EP1564380A1 - Turbineneinheit sowie Leitgitter und Verstellring hierfür - Google Patents

Turbineneinheit sowie Leitgitter und Verstellring hierfür Download PDF

Info

Publication number
EP1564380A1
EP1564380A1 EP04003513A EP04003513A EP1564380A1 EP 1564380 A1 EP1564380 A1 EP 1564380A1 EP 04003513 A EP04003513 A EP 04003513A EP 04003513 A EP04003513 A EP 04003513A EP 1564380 A1 EP1564380 A1 EP 1564380A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
adjusting
projection
ring
adjusting ring
stop
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP04003513A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Dietmar Metz
Ralf Böning
Dirk Frankenstein
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BorgWarner Inc
Original Assignee
BorgWarner Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BorgWarner Inc filed Critical BorgWarner Inc
Priority to EP04003513A priority Critical patent/EP1564380A1/de
Publication of EP1564380A1 publication Critical patent/EP1564380A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D17/00—Regulating or controlling by varying flow
    • F01D17/10—Final actuators
    • F01D17/12—Final actuators arranged in stator parts
    • F01D17/14—Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits
    • F01D17/16—Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits by means of nozzle vanes
    • F01D17/165—Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits by means of nozzle vanes for radial flow, i.e. the vanes turning around axes which are essentially parallel to the rotor centre line
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2220/00—Application
    • F05D2220/40—Application in turbochargers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2250/00—Geometry
    • F05D2250/40—Movement of components
    • F05D2250/41—Movement of components with one degree of freedom
    • F05D2250/411—Movement of components with one degree of freedom in rotation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00—Function
    • F05D2260/70—Adjusting of angle of incidence or attack of rotating blades
    • F05D2260/72—Adjusting of angle of incidence or attack of rotating blades by turning around an axis parallel to the rotor centre line
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00—Function
    • F05D2260/70—Adjusting of angle of incidence or attack of rotating blades
    • F05D2260/76—Adjusting of angle of incidence or attack of rotating blades the adjusting mechanism using auxiliary power sources

