DE102012201135A1

DE102012201135A1 - Charging device i.e. exhaust gas turbocharger for combustion engine, has guide vane lever rotatably connected to guide vane pin and to vane lever pin, and adjusting ring connected to blade lever pin by positive connections

Info

Publication number: DE102012201135A1
Application number: DE201210201135
Authority: DE
Inventors: Peter Bauer; Dirk Naunheim; Roman Poltoratskyy; Florian Rentz
Original assignee: Bosch Mahle Turbo Systems GmbH and Co KG
Current assignee: BMTS Technology GmbH and Co KG
Priority date: 2012-01-26
Filing date: 2012-01-26
Publication date: 2013-08-01

Abstract

The turbocharger has a variable turbine/compressor geometry (2) including a vane bearing ring in which a guide vane (8) is rotatably through a guide vane pin (9). A guide vane lever (14) is rotatably connected to the guide vane pin through a first connection (13), and connected to a vane lever pin (16) through a second connection (15). An adjusting ring is connected to the blade lever pin through a third connection (17), where the connections are positively realized by riveting. The vane lever pin and/or the guide vane lever and/or the guide vane pin are made by injection molding.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ladeeinrichtung, insbesondere einen Abgasturbolader, mit einer variablen Turbinen-/Verdichtergeometrie, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft des Weiteren eine solche variable Turbinen-/Verdichtergeometrie für eine Ladeeinrichtung. The present invention relates to a charging device, in particular an exhaust gas turbocharger, with a variable turbine / compressor geometry, according to the preamble of claim 1. The invention further relates to such a variable turbine / compressor geometry for a charging device.

Eine zunehmend gängige Art zur Leistungssteigerung von Brennkraftmaschinen ist der Einsatz von Ladeeinrichtungen, insbesondere Abgasturboladern. Eine derartige Ladeeinrichtung weist zur Leistungsregelung gewöhnlich eine variable Turbinen- und/oder Verdichtergeometrie auf. Hierbei weist die variabel Turbinen-/Verdichtergeometrie mehrere Leitschaufeln auf, die mit Hilfe einer Stelleinrichtung gedreht werden können, um einen Querschnitt zu verändern, durch den ein beispielsweise eine Turbine der Ladeeinrichtung antreibendes Fluid, insbesondere also ein Abgas der zugehörigen Brennkraftmaschine, strömen kann. Hierdurch kann die Leistung der Ladeeinrichtung an einen Leistungsbedarf der Brennkraftmaschine angepasst werden. Das Verstellen der Leitschaufeln mittels der Stelleinrichtung erfolgt mit Hilfe eines Verstellrings, indem mehrere Schaufelhebelstifte angeordnet sind. Der jeweilige Schaufelhebelstift ist an seiner vom Verstellring abgewandten Seite mit einem Leitschaufelhebel verbunden, wobei der Leitschaufelhebel an einer vom Schaufelhebelstift beabstandeten Stelle mit einem Leitschaufelzapfen verbunden ist, der drehbar in einem Schaufellagerring angeordnet und mit einer solchen zugehörigen Leitschaufel verbunden ist. Somit versetzt die Bewegung des Verstellrings, die gewöhnlich eine Drehung des Verstellrings ist, den jeweiligen Schaufelhebelstift sowie den damit verbundenen Leitschaufelhebel in Bewegung, wodurch eine Drehung der Leitschaufelzapfen und somit der Leitschaufeln erreicht wird. Hierbei ist es für einen möglichst reibungslosen Betrieb der variablen Turbinen-/Verdichtergeometrie sowie für schnelle Reaktionszeiten der variablen Turbinen-/Verdichtergeometrie wichtig, dass die jeweiligen Verbindungen möglichst genau und reibungslos realisiert sind.An increasingly common way of increasing the performance of internal combustion engines is the use of charging devices, in particular exhaust gas turbochargers. Such a charging device usually has a variable turbine and / or compressor geometry for power control. Here, the variable turbine / compressor geometry on several vanes, which can be rotated by means of an adjusting device to change a cross section through which a, for example, a turbine of the charger driving fluid, in particular an exhaust gas of the associated internal combustion engine, can flow. As a result, the power of the charging device can be adapted to a power requirement of the internal combustion engine. The adjustment of the guide vanes by means of the adjusting device takes place by means of an adjusting ring by a plurality of blade lever pins are arranged. The respective blade lever pin is connected at its side facing away from the adjusting ring with a guide vane lever, wherein the guide vane lever is connected at a spaced from the vane lever pin point with a Leitschaufelzapfen which is rotatably disposed in a vane ring and connected to such an associated vane. Thus, the movement of the adjusting ring, which is usually a rotation of the adjusting ring, causes the respective blade lever pin and associated vane lever to move, thereby achieving rotation of the blade pegs and thus the vanes. It is important for the smoothest possible operation of the variable turbine / compressor geometry and for fast reaction times of the variable turbine / compressor geometry that the respective connections are realized as accurately and smoothly as possible.

