DE102014218342A1 - Variable Turbinen- und/oder Verdichtergeometrie für einen Abgasturbolader - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine variable Turbinen- und/oder Verdichtergeometrie (1) für einen Abgasturbolader, – mit einem Gehäuse (2), – mit einem Schaufellagerring, an dem eine Mehrzahl von Leitschaufeln drehbar gelagert ist, – mit einem Steuerhebel (4) zum Verstellen der Leitschaufeln zwischen einer Schließstellung und einer Öffnungsstellung, – mit einer drehfest mit dem Steuerhebel (4) verbundenen Stellwelle (5), welche drehbar am Gehäuse (2) gelagert ist und zur drehbaren Lagerung teilweise in einer Durchgangsöffnung (6), die in einer ersten Gehäusewand (7a) des Gehäuses (2) vorgesehen ist, aufgenommen ist, – wobei sich die Stellwelle (5) in der Durchgangsöffnung (6) direkt an der ersten Gehäusewand (7a) abstützt.
Description
- Die Erfindung betrifft eine variable Turbinen- und/oder Verdichtergeometrie für einen Abgasturbolader sowie einen Abgasturbolader mit einer solchen variablen Turbinen- und/oder Verdichtergeometrie.
- Zur Regelung der Turbinen- oder Verdichterleistung in einem Abgasturbolader kommen oftmals Strömungsmaschinen mit einer sogenannten variablen Turbinen- bzw. Verdichtergeometrie zum Einsatz, welche eine Variation der Zuströmung eines Fluids wie etwa Abgas oder Frischluft zum Laufrad der Strömungsmaschine mittels verstellbarer Leitschaufeln erlauben. Eine solche Verstellbarkeit erlaubt eine optimale Anpassung der Anströmung des Laufrads mit dem Fluid in Abhängigkeit von der momentan in eintretenden Fluidmenge. Ein Verstellen der Leitschaufeln in eine Öffnungsstellung mit maximalem Strömungsquerschnitt für den Fall einer großen Abgas- bzw. Frischluftmenge sorgt dafür, dass die Gasmoleküle nicht mit zu hoher Geschwindigkeit auf das Laufrad treffen. Nimmt die in die Strömungsmaschine eintretende Fluidmenge jedoch ab, etwa weil die dem Abgasturbolader vorgeschaltete Brennkraftmaschine gerade mit niedriger Drehzahl betrieben wird, so hat ein Verstellen der Leitschaufeln in eine Schließstellung mit minimalem Strömungsquerschnitt eine Beschleunigung der Gasmoleküle zur Folge. Im Ergebnis treffen zwar weniger Gasmoleküle auf das Laufrad, jedoch mit erhöhter Geschwindigkeit, so dass das Laufrad der Strömungsmaschine beschleunigt wird.
- Zur Verstellung der Leitschaufeln zwischen ihrer Öffnungs- und Schließstellung werden oftmals Stelleinrichtungen, typischerweise in der Art von Stellhebeln, verwendet, die mit den drehbaren Leitschaufeln direkt oder indirekt – etwa über einen sogenannten Verstellring – gekoppelt sind. Zum Bewegen der als Stellhebel ausgebildeten Stelleinrichtung bietet sich dessen drehfeste Verbindung mit einem Aktuatorhebel über eine sogenannte Stellwelle an. Mittels des Aktuatorhebels, der seinerseits mit einem elektrischen Aktuator antriebsverbunden sein kann, ist der Stellhebel somit zwischen der Öffnungs- und der Schließstellung bewegbar. Bei herkömmlichen variablen Turbinen und-/oder Verdichtergeometrien ist die Stellwelle üblicherweise wenigstens teilweise in einer am Leitschaufelträgerring oder in einer am Gehäuse vorgesehenen Lagerbuchse aufgenommen und drehbar in dieser gelagert. Eine derartig aufgebaute variable Turbinengeometrie ist beispielsweise aus der
EP 0 226 444 B1 bekannt. - Es ist nun eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Ausführungsform für eine variable Turbinen- und/oder Verdichtergeometrie zu schaffen, welche sich gegenüber herkömmlichen variablen Turbinen- und/oder Verdichtergeometrien durch reduzierte Fertigungskosten auszeichnet.