Definitions

  • the present invention relates to a turbine unit, in particular for a Turbocharger having a rotor housing with at least one supply channel for a fluid, Furthermore, a turbine rotor, which is mounted in a turbine chamber of the rotor housing and the periphery of which is the fluid via a guide vane of variable turbine geometry is supplied.
  • the baffle has a vane ring with a variety of this blade bearing ring in the form of a ring mounted blades, each from a substantially tangential position with respect to the rim in an approximately radial Position are adjustable, of which at least one position by at least one with a Counter stop cooperative stop are determined, as well as at least one Adjustment element for adjusting the position of the blades.
  • An actuator is for generating to be transferred to the guide vane with variable turbine geometry Control movements provided via an adjusting ring which is coaxial with the blade bearing ring and is arranged adjacent thereto, and with the at least one adjusting element movably connected.
  • turbines can for example for secondary air pumps, but also for operation with liquid drive medium be used.
  • Turbine units of this type have become known from several documents. So will US-A-6,397,597 and 6,546,728 each describe a similar construction, which has arranged on the housing, located outside of the guide grid attacks. However, this arrangement makes the construction cumbersome difficult to assemble and not inexpensive.
  • DE-A-197 31 715 shows a space-saving construction in which the adjusting ring has a circumferential slot, in which a housing-fixed pin engages as a stop.
  • the slot weakens the already relatively narrow adjusting ring, where then of course only for a relatively thin pin space remains. But there, especially When braking trucks, very high forces acting on the baffle, is the pin constantly in danger of being sheared off.
  • the invention is therefore based on the object, a space-saving and at the same time robust To provide stop arrangement for a turbine unit of the type mentioned, and this is achieved in a surprisingly simple manner in that the attack by a formed on the adjusting ring projection is formed.
  • the projection now creates, instead of a weakening of the adjusting, even one Reinforcement, Since the stop is formed directly on the adjusting ring, he can with be made in one piece, as corresponds to a preferred embodiment, and therefore requires no assembly.
  • a particularly compact design results when the projection of the adjusting ring extends in the axial direction.
  • the compact design also serves, if the projection in at least one of Laying layers on a guide grid attached to the counter-stop, so that no separate Stop must be provided outside the Leitgitters.
  • the projection in at least one of the layers bears against the axis region of the respective adjacent blade, because with it two effects are achieved at the same time: on the one hand it does not need any Separate stop, which would have to be mounted, because the (geometric) axes for the rotation of the blades, including the blades themselves, have to be in a baffle anyway be provided; this results in at most one dimensioning question. On the other hand, the stop then acts on the counter-acting blades no unwanted moment, if he just in the axis range of these blades for Plant comes.
  • the projection in particular between the axis regions engages two adjacent blades and with a free ends of the respective Adjusting element forming levers connected to the leading ring of the adjusting ring is.
  • This wreath will then be relatively strong, the projection can easily with it rigidly connected, in particular integrally made of one piece with the wreath be enabled, and the engagement of the projection between two adjacent blades it (with appropriate distance dimensioning), to interact with both blades, that the projection in the maximum closed position of the blades on an axis region of a blade rests in the maximum open position of the blades on the other hand.
  • the invention also relates to a corresponding guide grid with the features of claim 5 and to an adjusting ring for such a guide grid with the Features of claim 8, which of course also independent articles of commerce can represent.
  • a turbocharger 1 in a conventional manner a turbine housing part 2 and an associated compressor housing part 3 along an axis of rotation R are arranged.
  • the turbine housing part 2 is partially shown in section, so that a blade bearing ring 6 forming a radially outer guide grid, distributed over the circumference Guide vanes 7 about their the blade bearing ring 6 passing through pivot axes.
  • an actuating device 11 To control the movement or the position of the guide vanes 7 is an actuating device 11 provided. This can be of any nature in itself, but it is preferable if, in a conventional manner, it has a control housing 12 that controls the movement a ram member 14 attached to it controls its movement over an adjusting with an axis 16 each of an adjusting lever 17 on a rear the vane ring 6 (left behind behind in Fig. 1) located adjusting ring 5 in a light Implement the same rotational movement. The details of this linkage will be explained later.
  • the guide vanes 7 are positioned above the shafts 8 their rotational position relative to the turbine rotor 4 adjusted so that it is approximately tangential extending an extreme position (maximum closure) in an approximately radially extending other extreme position (maximum opening) are adjustable.
  • This will do so via the feed channel supplied exhaust gas of an internal combustion engine more or less the turbine rotor 4 supplied before it at the extending along the rotation axis R Axialstutzen 10 comes out again. It remains between the blade bearing ring 6 and a annular part 15 of the turbine housing part 2 a relatively narrow blade space thirteenth to allow the wreath of the blades 7 a free mobility.
  • Fig. 2 shows the guide grid according to the invention with the adjusting ring 5 and the blade bearing ring 6 in a view from the side of the compressor 21 (FIG. 1). You can see also the blade bearing shafts 8, which are mounted on the blade bearing ring 6 in the form of a ring and at one end (i.e., at the side facing the viewer of FIG. wear the lever 17 and are firmly connected to these, at the other end (dashed drawn) the guide vanes. 7
  • the adjusting ring 5 runs with him stored Rollers 18 on a tread 19 forming shoulder of the adjusting ring, wherein the Rolling by a mitbewegten (not shown) cage ring at an angular distance held each other. 2 shows the state with fully open blades 7, which assume an approximately radial position with respect to the axis R in this position.
  • the adjusting lever 17 are with their free, slightly rounded ends in recesses in an axially protruding from the adjusting ring 5 rim 20, as shown particularly in FIG. 4th (In minimally open position of the vanes 7) is visible. Further, there is a projection 22 is provided, which serves as a stop for limiting the adjustment of the blades. 7 serves. This projection 22 preferably extends from the adjusting ring 5 in axial Direction, and in particular is formed integrally with the adjusting ring 5, so that for the latter gives a stiffening effect.
  • the stop in order to perform a movement limitation in Contact the respective end position with a corresponding counterstop. this could be any axial counter-projection on the blade bearing ring 6. It is preferred however, if the dimensioning is such that the projection 22 at the axis region, d.i. here at the respective shaft 8 comprehensive fastening ring 17 'of the adjusting lever contribute, the ring 17 ', if necessary, flattened at the contact point or be thickened.
  • the axial arrangement of the projection 22 is indeed preferred, if necessary but the projection also provided on the inside of the adjusting ring 5 and with at least one projecting on the outside of the blade bearing ring 6 Counter-projection can work together, especially - as can be seen - between the two Rings 5, 6 a certain gap 24 may be provided. But it is also apparent that In contrast, the preferred embodiment shown will be more robust. It is also clear that if necessary, with a single counter-stop (the ring 17 ') manages and the projection 22 does not necessarily have to lie centrally between two blades, but if desired, only in the one end position, e.g. the illustrated maximum open Position of the vanes 7, one of the rings 17 'applies, whereas he in the other End position (maximum closed blades 7) has no counter-attack, because then the adjoining blades 7 themselves act as a stop.
  • FIG. 3 shows that the blades 7 have an approximately tangential position with respect to the rings 5, 6 occupy while essentially close the guide grid. The use of a End stop for this minimally open position is therefore cheaper than the juxtaposed Leaves 7 act as an end stop, because then through the leverage of a large moment load are exposed.
  • the stopper 22 as shown particularly in FIG. 4 - a left and a right stop surface 22 'and 22 ", each of which is adjacent to one of the adjacent mounting rings 17 'create.
  • a screw e.g. insert a worm screw and use it as an adjustable stopper.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Supercharger (AREA)
  • Control Of Turbines (AREA)

