herstellung der Federeinrichtung und führt zu reduzierten Herstellungskosten der variablen Turbinen-/Verdichtergeometrie.The respective spring device may in particular comprise a torsion spring and / or a helical spring and / or a tension spring and / or a tension spring. The respective spring device can furthermore be designed as a spring of the said type. In this case, the respective spring device or the associated spring or the associated springs can be produced by a simple production method, for example of a wire. This allows, in particular, a particularly cost-effective production of the spring device and leads to reduced manufacturing costs of the variable turbine / compressor geometry.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.Other important features and advantages of the invention will become apparent from the dependent claims, from the drawings and from the associated figure description with reference to the drawings.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination given, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.Preferred embodiments of the invention are illustrated in the drawings and will be described in more detail in the following description, wherein like reference numerals refer to the same or similar or functionally identical components.

Dabei zeigen, jeweils schematisch,Show, in each case schematically,

1 eine Innenansicht einer Ladeeinrichtung, 1 an interior view of a charging device,

2 eine Draufsicht auf eine variable Turbinen-/Verdichtergeometrie, 2 a top view of a variable turbine / compressor geometry,

3 eine Explosionsdarstellung eines Stellhebels, 3 an exploded view of a control lever,

4 eine Explosionsdarstellung eines Verstellrings. 4 an exploded view of an adjusting ring.

Die 1 zeigt eine Innenansicht einer Ladeeinrichtung 1, bei der eine variable Turbinen-/Verdichtergeometrie 2 turbinenseitig an einer Turbine 3 der Ladeeinrichtung 1 benachbart angeordnet ist. Die variable Turbinen-/Verdichtergeometrie 2, die als variable Turbinengeometrie 2 bezeichnet werden kann, wird von einer Stelleinrichtung 4 betätigt, wobei die Stelleinrichtung 4 einen Aktuatorenhebel 5 und einen damit drehbar verbundenen Anlenkhebel 6 aufweist. Der Anlenkhebel 6 der Stelleinrichtung 4 ist mit einem ersten Stellhebel 7 der variablen Turbinen-/Verdichtergeometrie 2 wirkungsverbunden. Hierzu weist der erste Stellhebel 7 eine erste Öffnung 8 auf, in der ein Anlenkzapfen 9 des Anlenkhebels 6 drehfest angeordnet ist. Der erste Stellhebel 7 weist zudem einen von der Öffnung 8 entfernten ersten Stellhebelkopf 10 auf, der in einer ersten Ausnehmung 11 eines Verstellrings 12 der variablen Turbinen-/Verdichtergeometrie 2 angeordnet ist. Somit kann der Verstellring 12 mittels der Stelleinrichtung 5 gedreht werden.The 1 shows an interior view of a charging device 1 in which a variable turbine / compressor geometry 2 Turbine side of a turbine 3 the charging device 1 is arranged adjacent. The variable turbine / compressor geometry 2 , as a variable turbine geometry 2 can be referred to, is by an adjusting device 4 actuated, wherein the adjusting device 4 an actuator lever 5 and an articulated lever rotatably connected thereto 6 having. The articulation lever 6 the adjusting device 4 is with a first lever 7 the variable turbine / compressor geometry 2 effectively connected. For this purpose, the first lever 7 a first opening 8th on, in which a pivot pin 9 of the articulated lever 6 is arranged rotationally fixed. The first lever 7 also shows one of the opening 8th removed first lever head 10 on, in a first recess 11 an adjusting ring 12 the variable turbine / compressor geometry 2 is arranged. Thus, the adjusting ring 12 by means of the adjusting device 5 to be turned around.