Eine derartige Ladeeinrichtung mit einer variablen Turbinen-/Verdichtergeometrie ist beispielsweise aus der EP 1 688 602 B1 bekannt. Hierbei ist insbesondere die Verbindung zwischen dem Schaufelhebelstift und dem Verstellring durch ein Lötverfahren und somit stoffschlüssig realisiert. Nachteilig dabei ist, dass eine derartige Verbindung zu großen Toleranzabweichungen in den jeweiligen Verbindungsbereichen führen kann, was zu einem erhöhten Spiel in dem jeweiligen Verbindungsbereich und dementsprechend einerseits zu einer erhöhten Reibung und andererseits zu einer nachteiligen Reaktionsfähigkeit der variablen Turbinen-/Verdichtergeometrie führen kann. Such a charging device with a variable turbine / compressor geometry, for example, from EP 1 688 602 B1 known. In this case, in particular the connection between the blade lever pin and the adjusting ring is realized by a soldering process and thus cohesively. The disadvantage here is that such a connection can lead to large tolerance deviations in the respective connection areas, which can lead to increased play in the respective connection area and accordingly on the one hand to increased friction and on the other hand to a disadvantageous reactivity of the variable turbine / compressor geometry.

Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für eine Ladeeinrichtung mit einer variablen Turbinen-/Verdichtergeometrie sowie für eine derartige variablen Turbinen-/Verdichtergeometrie, eine verbesserte oder zumindest alternative Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere durch verbesserte Verbindungen und/oder eine verbesserte Reaktionszeit der Ladeeinrichtung auszeichnet.The present invention is concerned with the problem of providing for a charging device with a variable turbine / compressor geometry and for such a variable turbine / compressor geometry, an improved or at least alternative embodiment, which is characterized in particular by improved connections and / or an improved reaction time Charging device distinguishes.

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, zumindest eine der Verbindungen zwischen den Komponenten Verstellring, Schaufelhebelstift, Leitschaufelhebel und Leitschaufelzapfen einer variablen Turbinen-/Verdichtergeometrie einer Ladeeinrichtung formschlüssig zu realisieren, um einerseits eine möglichst einfache Montage der Ladeeinrichtung, insbesondere der variablen Turbinen-/Verdichtergeometrie, zu ermöglichen und andererseits passgenaue Verbindungen zu erreichen, um eine verbesserte Reaktionsfähigkeit und somit Anspruchverhalten der Ladeeinrichtung, insbesondere der variablen Turbinen-/Verdichtergeometrie, zu gewährleisten. The present invention is based on the general idea, at least one of the connections between the components adjusting ring, blade lever pin, guide vane lever and Leitschaufelzapfen a variable turbine / compressor geometry of a charging device form-fitting manner, on the one hand the simplest possible assembly of the charging device, in particular the variable turbine / Compressor geometry, on the other hand to achieve accurate connections to ensure improved responsiveness and thus the behavior of the charging device, in particular the variable turbine / compressor geometry.

Eine solche Ladeeinrichtung ist insbesondere als ein Abgasturbolader ausgebildet und dient dementsprechend der Leistungssteigerung einer Brennkraftmaschine. Nachfolgend wird bei der Ladeeinrichtung von einem Abgasturbolader ausgegangen, wobei klar ist, dass die erfindungswesentlichen Gedanken analog auf eine beliebige Ladeeinrichtung für eine beliebige Kraftmaschine, anwendbar sind. Eine solche variablen Turbinen-/Verdichtergeometrie ist gewöhnlich um ein Laufrad der Ladeeinrichtung angeordnet. Insbesondere kann die variablen Turbinen-/Verdichtergeometrie um eine Turbine bzw. um ein Turbinenrad der Ladeeinrichtung angeordnet sein. Die Turbine des Abgasturboladers wird von einem Abgas der Brennkraftmaschine angetrieben, wobei das Turbinenrad mit einem Verdichterrad des Abgasturboladers antriebsverbunden ist. Das Verdichterrad dient dem Zweck, die der Brennkraftmaschine zuzuführende Luft bzw. Ladeluft zu verdichten. Durch den Einsatz einer derartigen variablen Turbinengeometrie kann also die Rotation des Turbinenrades und dementsprechend die Rotation des Verdichterrades und folglich die der Brennkraftmaschine zuzuführende Luftmenge variiert werden. Hierbei weist die variable Turbinen-/Verdichtergeometrie einen Schaufellagerring auf, in dem zumindest eine Leitschaufel über einen Leitschaufelzapfen drehbar gelagert ist. Gewöhnlich sind mehrere Leitschaufeln ringförmig bzw. entlang eines Kreises über jeweils einen solchen zugehörigen Leitschaufelzapfen drehbar im Schaufellagerring angeordnet. Des Weiteren weist die variable Turbinen-/Verdichtergeometrie einen Leitschaufelhebel auf, der einenends über eine erste Verbindung drehfest mit dem Leitschaufelzapfen und anderenends über eine zweite Verbindung mit einem solchen Schaufelhebelstift verbunden ist. Der Schaufelhebelstift ist seinerseits über eine dritte Verbindung mit dem Verstellring verbunden. Somit wird eine Bewegung, insbesondere ein Drehung, des Verstellrings derart auf die Leitschaufel übertragen, dass die Leitschaufeln um eine Achse des Leitschaufelzapfens gedreht werden.Such a charging device is designed in particular as an exhaust gas turbocharger and accordingly serves to increase the power of an internal combustion engine. Below is assumed in the charging device of an exhaust gas turbocharger, it being understood that the concept essential to the invention analogously to any charging device for any engine, are applicable. Such a variable turbine / compressor geometry is usually arranged around an impeller of the charging device. In particular, the variable turbine / compressor geometry can be arranged around a turbine or about a turbine wheel of the charging device. The turbine of the exhaust gas turbocharger is driven by an exhaust gas of the internal combustion engine, wherein the turbine wheel is drivingly connected to a compressor wheel of the exhaust gas turbocharger. The compressor wheel serves the purpose of compressing the air or charge air to be supplied to the internal combustion engine. By using such a variable turbine geometry, therefore, the rotation of the turbine wheel and, accordingly, the rotation of the compressor wheel and consequently the amount of air to be supplied to the internal combustion engine can be varied. Here, the variable turbine / compressor geometry on a blade bearing ring, in which at least one vane is rotatably mounted via a Leitschaufelzapfen. Usually a plurality of vanes are annular or along a circle via each such associated Leitschaufelzapfen rotatably arranged in the blade bearing ring. Furthermore, the variable turbine / compressor geometry comprises a vane lever which is non-rotatably connected at one end to the guide vane pin via a first connection and at the other end via a second connection to such a vane lever pin. The blade lever pin is in turn connected via a third connection with the adjusting ring. Thus, movement, in particular rotation, of the adjusting ring is transferred to the vane such that the vanes are rotated about an axis of the vane pin.