Abstract

Eine Turbineneinheit, insbesondere für einen Turbolader, weist einen Schaufellagerring (6) mit einer Vielzahl von an diesem Schaufellagerring (6) in Form eines Kranzes gelagerten Schaufeln (7) auf, die jeweils aus einer im wesentlichen tangentialen Lage bezüglich des Kranzes in eine annähernd radiale Lage verstellbar sind. Von diesen Endlagen ist zumindest eine Lage durch mindestens einen mit einem Gegenanschlag (17') zusammenwirkenden Anschlag (22) bestimmt. Zum Verstellen der Lage der Schaufeln (7) ist wenigstens ein Verstellelement (17) vorgesehen sowie eine Betätigungseinrichtung (11) zum Erzeugen von auf das Leitgitter (5-8) mit variabler Turbinengeometrie zu übertragenden Steuerbewegungen über einen Verstellring (5), der gleichachsig mit dem Schaufellagerring (6) und diesem benachbart angeordnet ist, und mit dem wenigstens einen Verstellelement (17) beweglich verbunden ist. Der Anschlag wird von einem am Verstellring (5) ausgebildeten Vorsprung (22) gebildet. Dementsprechend und analog ist das Leitgitter (5-8) bzw. der Verstellring (5) hierfür ausgebildet. <IMAGE>