- Grundgedanke der Erfindung ist demnach, die Stellwelle zum Verstellen der Leitschaufeln nicht mit Hilfe eines ortsfest am Gehäuse angebrachten Bauteils – typischerweise einer Lagerbuchse o.ä. – drehbar am Gehäuse zu lagern, sondern auf ein solches zusätzliches Bauteil gänzlich zu verzichten. Mit anderen Worten, der Steuerhebel wird erfindungsgemäß direkt am Gehäuse gelagert. Hierzu wird am Gehäuse eine geeignet dimensionierte Durchgangsöffnung vorgesehen, in welcher die Stellwelle relativ zum Gehäuse drehverstellbar aufgenommen werden kann. Dies führt zur gewünschten direkten Abstützung der Stellwelle am Gehäuse.
- Da bei der erfindungsgemäßen variablen Turbinen- bzw. Verdichtergeometrie auf eine herkömmliche Lagerbuchse oder ein ähnliches, separat zum Gehäuse ausgebildetes Bauteil verzichtet wird, entfällt auch eine aufwändige Montage der Lagerbuchse in das Gehäuse, beispielsweise mittels Verpressen. Im Ergebnis führt dies bei der Herstellung der variablen Turbinen- bzw. Verdichtergeometrie zu erheblich reduzierten Fertigungskosten.
- Eine erfindungsgemäße variable Turbinen- und/oder Verdichtergeometrie für einen Abgasturbolader besitzt ein geeignet dimensioniertes und ein einen Gehäuseinnenraum begrenzendes Gehäuse. Die variable Turbinen- und/oder Verdichtergeometrie umfasst einen Schaufellagerring, an dem eine Mehrzahl von Leitschaufeln drehbar gelagert ist. Zum Verstellen der Leitschaufeln zwischen einer Schließstellung und einer Öffnungsstellung ist ein Steuerhebel vorgesehen. Drehfest mit diesem Steuerhebel verbunden ist eine Stellwelle, welche drehbar am Gehäuse gelagert ist und zur drehbaren Lagerung wenigstens teilweise in einer Durchgangsöffnung aufgenommen ist, die wiederum in einer ersten Gehäusewand des Gehäuses ausgebildet ist. Erfindungsgemäß stützt sich die Stellwelle innerhalb der Durchgangsöffnung direkt an der ersten Gehäusewand ab.
- In einer bevorzugten Ausführungsform kann auf einem die Durchgangsöffnung begrenzenden Wandabschnitt der ersten Gehäusewand eine Schutzbeschichtung vorgesehen werden. Eine solche Schutzbeschichtung verbessert die Resistenz des Gehäuses gegen Verschleißerscheinungen, die reibungsbedingt aufgrund der Drehung der Stellwelle relativ zum Gehäuse in mehr oder weniger stark ausgeprägter Form auftreten kann.
- Besonders zweckmäßig kann die Schutzbeschichtung Kohlenstoff und Stickstoff enthalten. Zur Herstellung einer solchen Schutzschicht empfiehlt sich ein dem Fachmann als "Nitrokarburieren" bekanntes, thermochemisches Verfahren. Bei diesem Verfahren wird die Oberfläche des Gehäuses mit Stickstoff und Kohlenstoff angereichert. Im Ergebnis entsteht eine abrieb-resistente Nitrierschicht, die wiederum eine Verbindungsschicht und eine Diffusionsschicht aufweist.
- In einer anderen bevorzugten Ausführungsform besitzt das Gehäuse eine der ersten Gehäusewand gegenüberliegende, zweite Gehäusewand, welche zusammen mit der ersten Gehäusewand den Gehäuseinnenraum teilweise begrenzt. In der zweiten Gehäusewand ist eine Ausnehmung vorgesehen, die bezüglich einer Draufsicht von außen auf die erste Gehäusewand mit der in der ersten Gehäusewand vorgesehenen Durchgangsöffnung fluchtet. Somit kann sich die Stellwelle nicht nur innerhalb der Durchgangsöffnung an der ersten Gehäusewand abstützen, sondern mit einem in der Ausnehmung aufgenommenen axialen Endabschnitt zusätzlich auch an besagten zweiter Gehäusewand. In jedem Fall erfolgt die Abstützung der Stellwelle direkt an der jeweiligen Gehäusewand.