Die erste Ausnehmung 11 ist in einer radial nach innen gerichteten Innenkontur 13 des Verstellrings 12 ausgebildet. Zudem sind mehrere zweite Ausnehmungen 14 in der Innenkontur 13 des Verstellrings 12 ausgebildet, die eine Wirkungsverbindung des Verstellrings 12 mit zweiten Stellhebel 15 realisieren. Hierzu ist ein zugehöriger zweiter Stellhebelkopf 16 des jeweiligen zweiten Stellhebels 15 in einer zugehörigen zweiten Ausnehmung 14 des Verstellrings 12 angeordnet. Der jeweilige zweite Stellhebel 15 ist zudem mit einer zugehörigen Leitschaufel 17 bzw. einem Schaufelzapfen 18 der Leitschaufel 17 wirkungsverbunden, wobei die jeweilige Leitschaufel 17 mittels des zugehörigen Leitschaufelzapfens 18 in einem Schaufellagerring 19 der variablen Turbinen-/Verdichtergeometrie 2 drehbar gelagert ist. Der Schaufellagerring 19 ist in 1 aus Darstellungsgründen transparent gezeigt. Die Wirkungsverbindung zwischen dem jeweiligen zweiten Stellhebel 15 und der zugehörigen Leitschaufel 17 ist mittels einer drehfesten Verbindung des Leitschaufelzapfens 18 mit der zugehörigen Leitschaufel 17 realisiert. Hierzu weist der jeweilige zweite Stellhebel 15 eine vom zugehörigen zweiten Stellhebelkopf 16 entfernte Öffnung 20 auf, in der der zugehörige Leitschaufelzapfen 18 mit dem zweiten Stellhebel 15 verbunden ist. Die Leitschaufeln 17 und dementsprechend die zweiten Stellhebel 15 sind kreisförmig angeordnet, so dass die Leitschaufeln 17 die Turbine 3, insbesondere Turbinenflügel 21 der Turbine 3 umgeben.The first recess 11 is in a radially inwardly directed inner contour 13 the adjusting ring 12 educated. In addition, several second recesses 14 in the inner contour 13 the adjusting ring 12 formed, the one effective connection of the adjusting ring 12 with second lever 15 realize. For this purpose, an associated second control lever head 16 the respective second control lever 15 in an associated second recess 14 the adjusting ring 12 arranged. The respective second lever 15 is also with an associated vane 17 or a blade journal 18 the vane 17 operatively connected, with the respective vane 17 by means of the associated Leitschaufelzapfens 18 in a vane bearing ring 19 the variable turbine / compressor geometry 2 is rotatably mounted. The blade bearing ring 19 is in 1 shown transparently for purposes of illustration. The operative connection between the respective second control lever 15 and the associated vane 17 is by means of a non-rotatable connection of the Leitschaufelzapfens 18 with the associated guide vane 17 realized. For this purpose, the respective second lever 15 one from the associated second control lever head 16 distant opening 20 on, in the associated Leitschaufelzapfen 18 with the second lever 15 connected is. The vanes 17 and accordingly the second levers 15 are arranged in a circle so that the vanes 17 the turbine 3 , in particular turbine blades 21 the turbine 3 surround.