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Turbineneinheit, insbesondere für einen Turbolader, die ein Rotorgehäuse mit mindestens einem Zufuhrkanal für ein Fluid aufweist, ferner einen Turbinenrotor, der in einem Turbinenraum des Rotorgehäuses gelagert ist und dessen Peripherie das Fluid über ein Leitgitter variabler Turbinengeometrie zugeführt wird. Das Leitgitter besitzt einen Schaufellagerring mit einer Vielzahl von an diesem Schaufellagerring in Form eines Kranzes gelagerten Schaufeln, die jeweils aus einer im wesentlichen tangentialen Lage bezüglich des Kranzes in eine annähernd radiale Lage verstellbar sind, von denen zumindest eine Lage durch mindestens einen mit einem Gegenanschlag zusammenwirkenden Anschlag bestimmt sind, sowie wenigstens ein Verstellelement zum Verstellen der Lage der Schaufeln. Eine Betätigungseinrichtung ist zum Erzeugen von auf das Leitgitter mit variabler Turbinengeometrie zu übertragenden Steuerbewegungen über einen Verstellring vorgesehen, der gleichachsig mit dem Schaufellagerring und diesem benachbart angeordnet ist, und mit dem wenigstens einen Verstellelement beweglich verbunden ist.
Wenn hier allgemein von einer Turbineneinheit die Rede ist, so können solche Turbinen etwa für Sekundärluftpumpen, aber auch für den Betrieb mit flüssigem Antriebsmedium eingesetzt werden.
Hintergrund der Erfindung
Turbineneinheiten dieser Art sind aus mehreren Dokumenten bekannt geworden. So wird in den US-A-6,397,597 und 6,546,728 jeweils eine ähnliche Konstruktion beschrieben, welche am Gehäuse angeordnete, außerhalb des Leitgitters befindliche Anschläge aufweist. Diese Anordnung macht jedoch die Konstruktion sperrig bzw. platzaufwendig, ist schwer zu montieren und auch nicht kostengünstig.
Zwar zeigt die DE-A-197 31 715 eine platzsparendere Konstruktion, bei welcher der Verstellring einen Umfangsschlitz aufweist, in den ein gehäusefester Stift als Anschlag eingreift. Allerdings schwächt der Schlitz den ohnehin schon relativ schmalen Verstellring, wobei dann natürlich nur für einen relativ dünnen Stift Platz bleibt. Da aber, besonders beim Bremsen von Lastfahrzeugen, sehr hohe Kräfte auf das Leitgitter wirken, ist der Stift ständig in Gefahr, abgeschert zu werden.
Kurzfassung der Erfindung
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine platzsparende und zugleich robuste Anschlaganordnung für eine Turbineneinheit der eingangs genannten Art zu schaffen, und dies gelingt in überraschend einfacher Weise dadurch, daß der Anschlag durch einen am Verstellring ausgebildeten Vorsprung gebildet ist.
Der Vorsprung schafft nun, an Stelle einer Schwächung des Verstellringes, sogar eine Verstärkung, Da der Anschlag unmittelbar am Verstellring ausgebildet ist, kann er mit diesem einteilig hergestellt werden, wie dies einer bevorzugten Ausführung entspricht, und bedarf daher keiner Montage.
Eine besonders kompakte Ausgestaltung ergibt sich, wenn sich der Vorsprung vom Verstellring aus in axialer Richtung erstreckt.
Der kompakten Ausgestaltung dient es auch, wenn der Vorsprung in wenigstens einer der Lagen an einem am Leitgitter angebrachten Gegenanschlag anliegt, so daß kein gesonderter Anschlag außerhalb des Leitgitters vorgesehen werden muß.
Bei einer solchen Konstruktion ist es dann aber vorteilhaft, wenn der Vorsprung in wenigstens einer der Lagen am Achsbereich der jeweils benachbarten Schaufel anliegt, denn damit werden zwei Effekte gleichzeitig erzielt: Zum einen bedarf es dann keines gesonderten Anschlages, der montiert werden müsste, denn die (geometrischen) Achsen für die Drehung der Schaufeln samt den Schaufeln selbst müssen in einem Leitgitter sowieso vorgesehen werden; es ergibt sich damit höchstens eine Dimensionierungsfrage. Zum anderen übt der Anschlag auf die als Gegenanschlag wirkenden Schaufeln dann kein unerwünschtes Moment aus, wenn er eben im Achsbereich dieser Schaufeln zur Anlage kommt.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Vorsprung insbesondere zwischen die Achsbereiche zweier benachbarter Schaufeln eingreift und mit einem die freien Enden von das jeweilige Verstellelement bildenden Hebeln führenden Kranz des Verstellringes verbunden ist. Dieser Kranz wird dann relativ kräftig ausgebildet sein, der Vorsprung kann leicht damit starr verbunden, insbesondere integral aus einem Stück mit dem Kranz hergestellt werden, und der Eingriff des Vorsprunges zwischen zwei benachbarte Schaufeln ermöglicht es (bei entsprechender Abstandsdimensionierung), mit beiden Schaufeln so zusammenzuwirken, daß der Vorsprung in der maximal geschlossenen Lage der Schaufeln am einen Achsbereich einer Schaufel anliegt, in der maximal geöffneten Lage der Schaufeln dagegen an der anderen.