Dem Erfindungsgedanken entsprechend ist die erste Verbindung, also die Verbindung zwischen dem Leitschaufelzapfen und dem Leitschaufelhebel, formschlüssig realisiert. Alternativ oder zusätzlich ist die zweite Verbindung, also die Verbindung zwischen dem Leitschaufelhebel und dem Schaufelhebelstift, oder die dritte Verbindung, also die Verbindung zwischen dem Schaufelhebelstift und dem Verstellring, formschlüssig realisiert. Formschlüssig bedeutet hierbei, dass die formschlüssige Verbindung durch das Einwirken der Verbindungspartner aufeinander realisiert ist. Insbesondere sind die jeweiligen Verbindungspartner in einem entsprechenden Verbindungsbereich komplementär ausgebildet. Dementsprechend ist eine solche formschlüssige Verbindung eine drehfeste Verbindung zwischen den entsprechenden Verbindungspartnern. According to the idea of the invention, the first connection, that is, the connection between the guide blade pin and the guide blade lever, realized in a form-fitting manner. Alternatively or additionally, the second connection, ie the connection between the guide vane lever and the vane lever pin, or the third connection, ie the connection between the vane lever pin and the adjusting ring, realized in a form-fitting manner. Positive locking here means that the positive connection is realized by the action of the connection partners to each other. In particular, the respective connection partners are designed to be complementary in a corresponding connection region. Accordingly, such a positive connection is a rotationally fixed connection between the corresponding connection partners.

Grundsätzlich ist es wichtig, dass die Verbindung zwischen dem Leitschaufelzapfen und dem Leitschaufelhebel drehfest realisiert ist, während eine der Verbindungen des Schaufelhebelstifts drehfest und die andere Verbindung drehbar realisiert ist. Anders ausgedrückt, der Schaufelhebelstift ist entweder drehfest mit dem Verstellring oder drehfest mit dem Leitschaufelhebel verbunden, während der Leitschaufelzapfen drehfest mit dem Leitschaufelhebel verbunden ist. Hierdurch wird eine entsprechende Drehung des Leitschaufels um die Achse, insbesondere um die Längsmittelachse, des Leitschaufelzapfens, gewährleistet.In principle, it is important that the connection between the guide vane and the guide vane lever is realized in a rotationally fixed manner, while one of the connections of the vane lever pin is fixed against rotation and the other connection is rotatably realized. In other words, the blade lever pin is either non-rotatably connected to the adjusting ring or non-rotatably connected to the guide vane lever, while the guide blade pin is non-rotatably connected to the guide vane lever. As a result, a corresponding rotation of the guide vane about the axis, in particular about the longitudinal central axis, of the guide vane pin, ensured.