Um einen permanenten und spielfreien Kontakt zwischen den Stellhebeln 7, 15 und dem Verstellring 12 zu gewährleisten, weisen die zweiten Stellhebel 15 und/oder der erste Stellhebel 7 jeweils zwei Stellhebelelemente 22 auf. Die Stellhebelelemente 22 des ersten Stellhebels 7 bzw. des jeweiligen zweiten Stellhebels 15 sind in der 3 dargestellt. Beide Stellhebelelemente 22 weisen die gleiche Größe und Form auf und sind somit als Gleichteile 23 ausgebildet bzw. ausgestattet. Dementsprechend weisen die jeweiligen Stellhebelelemente 22 einen Stellhebelelementkopf 24 auf, die in zusammengesetztem bzw. montiertem Zustand den Stellhebelkopf 10, 16 des zugehörigen Stellhebels 7, 15 ausformen bzw. ausbilden. Die zugehörigen Stellhebelelemente 22 sind zudem zueinander verdrehbar. Dies ist beispielsweise dadurch realisiert, dass Öffnungen 25 der jeweiligen Stellhebelelemente 22 ineinander gelagert werden. Im Bereich dieser Öffnungen 25, welche im zusammengebauten Zustand die Öffnung 8, 20 des zugehörigen Stellhebels 7, 15 ausbilden, ist eine Aussparung 26 ausgebildet, wobei die zugehörigen Aussparungen 26 im zusammengebauten Zustand eine Aufnahme 27 ausbilden, in der eine Federeinrichtung 28 angeordnet ist. Die Federeinrichtung 28 ist als Drehfeder 28' ausgestattet bzw. ausgebildet, so dass sie die zugehörigen Stellhebelelemente 22 bzw. die zugehörigen Stellhebelelementköpfe 24 spreizt und den Stellhebelkopf 10, 16 somit gegen die Innenkontur 13 der zugehörigen Ausnehmung 11, 14 drückt. Folglich kontaktiert der Stellhebelkopf 10, 14 des jeweiligen Stellhebels 7, 15 den Verstellring permanent und sorgt zudem für einen spielfreien Kontakt zwischen den Stellhebeln 7, 15 und dem Verstellring 12. Dementsprechend kann die variable Turbinen-/Verdichtergeometrie 2 ohne zeitlichen Verzug oder zumindest mit einem reduzierten zeitlichen Verzug verstellt werden. Zudem erlaubt der spielfreie Kontakt eine präzisere Einstellung der zugehörigen Leitschaufeln 17.For a permanent and play-free contact between the levers 7 . 15 and the adjusting ring 12 to ensure the second levers point 15 and / or the first lever 7 two lever elements each 22 on. The lever elements 22 of the first control lever 7 or the respective second control lever 15 are in the 3 shown. Both lever elements 22 have the same size and shape and are therefore as equal parts 23 trained or equipped. Accordingly, the respective lever elements 22 a lever element head 24 on, in the assembled or assembled state, the lever head 10 . 16 of the associated control lever 7 . 15 form or train. The associated lever elements 22 are also rotatable to each other. This is realized for example in that openings 25 the respective lever elements 22 be stored in each other. In the area of these openings 25 , which in the assembled state, the opening 8th . 20 of the associated control lever 7 . 15 Training is a recess 26 formed, wherein the associated recesses 26 in the assembled state, a receptacle 27 form, in which a spring device 28 is arranged. The spring device 28 is as a torsion spring 28 ' equipped or formed so that they the associated lever elements 22 or the associated lever element heads 24 spreads and the lever head 10 . 16 thus against the inner contour 13 the associated recess 11 . 14 suppressed. Consequently, the control lever head contacts 10 . 14 of the respective control lever 7 . 15 the adjusting ring permanently and also ensures a play-free contact between the levers 7 . 15 and the adjusting ring 12 , Accordingly, the variable turbine / compressor geometry 2 be adjusted without delay or at least with a reduced time delay. In addition, the play-free contact allows a more precise adjustment of the associated vanes 17 ,