Die Erfindung bezieht sich aber auch auf ein entsprechendes Leitgitter mit den Merkmalen des Anspruches 5 sowie auf einen Verstellring für ein solches Leitgitter mit den Merkmalen des Anspruches 8, welche selbstverständlich auch selbständige Handelsartikel darstellen können.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich an Hand der nachfolgenden Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten, besonders bevorzugten Ausführungsbeispieles. Es zeigen:
Fig. 1
eine Perspektivansicht eines Turboladers, in dem die vorliegende Erfindung zur Anwendung kommt, teilweise im Schnitt;
Fig. 2
eine Ansicht von der Seite des Verstellringes her mit strichliert dargestelltem Schaufelkranz in maximal geöffneter Stellung; wogegen die
Fig. 3
dieselbe Ansicht, jedoch mit strichliert dargestelltem Schaufelkranz in maximal geschlossener Stellung veranschaulicht; und
Fig. 4
eine teilweise Perspektivansicht des Verstellringes mit den Schaufelhebeln ist.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Gemäß Fig. 1 weist ein Turbolader 1 in üblicher Weise einen Turbinengehäuseteil 2 und einen damit verbundenen Kompressorgehäuseteil 3 auf, die entlang einer Rotationsachse R angeordnet sind. Der Turbinengehäuseteil 2 ist teilweise im Schnitt gezeigt, so daß darin ein Schaufellagerring 6 ein radial äußeres Leitgitter bildende, über den Umfang verteilte Leitschaufeln 7 um ihre den Schaufellagerring 6 durchsetzenden Schwenkachsen 8 verdreht, so daß sie zwischen einander Düsenquerschnitte bilden, die je nach der Lage der Leitschaufeln 7, nämlich radial (wie dargestellt) oder mehr tangential, größer oder kleiner sind und den in der Mitte an der Achse R, innerhalb eines Turbinenraumes 23 gelegene Turbinenrotor 4 mehr oder weniger mit dem über einen Zufuhrkanal 9 zugeführten und über einen zentralen Stutzen 10 abgeführten Abgas eines Motors beaufschlagen, um über den Turbinenrotor 4 einen auf derselben Welle sitzenden Kompressorrotor 21 anzutreiben.
Um die Bewegung bzw. die Lage der Leitschaufeln 7 zu steuern, ist eine Betätigungseinrichtung 11 vorgesehen. Diese kann an sich beliebiger Natur sein, doch ist es bevorzugt, wenn sie, in an sich herkömmlicher Weise, ein Steuergehäuse 12 aufweist, das die Steuerbewegung eines an ihr befestigten Stößelgliedes 14 steuert, dessen Bewegung über ein Verstellgetriebe mit einem Achsbereich 16 je eines Verstellhebels 17 auf einen hinter dem Schaufellagerring 6 (links dahinter in Fig. 1) gelegenen Verstellring 5 in eine leichte Drehbewegung desselben umzusetzen. Die Einzelheiten dieses Verbindungsgetriebes werden später noch erläutert.
Durch diese Drehbewegung werden über die Wellen 8 die Leitschaufeln 7 hinsichtlich ihrer Drehlage relativ zum Turbinenrotor 4 so verstellt, daß sie aus einer etwa tangential verlaufenden einen Extremstellung (maximale Schließung) in eine etwa radial verlaufende andere Extremlage (maximale Öffnung) verstellbar sind. Dadurch wird das über den Zufuhrkanal zugeführte Abgas eines Verbrennungsmotors mehr oder weniger dem Turbinenrotor 4 zugeführt, bevor es bei dem sich entlang der Drehachse R erstreckenden Axialstutzen 10 wieder austritt. Dabei verbleibt zwischen dem Schaufellagerring 6 und einem ringförmigen Teil 15 des Turbinengehäuseteiles 2 ein relativ schmaler Schaufelraum 13 um dem Kranz der Schaufeln 7 eine freie Beweglichkeit zu gestatten.
Fig. 2 zeigt das erfindungsgemäße Leitgitter mit dem Verstellring 5 und dem Schaufellagerring 6 in einer Ansicht von der Seite des Kompressors 21 (Fig. 1) her. Zu sehen sind auch die Schaufellagerwellen 8, die am Schaufellagerring 6 in Form eines Kranzes gelagert sind und am einen Ende (d.h. an der dem Beschauer der Fig. 2 zugewandten Seite) die Verstellhebel 17 tragen und mit diesen fest verbunden sind, am anderen Ende (strichliert gezeichnet) die Leitschaufeln 7.
Es sei hier erwähnt, daß die Konstruktion mit Verstellhebeln 17 und Schaufelwellen 8 zwar bekannt ist, hier aber nur ein (bevorzugtes) Beispiel darstellt, denn es ist ebenso bekannt, die Schaufeln an (kein Drehmoment übertragenden) Achsen zu lagern und an ihren Enden Nockenfolgerstifte vorzusehen, welche in Schlitznocken des Verstellringes gleiten. Die Erfindung ist auf keine dieser Konstruktionen beschränkt, obwohl es bevorzugt ist (und hier so beschrieben wird), eine Konstruktion zu verwenden, wie sie in der Europäischen Patentanmeldung Nr. 02 020 412.9 erläutert ist, deren Inhalt hier durch Bezugnahme als geoffenbart gelten soll.