Die jeweilige formschlüssige Verbindung kann beispielsweise durch eine entsprechende Verzahnung zwischen den Verbindungspartnern erreicht werden. Das heißt beispielsweise, dass bei einer formschlüssigen Verbindung zwischen dem Schaufelhebelstift und dem Verstellring der Schaufelhebelstift und der Verstellring jeweils im entsprechenden Verbindungsbereich eine Verzahnung, insbesondere eine Keilwelle bzw. eine Zahnwelle, aufweisen. Ein solcher Verbindungsbereich des Verstellrings ist insbesondere eine Ausnehmung im Verstellring, in der der Schaufelhebelstift angeordnet ist. Ein solcher Verbindungsbereich des Leitschaufelhebels, kann insbesondere eine Öffnung des Leitschaufelhebels sein, in der der Schaufelhebelstift oder der Leitschaufelzapfen angeordnet ist. Auch kann der Leitschaufelhebel zwei derartige Öffnungen aufweisen, in denen jeweils der Schaufelhebelstift oder der Leitschaufelzapfen angeordnet sind. The respective form-fitting connection can be achieved, for example, by a corresponding toothing between the connection partners. This means, for example, that in the case of a form-locking connection between the blade lever pin and the adjusting ring, the blade lever pin and the adjusting ring each have a toothing, in particular a splined shaft or a toothed shaft, in the corresponding connecting region. Such a connection region of the adjusting ring is in particular a recess in the adjusting ring, in which the blade lever pin is arranged. Such a connecting region of the vane lever may, in particular, be an opening of the vane lever in which the vane lever pin or the vane pin is arranged. Also, the guide vane lever may have two such openings, in each of which the vane lever pin or the vane pin are arranged.

Eine solche formschlüssige Verbindung kann prinzipiell durch komplementär zueinander ausgebildete und ineinandergreifende Verbindungsbereiche der Verbindungspartner realisiert sein. Die zugehörigen Verbindungsbereiche der formschlüssigen Verbindungen können dementsprechend komplementäre geometrische Form und/oder Größen aufweisen. Beispielsweise können diese dreieckig, viereckig sowie rund ausgestaltet sein.Such a form-fitting connection can in principle be realized by complementarily formed and intermeshing connection regions of the connection partners. The associated connection areas of the positive connections can accordingly have complementary geometric shapes and / or sizes. For example, these can be triangular, square and round.

Entsprechend einer Ausführungsform ist zumindest eine Öffnung des Leitschaufelhebels, in die ein komplementär ausgebildeter Verbindungsbereich des Schaufelhebelstifts oder des Schaufelzapfens eingreift, polygonartig ausgebildet. Alternativ oder zusätzlich kann der Verstellring eine Öffnung, insbesondere eine solche Ausnehmung, aufweisen, die polygonartig ausgebildet ist und in die ein komplementär ausgebildeter Verbindungsbereich des Schaufelhebelstifts eingreift. Hierbei ist die Verbindung zwischen dem Schaufelhebelstift und dem Leitschaufelhebel jedoch nicht formschlüssig realisiert, um eine drehbare Verbindung zwischen dem Schaufelhebelstift und dem Leitschaufelhebel zu ermöglichen. According to one embodiment, at least one opening of the vane lever, in which a complementarily formed connection region of the vane lever pin or of the vane pin engages, is polygonal-shaped. Alternatively or additionally, the adjusting ring may have an opening, in particular such a recess, which is polygonal-shaped and engages in a complementarily formed connecting region of the blade lever pin. However, the connection between the blade lever pin and the guide vane lever is not realized in a form-fitting manner in order to enable a rotatable connection between the vane lever pin and the vane lever.

Bei bevorzugten Ausführungsformen ist die polygonartige Öffnung bzw. der zugehörige komplementär ausgebildete Verbindungsbereich Polygon-P3D-artig oder Polygon-P4G-artig ausgebildet. Zudem weist die polygonartige Öffnung bevorzugt abgerundete und/oder entgratete Ecken auf, um einen möglichst reibungslosen Betrieb der Ladeeinrichtung, insbesondere der variablen Turbinen-/Verdichtergeometrie, zu gewährleisten. Entsprechendes gilt für den polygonartigen Verbindungsbereich. Grundsätzlich ist es vorteilhaft, wenn die jeweiligen Verbindungsbereiche, insbesondere die jeweiligen Öffnungen, entgratet sind.In preferred embodiments, the polygonal opening or the corresponding complementarily formed connection region is formed polygon P3D-like or polygon P4G-like. In addition, the polygonal opening preferably has rounded and / or deburred corners in order to ensure the smoothest possible operation of the charging device, in particular the variable turbine / compressor geometry. The same applies to the polygonal connection area. In principle, it is advantageous if the respective connection regions, in particular the respective openings, are deburred.

Um die formschlüssige Verbindung zu verstärken, kann diese zusätzlich durch eine stoffschlüssige Verbindung der jeweiligen Verbindungspartner realisiert sein. Die stoffschlüssige Verbindung kann insbesondere im Bereich der formschlüssigen Verbindung realisiert sein. Das heißt insbesondere, dass die formschlüssig verbundenen Verbindungspartner im jeweiligen Verbindungsbereich zusätzlich verschweißt, verlötet, verklebt und dergleichen sein können. In order to strengthen the positive connection, this can additionally be realized by a cohesive connection of the respective connection partner. The cohesive connection can be realized in particular in the region of the positive connection. This means in particular that the form-fitting connected connection partners can additionally be welded, soldered, glued and the like in the respective connection region.