- Um die Lebensdauer der variable Turbinen- und/oder Verdichtergeometrie zu erhöhen, erweist es sich als vorteilhaft, die bereits erläuterte Schutzbeschichtung auf der dem Gehäuseinnenraum zugewandten Seite des Gehäuses auch im Bereich der in der zweiten Gehäusewand ausgebildeten Ausnehmung vorzusehen. Es ist klar, dass die Schutzbeschichtung auch in diesem Fall – ebenso wie die Schutzbeschichtung im Bereich der Durchgangsöffnung – Kohlenstoff und Stickstoff enthalten kann. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass an allen Lagerungspunkten der Stellwelle am Gehäuse eine verschleißresistente Schutzbeschichtung vorhanden ist. Dies führt zu einem reduzierten Verschleiß in der Stellwelle und in denjenigen Abschnitten des Gehäuses, an welchen die Stellwelle mit dem Gehäuse mechanisch in Kontakt steht.
- Zur stabilen Fixieren der Stellwelle entlang einer durch die Mittellängsachse der Stellwelle definierten axialen Richtung wird vorgeschlagen, die in der zweiten Gehäusewand vorgesehene Ausnehmung derart auszubilden und zu dimensionieren, dass sie für die Stellwelle als Axialanschlag für eine Bewegung entlang ihrer Mittellängsachse zur zweiten Gehäusewand des Gehäuses hin wirkt.
- In einer vorteilhaften Weiterbildung kann der Steuerhebel mittels einer Klemmverbindung, mittels einer Schraubverbindung oder mittels einer Pressverbindung drehfest an der Stellwelle befestigt sein.
- Um eine Axialbewegung der Stellwelle innerhalb des Gehäuses – zumeist verursacht durch toleranzbedingtes axiales Spiel der Stellwelle im Gehäuse – zu verhindern, wird in einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vorgeschlagen, im Gehäuseinnenraum ein federelastisches Element anzuordnen. Dieses kann sich zur Vorspannung des Steuerhebels zur ersten Gehäusewand hin einenends an der zweiten Gehäusewand und anderenends am Steuerhebel abstützen.
- In einer vorteilhaften Weiterbildung dieser Ausführungsform kann das federelastische Element eine Schraubenfeder sein oder umfassen, die koaxial zur Mittellängsachse der Stellwelle angeordnet ist und die Stellwelle radial außen in Spiralform umschlingt. Auf diese Weise kann das federelastische Element Bauraum sparend an der Stellwelle angebracht werden. Alternativ zu einer solchen Schraubenfeder ist auch die Verwendung einer geeignet ausgebildete Spiralfeder, einer Wellenfeder oder einer Tellerfeder denkbar.
- In einer anderen bevorzugten Ausführungsform kann zwischen Steuerhebel und zweiter Gehäusewand eine als Dichtelement wirkende Lagerscheibe vorgesehen werden, welche den Gehäuseinnenraum im Bereich der Durchgangsöffnung gegen die äußere Umgebung des Gehäuses abdichtet.
- In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann auch die in der zweiten Gehäusewand vorgesehene Ausnehmung eine Durchgangsöffnung sein, welche den Gehäuseinnenraum fluidisch mit der äußeren Umgebung des Gehäuses verbindet und in einem dem Gehäuseinnenraum zugewandten ersten Axialabschnitt einen ersten Öffnungsdurchmesser aufweist. Dieser erste Axialabschnitt geht vom Gehäuseinnenraum weg in einen zweiten Axialabschnitt mit einem zweiten Öffnungsdurchmesser über, der kleiner ist als der erste Öffnungsdurchmesser. Die Stellwelle ist im ersten Axialabschnitt aufgenommen. Im zweiten Axialabschnitt kann ein Vorspannelement aufgenommen sein, welches sich – analog zum federelastischen Element im Gehäuseinnenraum – zur Vorspannung der Stellwelle gegen die erste Gehäusewand einenends an einer der zweiten Gehäusewand zugeordneten Stirnseite der Stellwelle abstützt. Anderenends kann sich das Vorspannelement und an einer Gehäusewand eines Verdichter-/Turbinengehäuses abstützen, welches an einer vom Gehäuseinnenraum abgewandten Seite der zweiten Gehäusewand an dieser anliegen kann. Auch auf diese Weise kann eine Vorspannung der Stellwelle zur ersten Gehäusewand hin erzielt werden. Dabei ist das Vorspannelement – im Gegensatz zum oben vorgestellten federelastischen Element – nicht innerhalb des Gehäuses im Gehäuseinnenraum angeordnet, sondern außerhalb des Gehäuses. Somit ist das Vorspannelement für einen Werker besonders leicht zugänglich.