Nach dieser bevorzugten Ausführungsform läuft der Verstellring 5 mit an ihm gelagerten Rollen 18 auf einer eine Lauffläche 19 bildenden Schulter des Verstellringes, wobei die Rollen durch einen mitbewegten (nicht dargestellten) Käfigring in einem Winkelabstand voneinander gehalten werden. Fig. 2 zeigt den Zustand bei voll geöffneten Schaufeln 7, die in dieser Lage eine annähernd radiale Stellung bezüglich der Achse R einnehmen.
Die Verstellhebel 17 sind mit ihren freien, etwas gerundeten Enden in Aussparungen in einem axial vom Verstellring 5 wegragenden Kranz 20 gelagert, wie besonders aus Fig. 4 (in minimal geöffneter Stellung der Leitschaufeln 7) ersichtlich ist. Ferner ist ein Vorsprung 22 vorgesehen, der als Anschlag zur Begrenzung der Verstellung der Schaufeln 7 dient. Dieser Vorsprung 22 erstreckt sich vorzugsweise vom Verstellring 5 aus in axialer Richtung, und ist insbesondere einteilig mit dem Verstellring 5 geformt, so daß sich für letzteren ein Versteifunaseffekt ergibt. Ein weiterer Versteifungseffekt ergibt sich einerseits durch den Kranz 20 selbst bzw. dadurch, daß - wie ersichtlich - der Vorsprung 22 zwischen die Achsbereiche bzw. die Schaufelwellen 8 zweier benachbarter Schaufeln 7 eingreift und mit dem die freien Enden von das jeweilige Verstellelement bildenden Hebeln 17 führenden Kranz 20 des Verstellringes 5 verbunden ist.
Natürlich muß der Anschlag, um eine Bewegungsbegrenzung durchführen zu können, in der jeweiligen Endlage einen entsprechenden Gegenanschlag kontaktieren. Dies könnte ein beliebiger axialer Gegenvorsprung am Schaufellagerring 6 sein. Bevorzugt ist es allerdings, wenn die Dimensionierung derart ist, daß der Vorsprung 22 am Achsbereich, d.i. hier an dem die jeweilige Welle 8 umfassenden Befestigungsring 17' des Verstellhebels beizutragen, kann der Ring 17' nötigenfalls an der Kontaktstelle jeweils abgeflacht oder verdickt sein.
Es versteht sich, daß die axiale Anordnung des Vorsprunges 22 zwar bevorzugt ist, gegebenenfalls aber der Vorsprung auch an der Innenseite des Verstellringes 5 vorgesehen und mit mindestens einem an der Außenseite des Schaufellagerringes 6 vorragenden Gegenvorsprung zusammenwirken kann, zumal - wie ersichtlich - zwischen den beiden Ringen 5, 6 ein gewisser Spalt 24 vorgesehen sein kann. Es ist aber auch ersichtlich, daß die gezeigte bevorzugte Ausführung demgegenüber robuster sein wird. Ferner ist klar, daß man nötigenfalls mit einem einzigen Gegenanschlag (dem Ring 17') auskommt und der Vorsprung 22 nicht unbedingt mittig zwischen zwei Schaufeln liegen muß, sondern sich gewürischtenfalls nur in der einen Endstellung, z.B. der dargestellten maximal geöffneten Stellung der Leitschaufeln 7, an einen der Ringe 17' anlegt, wogegen er in der anderen Endstellung (maximal geschlossene Schaufeln 7) keinen Gegenanschlag hat, weil dann die aneinandergelegten Schaufeln 7 selbst als Anschlag wirken.
Bevorzugt ist es jedoch, wenn, wie Fig. 3 veranschaulicht, der Anschlag 22 in seinen beiden Endstellungen (vgl. Fig. 2, 3) an einen Gegenanschlag zu liegen kommt, wobei auch hier der Befestigungsring 17' als Gegenanschlag deshalb vorteilhaft ist, weil damit kein gesonderter Gegenanschlag vorgesehen und bei der Montage beachtet werden muß. Fig. 3 zeigt, daß die Schaufeln 7 eine annähernd tangentiale Lage bezüglich der Ringe 5, 6 einnehmen und dabei das Leitgitter im wesentlichen schließen. Die Verwendung eines Endanschlages für diese minimal geöffnete Stellung ist deshalb günstiger als die aneinandergelegten Leitschaufeln 7 als Endanschlag wirken zu lassen, weil diese dann durch die Hebelwirkung einer großen Momentenbelastung ausgesetzt sind.
Im Rahmen der Erfindung sind zahlreiche Abänderungen möglich; beispielsweise weist der Anschlag 22, wie besonders aus Fig. 4 ersichtlich - eine linke und eine rechte Anschlagfläche 22' und 22" auf, die sich jeweils an einen der benachbarten Befestigungsringe 17' anlegen. Es kann aber erwünscht sein, eine Justiermöglichkeit vorzusehen, in welchem Falle es denkbar wäre, in mindestens eine der Flächen 22' bzw. 22" eine Schraube, z.B. eine Wurmschraube, einzusetzen und sie als verstellbaren Anschlag zu benutzen.
Bezugszeichenliste
  • 1 Turbolader
  • 2 Turbinengehäuseteil
  • 3 Kompressorgehäuseteil
  • 4 Turbinenrotor
  • 5 Verstellring
  • 6 Schaufellagerring
  • 7 Schaufel
  • 8 Schwenkachsen
  • 9 Zufuhrkanal
  • 10 Axialstutzen
  • 11 Betätigungseinrichtung
  • 12 Steuergehäuse
  • 13 Schaufelraum
  • 14 Stößelglied
  • 15 ringförmiger Teil v. 2
  • 16 Achsbereich
  • 17 Verstellelement, Verstellhebel
  • 18 Rollen v. 5
  • 19 Lauffläche von 6
  • 20 Kranz v. 5
  • 21 Kompressorrad
  • 22 Vorsprung
  • 23 Turbinenraum
  • 24 Spalt