Eine solche formschlüssige Verbindung kann insbesondere durch eine Vernietung realisiert sein. Vorstellbar sind auch formschlüssige Verbindungen, die durch einen Verbindungsbeschlag, durch eine Passfeder und dergleichen realisiert sind. Auch können die Verbindungspartner miteinander verstemmt oder gefügt sein. Such a positive connection can be realized in particular by riveting. Also conceivable are positive connections that are realized by a connecting fitting, by a feather key and the like. Also the connection partners can be caulked or joined together.

Bei bevorzugten Ausführungsformen ist einer der Verbindungspartner durch ein Spritzgussverfahren hergestellt. Das heißt, dass der Schaufelhebelstift und/oder der Leitschaufelhebel und/oder der Leitschaufelzapfen durch ein Spritzgussverfahren hergestellt ist/sind. Bevorzugt sind diese Komponenten durch ein Metallpulververspritzgießen (MIM) hergestellt. Hierdurch wird eine anschließende Verbindung dieser Partner erleichtert.In preferred embodiments, one of the connection partners is made by an injection molding process. That is, the vane lever pin and / or the vane lever and / or the vane pin are made by an injection molding method. Preferably, these components are made by metal powder injection molding (MIM). This facilitates a subsequent connection of these partners.

Es versteht sich, dass die gegebenen Beispiele für eine formschlüssige Verbindung beliebig kombinierbar sind. Das heißt beispielsweise, dass der Schaufelhebelstift in den Leitschaufelhebel gefügt und zusätzlich vernietet sein kann. Entsprechendes gilt für die jeweiligen stoffschlüssigen Verbindungen. Das heißt beispielsweise, dass eine derartige stoffschlüssige Verbindung durch Verschweißen und Verkleben realisiert sein kann. It is understood that the given examples of a positive connection can be combined as desired. This means, for example, that the blade lever pin can be joined in the guide blade lever and additionally riveted. The same applies to the respective cohesive connections. This means, for example, that such a cohesive connection can be realized by welding and gluing.

Es sei ferner darauf hingewiesen, dass eine solche variable Turbinen-/Verdichtergeometrie als zentraler Bestandteil der vorliegenden Erfindung auch als solche zum Umfang dieser Erfindung gehört. It should be further understood that such a variable turbine / compressor geometry as a central component of the present invention also belongs as such to the scope of this invention.

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.

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

1 einen Schnitt durch eine Ladeeinrichtung, 1 a section through a charging device,

2 eine räumliche Darstellung einer variablen Turbinen-/Verdichtergeometrie, 2 a spatial representation of a variable turbine / compressor geometry,

3–6 jeweils einen Längsschnitt und eine Draufsicht einer Verbindung zwischen zwei Verbindungspartnern. 3 - 6 in each case a longitudinal section and a plan view of a connection between two connection partners.

Wie in der 1 gezeigt, weist eine Ladeeinrichtung 1, die als Abgasturbolader 1' ausgebildet sein kann, eine variable Turbinen-/Verdichtergeometrie 2 auf. Dabei umfasst die variable Turbinen-/Verdichtergeometrie 2 einen Schaufellagerring 3, wobei im gezeigten Beispiel eine Turbine 4 der Ladeeinrichtung 1 in der Öffnung 5 der variablen Turbinen-/Verdichtergeometrie 2 koaxial angeordnet ist. Eine Welle 6 der Turbine 4 ist mit einem Turbinenrad 4' der Turbine 4 verbunden, wobei Laufschaufeln 7 der Turbine 4 radial um die Welle 6 angeordnet sind. Die variable Turbinen-/Verdichtergeometrie 2 weist zudem Leitschaufeln 8 auf, von denen exemplarisch zwei gezeigt sind. Die Leitschaufeln 8 sind jeweils drehfest mit einem Leitschaufelzapfen 9, der drehbar in einer zugehörigen Schaufellageröffnung 10 des Schaufellagerrings 3 gelagert ist, verbunden. Zur besseren Veranschaulichung weist die in der 1 gezeigte Ausführungsform Schaufellagerringöffnungen 10 auf, in denen keine Leitschaufelzapfen 9 bzw. Leitschaufeln 8 angeordnet ist. Die Schaufellagerringöffnungen 10 sind radial zu einem Mittelpunkt 11 des Schaufellagerrings 3, also entlang eines Kreises 12 mit dem Mittelpunkt 11, angeordnet. Damit weisen auch die Leitschaufeln 8 eine derartige Anordnung bezüglich des Schaufellagerrings 3 bzw. des Mittelpunktes 11 auf.Like in the 1 shown has a charging device 1 acting as a turbocharger 1' may be formed, a variable turbine / compressor geometry 2 on. This includes the variable turbine / compressor geometry 2 a blade bearing ring 3 , wherein in the example shown a turbine 4 the charging device 1 in the opening 5 the variable turbine / compressor geometry 2 is arranged coaxially. A wave 6 the turbine 4 is with a turbine wheel 4 ' the turbine 4 connected, with blades 7 the turbine 4 radially around the shaft 6 are arranged. The variable turbine / compressor geometry 2 also has guide vanes 8th two of which are shown by way of example. The vanes 8th are each non-rotatable with a Leitschaufelzapfen 9 pivotally mounted in an associated vane bearing opening 10 of the vane bearing ring 3 is stored, connected. For better illustration, in the 1 embodiment shown blade bearing ring openings 10 on, in which no Leitschaufelzapfen 9 or vanes 8th is arranged. The vane bearing ring openings 10 are radial to a midpoint 11 of the vane bearing ring 3 that is, along a circle 12 with the center 11 arranged. This is also shown by the vanes 8th such an arrangement with respect to the vane bearing ring 3 or the center point 11 on.