- Als konstruktiv besonders zweckmäßig erweist sich eine vorteilhafte Weiterbildung der vorangehend erläuterten Ausführungsform, bei welcher das Vorspannelement stempelartig ausgebildet ist. Ein Vorspannelement mit einer solchen geometrischen Formgebung umfasst einen Stempel-Schaft, der im zweiten Axialabschnitt der Durchgangsöffnung angeordnet ist. Dieser Stempel-Schaft geht von der Stellwelle weg in einen Stempelabschnitt über, der in einer zum Stempelabschnitt komplementären Ausnehmung aufgenommen ist. Diese Ausnehmung ist auf der vom Gehäuseinnenraum abgewandten Seite der zweiten Gehäusewand vorgesehen.
- Die Erfindung betrifft weiteren einen Abgasturbolader mit einer vorangehend vorgestellten Turbinen- und/oder Verdichtergeometrie.
- Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
- 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.
- 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 Komponenten beziehen.
- Es zeigen, jeweils schematisch,
-
1 ein Beispiel einer erfindungsgemäßen variablen Turbinen- und/oder Verdichtergeometrie in einem Längsschnitt, -
2 eine erste Variante des Beispiels der1 , -
3 eine zweite Variante des Beispiels der1 , -
4 eine Detaildarstellung des Steuerhebels der1 bis3 , welcher mittels einer Schraubverbindung an der Stellwelle befestigt ist, -
5 eine weitere Detaildarstellung des Steuerhebels der1 bis3 , welcher mittels einer Klemmverbindung an der Stellwelle befestigt ist. -
1 zeigt in einem Längsschnitt ein Beispiel einer erfindungsgemäßen variablen Turbinen- und/oder Verdichtergeometrie1 . Diese umfasst ein einen Gehäuseinnenraum3 begrenzendes Gehäuse2 , welches eine erste Gehäusewand7a und eine der ersten Gehäusewand7a gegenüberliegende, zweite Gehäusewand7b aufweist. Die variable Turbinen- und/oder Verdichtergeometrie1 umfasst auch einen Schaufellagerring, an dem eine Mehrzahl von Leitschaufeln drehbar gelagert ist (nicht gezeigt). Zur Verstellung der Leitschaufeln zwischen ihrer Öffnungs- und Schließstellung umfasst die variable Turbinen- und/oder Verdichtergeometrie eine Stelleinrichtung in Form eines Stellhebels37 , der mit den drehbaren Leitschaufeln für deren Verstellung zwischen der Öffnungs- und Schließstellung über einen am Gehäuse gelagerten Verstellring (nicht gezeigt) gekoppelt ist. Zum Bewegen des Stellhebels37 ist dieser drehfest mit einer Stellwelle5 verbunden. Die variable Turbinen- und/oder Verdichtergeometrie1 umfasst ferner einen drehfest mit der Stellwelle5 verbundenen Steuerhebel4 , der wiederum mit einem elektrischen Aktuator (nicht gezeigt) antriebsverbunden sein kann. Die Stellwelle5 besitzt eine Mittellängsachse M, durch deren Lage eine axiale Richtung A der Stellwelle5 festgelegt ist. Zur drehfesten Fixierung des Steuerhebels4 an der Stellwelle5 kann im Steuerhebel4 ein geeignet dimensionierter Durchbruch16 vorgesehen sein, welcher von der Stellwelle5 durchgriffen wird. - Entsprechend der
4 kann der Steuerhebel4 mittels einer Schraubverbindung12 drehfest an der Stellwelle5 fixiert sein. Eine solche Schraubverbindung12 kann eine in der Stellwelle5 vorgesehene Gewindebohrung13 umfassen, welche mit einer im Steuerhebel4 vorgesehenen Durchgangsöffnung15 fluchtet. Zum Fixieren des Steuerhebels4 an der Stellwelle5 wird eine Gewindeschraube14 verwendet. -