    • Claims (10)

    1. Turbineneinheit, insbesondere für einen Turbolader, die folgendes aufweist:
      ein Rotorgehäuse (2) mit mindestens einem Zufuhrkanal (9) für ein Fluid;
      einen Turbinenrotor (4), der in einem Turbinenraum (23) des Rotorgehäuses (2) gelagert ist und dessen Peripherie das Fluid über ein
      ein Leitgitter (5-8) variabler Turbinengeometrie zugeführt wird, welches
      einen Schaufellagerring (6) mit einer Vielzahl von an diesem Schaufellagerring (6) in Form eines Kranzes gelagerten Schaufeln (7) aufweist, die jeweils aus einer im wesentlichen tangentialen Lage bezüglich des Kranzes in eine annähernd radiale Lage verstellbar sind, von denen zumindest eine Lage durch mindestens einen mit einem Gegenanschlag (17') zusammenwirkenden Anschlag (22) bestimmt ist, sowie wenigstens ein Verstellelement (17) zum Verstellen der Lage der Schaufeln (7);
      eine Betätigungseinrichtung (11) zum Erzeugen von auf das Leitgitter (5-8) mit variabler Turbinengeometrie zu übertragenden Steuerbewegungen über
      einen Verstellring (5), der gleichachsig mit dem Schaufellagerring (6) und diesem benachbart angeordnet ist, und mit dem wenigstens einen Verstellelement (17) beweglich verbunden ist,
      dadurch gekennzeichnet, daß
      der Anschlag durch einen am Verstellring (5) ausgebildeten Vorsprung (22) gebildet ist.
    2. Turbineneinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Vorsprung (22) vom Verstellring (5) aus in axialer Richtung erstreckt.
    3. Turbineneinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung (22) in wenigstens einer der Lagen an einem am Leitgitter (5-8) angebrachten Gegenanschlag anliegt, vorzugsweise am Achsbereich (8, 17') der jeweils benachbarten Schaufel (7) anliegt, und daß der Vorsprung (22) insbesondere zwischen die Achsbereiche (8, 17') zweier benachbarter Schaufeln (7) eingreift, und/oder daß der Vorsprung (22) mit einem die freien Enden von das jeweilige Verstellelement bildenden Hebeln (17) führenden Kranz (20) des Verstellringes (5) verbunden ist.
    4. Turbineneinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung (22) einteilig mit dem Verstellring (5), und insbesondere mit dem Kranz (20), geformt ist.
    5. Leitgitter für eine Turbineneinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem Schaufellagerring (6), an dem drehbare Leitschaufeln (7) variabler Lage gelagert sind, die über Verstellelemente (17) zum Einstellen der Lage der Leitschaufeln (7) verstellbar sind, wobei die jeweilige Endlage der Verstellung durch mindestens einen Anschlag (22) bestimmt ist, und mit
      einem Verstellring (5) zum Verstellen der Verstellelemente (17),
      dadurch gekennzeichnet, daß
      der Anschlag durch einen am Verstellring (5) ausgebildeten Vorsprung (22) gebildet ist.
    6. Leitgitter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Vorsprung (22) vom Verstellring (5) aus in axialer Richtung erstreckt und/oder einteilig mit dem Verstellring (5), und insbesondere mit einem Verstellhebel (17) führenden axial vorspringenden Kranz (20), geformt ist.
    7. Leitgitter nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung (22) in wenigstens einer der Lagen an einem am Leitgitter (5-8) angebrachten Gegenanschlag (17') anliegt, vorzugsweise am Achsbereich (8, 17') der jeweils benachbarten Schaufel (7), und daß der Vorsprung (22) insbesondere zwischen die Achsbereiche (8, 17') zweier benachbarter Schaufeln (7) eingreift, und/oder daß der Vorsprung (22) mit einem die freien Enden von das jeweilige Verstellelement bildenden Hebeln (17) führenden Kranz (20) des Verstellringes (5) verbunden ist.
    8. Verstellring (5) für eine Turbineneinheit bzw. ein Leitgitter (5-8) variabler Turbinengeometrie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er mindestens einen als Anschlag zur Begrenzung der Schaufelverstellung dienenden Vorsprung (22) aufweist.
    9. Verstellring nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Vorsprung (22) vom Verstellring aus in axialer Richtung erstreckt und vorzugsweise sich von einem radial äußeren Kranz (20) zum Führen der freien Enden von Schaufel-Hebeln (17) radial einwärts erstreckt.
    10. Verstellring nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Vorsprung (22) einteilig mit dem Verstellring (5) geformt ist.
    EP04003513A 2004-02-17 2004-02-17 Turbineneinheit sowie Leitgitter und Verstellring hierfür Withdrawn EP1564380A1 (de)