Alternativ oder zusätzlich kann eine weitere oder besagte Federeinrichtung 28 mit dem Verstellring 12 zusammenwirken. Hierzu kann der Verstellring 12, wie in der 4 gezeigt ist, zwei Verstellringelemente 29 aufweisen, die komplementär ausgebildet und zueinander verdrehbar sind. Das jeweilige Verstellringelement 29 weist dabei Verstellringelementausnehmungen 30 auf, wobei zugehörige Verstellringelementausnehmungen 30 des jeweiligen Verstellringelements 29 in zusammengesetztem bzw. zusammengebautem Zustand eine zugehörige Ausnehmung 11, 14 des Verstellrings 12 ausformen bzw. ausbilden. Die zwischen den Verstellringelementen 29 wirkende und als Spannfeder 28'' ausgestattete Federeinrichtung 28 dreht die Verstellringelemente 29 derart auseinander, dass die zugehörigen Verstellringelementausnehmungen 30 nicht mehr zueinander fluchten. Die zugehörige Ausnehmung 11, 14 des Verstellrings 12 wird hierdurch also soweit verkleinert, bis die Innenkontur 13 der Verstellringelementausnehmung 30 des einen Verstellringelements 29 und/oder des anderen Verstellringelements 29 den zugehörigen Stellhebelkopf 10, 16 kontaktiert/kontaktieren. Damit ist ein permanenter und spielfreier Kontakt zwischen den Stellhebeln 7, 15 und dem Verstellring 12 gegeben.Alternatively or additionally, another or said spring device 28 with the adjusting ring 12 interact. For this purpose, the adjusting ring 12 , like in the 4 is shown, two Verstellringelemente 29 have, which are complementary and mutually rotatable. The respective adjusting ring element 29 has Verstellringelementausnehmungen 30 on, with associated Verstellringelementausnehmungen 30 the respective Verstellringelements 29 in assembled or assembled state, an associated recess 11 . 14 the adjusting ring 12 form or train. The between the Verstellringelementen 29 acting and as a tension spring 28 '' equipped spring device 28 turns the adjusting ring elements 29 apart so that the associated Verstellringelementausnehmungen 30 no longer aligned with each other. The associated recess 11 . 14 the adjusting ring 12 As a result, it is thus reduced as far as the inner contour 13 the Verstellringelementausnehmung 30 of an adjusting ring element 29 and / or the other Verstellringelements 29 the associated control lever head 10 . 16 contact / contact. This is a permanent and play-free contact between the levers 7 . 15 and the adjusting ring 12 given.

Claims (10)