5 zeigt eine zum Szenario der4 alternative Variante zur drehfesten Befestigung des Steuerhebels4 an der Stellwelle5 mit Hilfe einer Klemmverbindung. In diesem Fall kann der Steuerhebel4 mit zwei zangenartigen Endabschnitten17a ,17b ausgestattet werden, welche jeweils teilweise einen Durchbruch16 zur Aufnahme der Stellwelle5 ausbilden und zwischen welchen ein zusätzlich ein spaltartiger Zwischenraum18 ausgebildet ist. Im Endabschnitt17a ist eine Gewindebohrung19a vorgesehen, im Endabschnitt17b eine mit der Gewindebohrung19a fluchtende herkömmliche Bohrung19b , die mit der Gewindebohrung19a fluchtet. Durch ein Einschrauben einer Gewindeschraube20 durch die Bohrung19b hindurch in die Gewindebohrung19a werden die beiden Endabschnitte17a ,17b aneinandergedrückt und auf diese Weise gegen die Stellwelle5 gepresst, so dass die gewünschte Klemmwirkung erzielt wird. Bei der Variante der5 empfiehlt sich sowohl für die Stellwelle5 als auch für den Durchbruch16 im Querschnitt senkrecht zur Mittellängsachse M eine nicht-rotationssymmetrische Geometrie wie beispielsweise die in5 exemplarisch gezeigte Geometrie eines Polygons in Form eines Sechsecks. Alternativ oder zusätzlich zu den in den4 und5 gezeigten Schraub- bzw. Klemmverbindungen ist auch eine Befestigung der Stellwelle5 am Steuerhebel4 mittels Verpressen denkbar, insbesondere in Verbindung mit der vorangehend genannten nichtrotationssymmetrischen Geometrie von Stellwelle5 und Durchbruch16 . In diesem Fall können die Schrauben14 und20 entfallen. - Bei herkömmlichen variablen Turbinen und-/oder Verdichtergeometrien ist die Stellwelle
5 üblicherweise wenigstens teilweise in einer am Schaufellagering oder am Gehäuse2 angebrachten Lagerbuchse aufgenommen und drehbar in dieser gelagert. Wie1 illustriert, ist die Stellwelle5 bei der erfindungsgemäßen variablen Turbinen- und/oder Verdichtergeometrie1 hingegen direkt am Gehäuse2 drehbar gelagert. Hierzu ist die Stellwelle5 wenigstens teilweise in einer Durchgangsöffnung6 aufgenommen, die in der ersten Gehäusewand7a des Gehäuses2 ausgebildet ist. Wie1 weiter erkennen lässt, stützt sich die Stellwelle5 innerhalb der Durchgangsöffnung6 direkt – also ohne Verwendung einer Lagerbuchse oder einem ähnlichen, ortsfest mit dem Gehäuse2 verbundenen Bauteil – an der ersten Gehäusewand7a ab. In der zweiten Gehäusewand7b ist innenseitig eine Ausnehmung10 vorgesehen, die mit der in der ersten Gehäusewand7a vorgesehenen Durchgangsöffnung6 fluchtet. Die Stellwelle5 ist mit einem axialen Endabschnitt11 in der Ausnehmung10 aufgenommen und drehbar in dieser gelagert. Dies bedeutet, dass sich die Stellwelle5 nicht nur innerhalb der Durchgangsöffnung6 an der ersten Gehäusewand7a abstützt, sondern innerhalb der Ausnehmung10 auch an der zweiten Gehäusewand7b . In beiden Fällen erfolgt die Abstützung der Stellwelle5 direkt an den beiden Gehäusewänden7a ,7b . Bevorzugt entspricht ein Innendurchmesser di der Durchgangsöffnung6 sowie der Ausnehmung10 jeweils einem Wellendurchmesser dv der Stellwelle5 . - Auf einem die Durchgangsöffnung