2 zeigt einen Schnitt durch die Ladeeinrichtung 1, bei der die variable Turbinen-/Verdichtergeometrie 2 zu sehen ist. Hierbei ist zur weiteren Erläuterung der Schaufellagerring 3 nicht dargestellt. Wie der 2 zu entnehmen ist, ist der jeweilige Leitschaufelzapfen 9 auf der von der zugehörigen Leitschaufel 8 abgewandten Seite mittels einer ersten Verbindung 13 mit einem zugehörigen Leitschaufelhebel 14 verbunden. Der Leitschaufelhebel 14 weist zwei runde Radialenden auf, wobei die erste Verbindung 13 an dem inneren Radialende realisiert ist, während eine zweite Verbindung 15 am inneren Radialende des Leitschaufelhebels 14 den jeweiligen Leitschaufelhebel 14 mit einem zugehörigen Schaufelhebelstift 16 verbindet. Der jeweilige Schaufelhebelstift 16 erstreckt sich in axialer Richtung, wobei eine dritte Verbindung 17 den jeweiligen Schaufelhebelstift 16 an einer von dem zugehörigen Leitschaufelhebel 14 abgewandten Seite mit einem Verstellring 18 verbindet. Hierbei sind der Leitschaufelzapfen 9 und der Schaufelhebelstift 16 jeweils in eine Öffnung 19 des zugehörigen Leitschaufelhebels 14 angeordnet. Des Weiteren weist der Verstellring 18 nach innen gerichtete Öffnungen 20, die als nach innen gerichtete Ausnehmungen 20 ausgestaltet sind, auf, in denen jeweils ein solcher zugehöriger Schaufelhebelstift 16 angeordnet ist. Somit kann eine Drehung des Verstellrings 18 um die durch den Mittelpunkt 11 verlaufende Mittelachse 21 auf die Leitschaufeln 8 übertragen werden. Die Drehung des Verstellrings 18 wird hierbei durch eine Stelleinrichtung 22 bewirkt, bei der ein nicht gezeigter Aktuatorenhebel einen in einer solchen Öffnung 20 des Verstellrings 18 angeordneten Einlenkhebel 24 mit Hilfe einer Verstellwelle 25 um die Längsachse der Verstellwelle 25 dreht. Hierbei weist der Anlenkhebel 24 eine gleiche Form auf, wie die Leitschaufelhebel 14, welche gleich ausgebildet und gleich groß sind. 2 shows a section through the charging device 1 in which the variable turbine / compressor geometry 2 you can see. This is to further explain the blade bearing ring 3 not shown. Again 2 it can be seen, is the respective Leitschaufelzapfen 9 on the from the associated vane 8th remote side by means of a first connection 13 with an associated guide vane lever 14 connected. The vane lever 14 has two round radial ends, with the first connection 13 is realized at the inner radial end, while a second connection 15 at the inner radial end of the vane lever 14 the respective guide vane lever 14 with an associated blade lever pin 16 combines. The respective blade lever pin 16 extends in the axial direction, with a third connection 17 the respective blade lever pin 16 at one of the associated vane lever 14 opposite side with an adjusting ring 18 combines. Here are the Leitschaufelzapfen 9 and the bucket lever pin 16 each in an opening 19 the associated guide vane lever 14 arranged. Furthermore, the adjusting ring 18 inwardly directed openings 20 as inward-looking recesses 20 are configured, on, in each of which such an associated blade lever pin 16 is arranged. Thus, a rotation of the adjusting ring 18 around the center 11 extending central axis 21 on the vanes 8th be transmitted. The rotation of the adjusting ring 18 is here by an adjusting device 22 causes, in an unillustrated actuator lever in such an opening 20 the adjusting ring 18 arranged Einlenkhebel 24 with the help of a adjusting 25 around the longitudinal axis of the adjusting shaft 25 rotates. Here, the articulation lever 24 a same shape as the vane levers 14 , which are the same size and the same size.

Erfindungsgemäß ist die erste Verbindung 13 formschlüssig realisiert. Alternativ oder zusätzlich ist auch die zweite Verbindung 15 oder die dritte Verbindung 17 formschlüssig realisiert, wobei Ausführungsformen bevorzugt sind, bei denen sowohl die erste Verbindung 13 als auch die zweite Verbindung 15 oder die dritte Verbindung 17 formschlüssig realisiert sind. According to the invention, the first compound 13 realized positively. Alternatively or additionally, the second compound is 15 or the third connection 17 realized form fit, wherein embodiments are preferred in which both the first compound 13 as well as the second connection 15 or the third connection 17 realized in a form-fitting manner.