Variable Turbinen-/Verdichtergeometrie (2) für eine Ladeeinrichtung (1), die einen Schaufellagerring (19) mit drehbar darin gelagerten Leitschaufeln (17), einen Verstellring (12) und einen ersten Stellhebel (7) zum Verstellen des Verstellrings (12) mittels einer Stelleinrichtung (4) aufweist, wobei die Leitschaufeln (17) jeweils über einen zweiten Stellhebel (15) mit dem Verstellring (12) wirkungsverbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Federeinrichtung (28) vorgesehen ist, die einen permanenten, spielfreien Kontakt zwischen dem ersten Stellhebel (7) und dem Verstellring (12) und/oder zwischen zumindest einem der zweiten Stellhebel (15) und dem Verstellring (12) bewirkt.Variable turbine / compressor geometry ( 2 ) for a charging device ( 1 ), which has a vane bearing ring ( 19 ) with rotatably mounted therein guide vanes ( 17 ), an adjusting ring ( 12 ) and a first lever ( 7 ) for adjusting the adjusting ring ( 12 ) by means of an adjusting device ( 4 ), wherein the guide vanes ( 17 ) each via a second lever ( 15 ) with the adjusting ring ( 12 ), characterized in that at least one spring device ( 28 ), which provides a permanent, play-free contact between the first lever ( 7 ) and the adjusting ring ( 12 ) and / or between at least one of the second control levers ( 15 ) and the adjusting ring ( 12 ) causes. Variable Turbinen-/Verdichtergeometrie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Stellhebel (7, 15) zwei zueinander verdrehbare Stellhebelelemente (22) mit jeweils einem Stellhebel(element)kopf (24) aufweist, wobei die Federeinrichtung (28) die beiden Stellhebelelemente (22) derart spreizt, dass ein Stellhebelkopf (10, 16) des zugehörigen Stellhebels (7, 15) gegen eine Innenkontur (13) einer im Verstellring (12) angeordneten zugehörigen Ausnehmung (11, 14) drückt und dadurch den spielfreien, permanenten Kontakt ermöglicht.Variable turbine / compressor geometry according to claim 1, characterized in that at least one of the levers ( 7 . 15 ) two mutually rotatable lever elements ( 22 ) each with a lever (element) head ( 24 ), wherein the spring device ( 28 ) the two lever elements ( 22 ) spreads such that a control lever head ( 10 . 16 ) of the associated actuating lever ( 7 . 15 ) against an inner contour ( 13 ) one in the adjusting ring ( 12 ) arranged associated recess ( 11 . 14 ) and thereby enables play-free, permanent contact. Variable Turbinen-/Verdichtergeometrie nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellhebelelemente (22) als Gleichteile (23) ausgebildet sind.Variable turbine / compressor geometry according to claim 2, characterized in that the actuating lever elements ( 22 ) as equal parts ( 23 ) are formed. Variable Turbinen-/Verdichtergeometrie nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, – dass eines der Stellhebelelemente (22) des zweiten Stellhebels (15) drehfest mit der zugehörigen Leitschaufel (17) verbunden ist und das andere Stellhebelelement (22) drehbar mit der Leitschaufel (17) verbunden ist, und/oder – dass eines der Stellhebelelemente (22) des ersten Stellhebels (7) drehfest mit der Stelleinrichtung (4) verbunden ist und das andere Stellhebelelement (22) drehbar mit der Stelleinrichtung (4) verbunden istVariable turbine / compressor geometry according to claim 2 or 3, characterized in that - one of the actuating lever elements ( 22 ) of the second control lever ( 15 ) rotatably with the associated vane ( 17 ) and the other Lever element ( 22 ) rotatable with the vane ( 17 ), and / or - that one of the lever elements ( 22 ) of the first actuating lever ( 7 ) rotatably with the adjusting device ( 4 ) and the other lever element ( 22 ) rotatable with the adjusting device ( 4 ) connected is Variable Turbinen-/Verdichtergeometrie nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Federeinrichtung (28) zwischen den zugehörigen Stellhebelelementen (22) angeordnet ist.Variable turbine / compressor geometry according to one of claims 2 to 4, characterized in that the spring device ( 28 ) between the associated lever elements ( 22 ) is arranged. Variable Turbinen-/Verdichtergeometrie nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Federeinrichtung (28) in zumindest einer, einen jeweiligen Stellhebelkopf (10, 16) aufnehmenden Ausnehmung (11, 14) des Verstellrings (12) angeordnet ist.Variable turbine / compressor geometry according to one of claims 1 to 5, characterized in that the spring device ( 28 ) in at least one, a respective control lever head ( 10 . 16 ) receiving recess ( 11 . 14 ) of the adjusting ring ( 12 ) is arranged. Variable Turbinen-/Verdichtergeometrie nach Anspruch 6, dass die Federeinrichtung (28) den Stellhebelkopf (10, 16) zumindest teilweise umklammert.Variable turbine / compressor geometry according to claim 6, that the spring device ( 28 ) the control lever head ( 10 . 16 ) at least partially clasped. Variable Turbinen-/Verdichtergeometrie nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstellring (12) zumindest zwei komplementär ausgebildete und zueinander drehbare Verstellringelemente (29) aufweist, wobei die Federeinrichtung (28) die jeweiligen Verstellringelemente (24) gegeneinander verdreht, so dass die jeweiligen Ausnehmungen (11, 14) der einzelnen Verstellringelemente (29) in Axialrichtung nicht miteinander fluchten und dadurch einen jeweiligen Stellhebelkopf (10, 16) einklemmen.Variable turbine / compressor geometry according to one of claims 1 to 7, characterized in that the adjusting ring ( 12 ) at least two complementary trained and mutually rotatable Verstellringelemente ( 29 ), wherein the spring device ( 28 ) the respective Verstellringelemente ( 24 ) are rotated against each other, so that the respective recesses ( 11 . 14 ) of the individual adjusting ring elements ( 29 ) are not aligned with each other in the axial direction and thereby a respective control lever head ( 10 . 16 ). Variable Turbinen-/Verdichtergeometrie nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstellringelemente (29) axial benachbart angeordnet sind.Variable turbine / compressor geometry according to claim 8, characterized in that the Verstellringelemente ( 29 ) are arranged axially adjacent. Ladeeinrichtung (1) mit einer variablen Turbinen-/Verdichtergeometrie (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 9.Charging device ( 1 ) with a variable turbine / compressor geometry ( 2 ) according to one of claims 1 to 9.
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