6 begrenzenden Wandabschnitt9 der ersten Gehäusewand7a und – alternativ oder zusätzlich dazu – in dem die Ausnehmung10 begrenzenden Bereich der zweiten Gehäusewand7b kann eine Schutzbeschichtung8 vorgesehen sein, welche die Resistenz des Gehäuses2 gegen Abrieb und Verschleiß verbessert. Die Schutzbeschichtung8 kann mittels "Nitrokarburieren" auf den Wandabschnitt9 und optional auch auf weitere Bereiche des Gehäuses2 aufgebracht werden und Kohlenstoff sowie Stickstoff enthalten. Die Ausnehmung10 , insbesondere deren Ausnehmungstiefe t, ist im Beispielszenario derart dimensioniert und ausgebildet, dass sie für die Stellwelle5 als Axialanschlag für eine Bewegung entlang der Mittellängsachse M zur zweiten Gehäusewand7b des Gehäuses2 hin wirkt. - Die
2 zeigt eine Variante des Beispiels der1 . Um eine Axialbewegung der Stellwelle5 innerhalb des Gehäuses2 , verursacht etwa durch toleranzbedingtes axiales Spiel der Stellwelle5 im Gehäuse2 , zu verhindern, ist im Gehäuseinnenraum3 ein federelastisches Element21 angeordnet, welches den Steuerhebel4 und somit auch die drehfest am Steuerhebel4 fixierte Stellwelle5 zur ersten Gehäusewand7a hin vorspannt. Hierzu stützt sich das federelastische Element21 einenends an der zweiten Gehäusewand7b und anderenends am Steuerhebel4 ab. Wie in2 schematisch dargestellt kann das federelastische Element21 eine Schraubenfeder22 sein oder umfassen, die koaxial zur Mittellängsachse M der Stellwelle5 angeordnet ist und die Stellwelle5 radial außen umschlingt. In Varianten des Beispiels kann anstelle einer Schraubenfeder auch eine geeignete Spiralfeder, Wellenfeder oder Tellerfeder verwendet werden. - Bei einer in
3 gezeigten, weiteren Variante des Beispiels der1 ist auch die in der zweiten Gehäusewand7b vorgesehene Ausnehmung10 in Form einer Durchgangsöffnung23 ausgebildet. Eine solche Durchgangsöffnung23 weist in einem dem Gehäuseinnenraum3 zugewandten ersten Axialabschnitt24a einen ersten Öffnungsdurchmesser d1 auf, der dem Innendurchmesser di der Ausnehmung10 im Beispiel der1 und2 entspricht. Der erste Axialabschnitt24a der Durchgangsöffnung23 geht vom Gehäuseinnenraum3 weg in einen zweiten Axialabschnitt24b mit einem zweiten Öffnungsdurchmesser d2 über, der kleiner ist als der erste Öffnungsdurchmesser d1. Die Stellwelle5 ist im ersten Axialabschnitt24a aufgenommen. Im zweiten Axialabschnitt ist ein Vorspannelement25 angeordnet, welches sich zur Vorspannung der Stellwelle5 gegen die erste Gehäusewand7a einenends an einer der zweiten Gehäusewand7b zugewandten Stirnseite26 der Stellwelle5 abstützt. Anderenends kann sich das Vorspannelement25 an einer Gehäusewand27 eines Verdichter-/Turbinengehäuses29 abstützen. Das Verdichter-/Turbinengehäuse29 liegt an einer der dem Gehäuseinnenraum3 abgewandten Seite28 der zweiten Gehäusewand7b an dieser an. Auf diese Weise kann eine Vorspannung der Stellwelle5 zur ersten Gehäusewand7a hin erzielt werden. Darüber hinaus ist das Vorspannelement25 nach einer Demontage des Gehäuses2 vom Verdichter-/Turbinengehäuse29 für einen Werker besonders leicht zugänglich. - Das Vorspannelement
25 kann wie in3 gezeigt stempelartig ausgebildet sein und einen Stempel-Schaft30 umfassen, der im zweiten Axialabschnitt24b der Durchgangsöffnung23 angeordnet ist. Dieser Stempel-Schaft30 geht von der Stellwelle5 weg in einen Stempelabschnitt31 über, der in einer zum Stempelabschnitt31 komplementären und auf der vom Gehäuseinnenraum3 abgewandten Seite28 der zweiten Gehäusewand7b ausgebildeten Ausnehmung32 aufgenommen ist und über die zweite Gehäusewand7b vorsteht, solange das Verdichter-/Turbinengehäuse29 nicht an der zweiten Gehäusewand7b montiert ist. - Zur Abdichtung des Gehäuseinnenraums