Die 3 bis 6 zeigen unterschiedliche Ausführungsformen für eine derartige formschlüssige Verbindung 13, 15, 17, wobei die in der linken Hälfte gezeigten und mit "a" gekennzeichneten Darstellungen einen Längsschnitt durch die jeweilige Verbindung 13, 15, 17 zeigen, während die auf der rechten Seite gezeigten und mit "b" gekennzeichneten Darstellungen eine Draufsicht auf die jeweilige Verbindung 13, 15, 17 zeigen. Hierbei ist bei den Längsschnitten, das heißt bei den in den linken Hälften gezeigten und mit a gekennzeichneten Darstellungen der Leitschaufelhebel 14 oder der Verstellring 18 dargestellt, die mit einem Verbindungspartner, das heißt im Falle des Leitschaufelhebels 14 mit dem Leitschaufelzapfen 9 oder mit dem Schaufelhebelstift 16 bzw. im Falle des Verstellrings 18 der Schaufelhebelstift 16 sein kann.The 3 to 6 show different embodiments for such a positive connection 13 . 15 . 17 , wherein the illustrations shown in the left half and marked "a" represent a longitudinal section through the respective connection 13 . 15 . 17 show, while the illustrations shown on the right and marked with "b" a plan view of the respective connection 13 . 15 . 17 demonstrate. Here, in the case of the longitudinal sections, that is to say in the illustrations shown in the left halves and marked with a, the guide vane lever is shown 14 or the adjusting ring 18 represented with a connection partner, that is in the case of the vane lever 14 with the guide peg 9 or with the bucket lever pin 16 or in the case of the adjusting ring 18 the bucket lever pin 16 can be.

Die 3 zeigt dementsprechend bspw. die zweite Verbindung 15, bei der ein solcher Schaufelhebelstift 16 in dem zugehörigen Leitschaufelhebel 16 gefügt, insbesondere gestemmt ist. Bei der in der 3 gezeigten Darstellung kann es sich ebenso um die Verbindung zwischen dem Leitschaufelhebel 14 und den Leitschaufelzapfen 9 und dementsprechend um die erste Verbindung 13 handeln. Vorstellbar ist eine derartige Verbindung 17 auch zwischen dem Verstellring 18 und dem Schaufelhebelstift 16. Bei den jeweils gezeigten Verbindungen 13, 15, 17 ist dabei der Leitschaufelhebel 9 oder der Schaufelhebelstift 16 in der Öffnung 19 des Leitschaufelhebels 14 angeordnet. Gleiches gilt für den Schaufelhebelstift 16, der in die Ausnehmung bzw. Öffnung 20 des Verstellrings 18 angeordnet ist. Bei der in der 3 gezeigten Variante ist die Öffnung 19, 20 kreisförmig bzw. rund ausgebildet.The 3 shows accordingly, for example, the second connection 15 in which such a blade lever pin 16 in the associated guide vane lever 16 joined, in particular is caulked. When in the 3 As shown, it may also be the connection between the vane lever 14 and the guide peg 9 and accordingly the first connection 13 act. It is conceivable such a connection 17 also between the adjusting ring 18 and the bucket lever pin 16 , For the connections shown in each case 13 . 15 . 17 is the guide vane lever 9 or the bucket lever pin 16 in the opening 19 of the vane lever 14 arranged. The same applies to the blade lever pin 16 which is in the recess or opening 20 the adjusting ring 18 is arranged. When in the 3 variant shown is the opening 19 . 20 circular or round.

Die 4 zeigt eine weitere Möglichkeit der formschlüssigen Verbindung 13, 15, 17, wobei die Öffnung 18, 20 eine längliche Form aufweist. Die formschlüssige Verbindung 13, 15, 17 zwischen den Verbindungspartnern, das heißt zwischen dem Leitschaufelhebel 14 und dem Leitschaufelzapfen 9 und/oder dem Schaufelhebelstift 16 oder zwischen dem Verstellring 18 und dem Schaufelhebelstift 16, ist zusätzlich durch eine Vernietung realisiert, wobei ein Abdruck 26 des Vernietungsvorganges erkennbar ist.The 4 shows another possibility of positive connection 13 . 15 . 17 where the opening 18 . 20 has an elongated shape. The positive connection 13 . 15 . 17 between the connection partners, that is between the guide vane lever 14 and the vane pin 9 and / or the vane lever pin 16 or between the adjusting ring 18 and the bucket lever pin 16 , is additionally realized by riveting, being an imprint 26 the riveting process is recognizable.

Die 5 zeigt eine weitere Variante der formschlüssigen Verbindung 13, 15, 17, bei der die Verbindungspartner durch eine Verzahnung 27 miteinander verbunden sind. Auch hier ist die Verbindung 13, 15, 17 durch eine Vernietung verstärkt, wobei ebenfalls der Abdruck 26 der Vernietung zu sehen ist.The 5 shows a further variant of the positive connection 13 . 15 . 17 in which the connection partners by a toothing 27 connected to each other. Again, the connection is 13 . 15 . 17 reinforced by a riveting, where also the impression 26 the riveting is to see.