3 gegen die äußere Umgebung33 des Gehäuses2 kann in den Beispielen der1 bis3 zwischen Steuerhebel4 und erster Gehäusewand7a eine als Dichtelement wirkende Lagerscheibe34 vorgesehen werden, welche einen Zwischenraum zwischen der Stellwelle5 und dem die Durchgangsöffnung6 bildendend Wandabschnitt der ersten Gehäusewand7a des Gehäuses2 abdichtet. - Ist auch die Ausnehmung
10 wie in3 gezeigt als Durchgangsöffnung23 ausgebildet, so kann in dem die Durchgangsöffnung23 begrenzenden Wandabschnitt der zweiten Gehäusewand7b eine Aufnahmenut vorgesehen sein, in welcher teilweise ein Dichtungselement35 , beispielsweise in der Art eines Dichtungsrings, aufgenommen ist. Das Dichtungselement35 dient zum Abdichten des Gehäuseinnenraums3 gegen die äußere Umgebung33 im Bereich der Durchgangsöffnung33 . - ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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- Zitierte Patentliteratur
-
- EP 0226444 B1 [0003]
Claims (13)
- Variable Turbinen- und/oder Verdichtergeometrie (
1 ) für einen Abgasturbolader, – mit einem Gehäuse (2 ), – mit einem Schaufellagerring, an dem eine Mehrzahl von Leitschaufeln drehbar gelagert ist, – mit einem Steuerhebel (4 ) zum Verstellen der Leitschaufeln zwischen einer Schließstellung und einer Öffnungsstellung, – mit einer drehfest mit dem Steuerhebel (4 ) verbundenen Stellwelle (5 ), welche drehbar am Gehäuse (2 ) gelagert ist und zur drehbaren Lagerung teilweise in einer Durchgangsöffnung (6 ), die in einer ersten Gehäusewand (7a ) des Gehäuses (2 ) vorgesehen ist, aufgenommen ist, – wobei sich die Stellwelle (5 ) in der Durchgangsöffnung (6 ) direkt an der ersten Gehäusewand (7a ) abstützt. - Variable Turbinen- und/oder Verdichtergeometrie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf einem die Durchgangsöffnung (
6 ) begrenzenden Wandabschnitt (9 ) der ersten Gehäusewand (7a ) eine Schutzbeschichtung (8 ) vorgesehen ist. - Variable Turbinen- und/oder Verdichtergeometrie nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzbeschichtung (
8 ) Kohlenstoff und Stickstoff enthält. - Variable Turbinen- und/oder Verdichtergeometrie nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass – das Gehäuse (
2 ) eine der ersten Gehäusewand (7a ) gegenüberliegende zweite Gehäusewand (7b ) umfasst, welche zusammen mit der ersten Gehäusewand (7a ) einen Gehäuseinnenraum (3 ) teilweise begrenzt, wobei in der zweiten Gehäusewand (7b ) eine Ausnehmung (10 ) vorgesehen ist, die in einer Draufsicht von außen auf die erste Gehäusewand (7a ) mit der in der ersten Gehäusewand (7a ) vorgesehenen Durchgangsöffnung (6 ) fluchtet, – sich die Stellwelle (5 ) mit einem in der Ausnehmung (10 ) angeordneten axialen Endabschnitt (11 ) direkt an der zweiten Gehäusewand (7b ) des Gehäuses (2 ) abstützt. - Variable Turbinen- und/oder Verdichtergeometrie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auch auf einer Innenseite der zweiten Gehäusewand (
7b ) des Gehäuses (2 ), die dem Gehäuseinnenraum (3 ) zugewandt ist, im Bereich der Ausnehmung (10 ) eine Schutzbeschichtung (8 ) vorgesehen ist. - Variable Turbinen- und/oder Verdichtergeometrie nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (
10 ) derart ausgebildet ist, dass sie für die Stellwelle (5 ) als Axialanschlag für eine Bewegung entlang ihrer Mittellängsachse (M) zur zweiten Gehäusewand (7b ) des Gehäuses (2 ) hin wirkt. - Variable Turbinen- und/oder Verdichtergeometrie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerhebel (
4 ) mittels einer Klemmverbindung oder mittels einer Schraubverbindung oder mittels einer Pressverbindung drehfest an der Stellwelle (5 ) befestigt ist. - Variable Turbinen- und/oder Verdichtergeometrie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Gehäuseinnenraum (
3 ) ein federelastisches Element (21 ) vorgesehen ist, welches sich zur Vorspannung des Steuerhebels (4 ) zur ersten Gehäusewand (7a ) hin einenends an der zweiten Gehäusewand (7b ) und anderenends am Steuerhebel (4 ) abstützt. - Variable Turbinen- und/oder Verdichtergeometrie nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das federelastische Element (
21 ) eine Schraubenfeder umfasst, die koaxial zur Mittellängsachse (M) der Stellwelle (5 ) angeordnet ist und die Stellwelle (5 ) radial außen spiralartig umschlingt. - Variable Turbinen- und/oder Verdichtergeometrie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Steuerhebel (
4 ) und zweiter Gehäusewand (7b ) eine als Dichtelement wirkende Lagerscheibe (34 ) vorgesehen ist, welche im Bereich der Durchgangsöffnung (6 ) den Gehäuseinnenraum (3 ) gegen die äußere Umgebung (33 ) des Gehäuses (2 ) abdichtet. - Variable Turbinen- und/oder Verdichtergeometrie nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass – die in der zweiten Gehäusewand (
7b ) vorgesehene Ausnehmung (10 ) eine Durchgangsöffnung (23 ) ist, welche in einem dem Gehäuseinnenraum (3 ) zugewandten ersten Axialabschnitt (24a ) einen ersten Öffnungsdurchmesser (d1) aufweist, wobei der erste Axialabschnitt (24a ) vom Gehäuseinnenraum (3 ) weg in einen zweiten Axialabschnitt (24b ) mit einem zweiten Öffnungsdurchmesser (d2) übergeht, der kleiner ist als der erste Öffnungsdurchmesser (d1), – die Stellwelle (5 ) im ersten Axialabschnitt (24a ) aufgenommen ist, – im zweiten Axialabschnitt (24b ) ein Vorspannelement (25 ) aufgenommen ist, welches sich zur Vorspannung der Stellwelle (5 ) gegen die erste Gehäusewand (7a ) einenends an einer der zweiten Gehäusewand (7b ) zugewandten Stirnseite (26 ) der Stellwelle (5 ) abstützt und anderenends an einer Gehäusewand eines Verdichter-/Turbinengehäuses (29 ) abstützbar ist, welches an einer vom Gehäuseinnenraum (3 ) abgewandten Seite (28 ) der zweiten Gehäusewand (7b ) zur Anlage bringbar ist. - Variable Turbinen- und/oder Verdichtergeometrie nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorspannelement (
25 ) stempelartig ausgebildet ist und einen Stempel-Schaft (30 ) umfasst, der im zweiten Axialabschnitt (24b ) der Durchgangsöffnung (23 ) angeordnet ist und von der Stellwelle (5 ) weg in einen Stempelabschnitt (31 ) übergeht, der in einer zum Stempelabschnitt (31 ) komplementären Ausnehmung (32 ) aufgenommen ist, die auf der vom Gehäuseinnenraum (3 ) abgewandten Seite (28 ) der zweiten Gehäusewand (7b ) vorgesehen ist und Teil der Durchgangsöffnung (23 ) ist. - Abgasturbolader mit einer variablen Turbinen- und/oder Verdichtergeometrie (
1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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