Bei den in den 3 bis 5 gezeigten Verbindungen 13, 15, 17 sind die Verbindungspartner zudem in einem entsprechenden Verbindungsbereich 28, in der die Verbindung 13, 15, 17 realisiert ist, komplementär zueinander ausgebildet.In the in the 3 to 5 shown connections 13 . 15 . 17 In addition, the connection partners are in a corresponding connection area 28 in which the connection 13 . 15 . 17 is realized, formed complementary to each other.

Bei der in der 6 gezeigten Variante der formschlüssigen Verbindung 13, 15, 17 ist zumindest einer der Verbindungspartner, wie insbesondere in der bei 6b gezeigten Draufsicht zu sehen ist, polygonartig geformt bzw. ausgebildet. Dabei ist bei den gezeigten Beispielen derjenige Verbindungspartner, der in der Öffnung 19, 20 angeordnet ist, polygonartig geformt bzw. ausgebildet. Das heißt, dass der Leitschaufelzapfen 9 und/oder der Schaufelhebelstift 16 in ihrem jeweiligen Verbindungsbereich 28 polygonartig ausgebildet sind. Bei der in der 6b zu sehenden Draufsicht sind zwei Varianten einer derartigen polygonartigen Ausbildung dargestellt. Auf der linken Seite der Draufsicht ist eine Polygon-P3G-artige Form zu sehen, während auf der rechten Seite eine Polygon-P4G-artige Form zu sehen. Hierbei weisen die zugehörigen Öffnungen 19, 20 eine runde Form auf, wobei die Größe der Öffnungen 19, 20 derart gewählt ist, dass die polygonartig ausgebildeten Verbindungspartner 9, 16 an Ecken ihrer Außenkontur eine Innenkontur der Öffnungen 19, 20 kontaktieren, so dass eine formschlüssige Verbindung realisiert ist. When in the 6 shown variant of the positive connection 13 . 15 . 17 is at least one of the connection partners, as in particular in the 6b seen top view is polygonal shaped or formed. In this case, in the examples shown, that connection partner which is in the opening 19 . 20 is arranged, polygonal-shaped or formed. That means that the fulcrum pin 9 and / or the vane lever pin 16 in their respective connection area 28 are formed polygonal. When in the 6b To be seen plan view two variants of such a polygon-like design are shown. On the left side of the top view is seen a polygon P3G-like shape, while on the right side a polygon P4G-like shape can be seen. Here are the associated openings 19 . 20 a round shape, with the size of the openings 19 . 20 is chosen such that the polygon-like connection partners 9 . 16 at corners of its outer contour an inner contour of the openings 19 . 20 Contact, so that a positive connection is realized.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 1688602 B1 [0003]

Claims

Charging device ( 1 ), in particular an exhaust gas turbocharger ( 1' ), with a variable turbine / compressor geometry ( 2 ), comprising - a blade bearing ring ( 3 ), in which at least one vane ( 8th ) via a guide blade ( 9 ) is rotatably mounted, - a guide vane lever ( 14 ), which at one end over a first connection ( 13 ) rotatably with the Leitschaufelzapfen ( 9 ) and at the other end via a second connection ( 15 ) with a blade lever pin ( 16 ), - an adjusting ring ( 18 ), which has a third connection ( 17 ) with the blade lever pin ( 16 ), characterized in that - the first connection ( 13 ) is realized positively, and / or - that the second connection ( 15 ) or the third compound ( 17 ) is realized in a form-fitting manner.

Charging device according to claim 1, characterized in that the at least one positive connection ( 13 . 15 . 17 ) is additionally realized cohesively.

Charging device according to claim 1 or 2, characterized in that the at least one positive connection ( 13 . 15 . 17 ) is realized by riveting.

Charging device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the blade lever pin ( 16 ) and / or the vane lever ( 14 ) and / or the Leitschaufelzapfen ( 9 ) is produced by an injection molding process, in particular by a metal powder injection molding (MIM).

Charging device according to one of claims 1 to 4, characterized in that at least one of the positive connections ( 13 . 15 . 17 ) by a toothing ( 27 ), in particular by a splined shaft or a toothed shaft, is realized.

Charging device according to one of claims 1 to 5, characterized in that - the guide vane lever ( 14 ) an opening ( 19 ), which is polygonal-shaped and into which a complementarily formed connection region ( 29 ) of the blade lever pin ( 18 ) or the Leitschaufelzapfens ( 9 ) intervenes.

Charging device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the adjusting ring ( 18 ) an opening ( 20 ), which is polygonal-shaped and into which a complementarily formed connection region ( 28 ) of the blade lever pin ( 16 ) is engaged

Charging device according to claim 6 or 7, characterized in that the opening ( 19 . 20 ) Polygon P3G-like or polygon P4G-like is formed.

Variable turbine / compressor geometry ( 2 ) for a charging device ( 1 ) according to one of the preceding claims, - with a blade lever pin ( 16 ), the form-fitting with an associated guide vane lever ( 14 ) or positively with an associated adjusting ring ( 18 ), and / or - with a guide blade ( 9 ), the form-fitting with the guide vane lever ( 14 ) connected is.