    Priority Applications (1)

    Application Number Priority Date Filing Date Title
    EP04003513A EP1564380A1 (de) 2004-02-17 2004-02-17 Turbineneinheit sowie Leitgitter und Verstellring hierfür

    Applications Claiming Priority (1)

    Application Number Priority Date Filing Date Title
    EP04003513A EP1564380A1 (de) 2004-02-17 2004-02-17 Turbineneinheit sowie Leitgitter und Verstellring hierfür

    Publications (1)

    Publication Number Publication Date
    EP1564380A1 true EP1564380A1 (de) 2005-08-17

    Family

    ID=34684710

    Family Applications (1)

    Application Number Title Priority Date Filing Date
    EP04003513A Withdrawn EP1564380A1 (de) 2004-02-17 2004-02-17 Turbineneinheit sowie Leitgitter und Verstellring hierfür

    Country Status (1)

    Country Link
    EP (1) EP1564380A1 (de)

    Cited By (19)

    * Cited by examiner, † Cited by third party
    Publication number Priority date Publication date Assignee Title
    WO2007112910A1 (de) * 2006-03-30 2007-10-11 Borgwarner Inc. Turbolader
    WO2007134787A1 (de) * 2006-05-19 2007-11-29 Borgwarner Inc. Turbolader
    DE102009008531A1 (de) * 2009-02-11 2010-08-12 Bosch Mahle Turbo Systems Gmbh & Co. Kg Verstellring für eine Ladeeinrichtung, insbesondere für einen Abgasturbolader eines Kraftfahrzeugs
    DE112010004596T5 (de) 2009-11-27 2013-01-24 Borgwarner Inc. Turbolade
    CN102906392A (zh) * 2010-05-19 2013-01-30 博格华纳公司 涡轮增压器
    DE112011103045T5 (de) 2010-09-27 2013-07-04 Borgwarner Inc. Verfahren zur Herstellung eines Turboladers
    US8545173B2 (en) 2008-02-12 2013-10-01 Honeywell International, Inc. Process for calibrating a variable-nozzle assembly of a turbocharger and a variable-nozzle assembly facilitating such process
    CN104018889A (zh) * 2013-03-01 2014-09-03 株式会社Ihi 可变喷嘴单元以及可变容量型增压器
    US20150292350A1 (en) * 2012-11-23 2015-10-15 Borgwarner Inc. Exhaust-gas turbocharger
    US20150361818A1 (en) * 2014-06-16 2015-12-17 Rolls-Royce Plc Assembly
    WO2015195766A1 (en) 2014-06-20 2015-12-23 Borgwarner Inc. Turbocharger with adjustable vanes
    US20160010542A1 (en) * 2013-03-11 2016-01-14 Borgwarner Inc. Exhaust-gas turbocharger
    CN105484809A (zh) * 2011-08-08 2016-04-13 博格华纳公司 涡轮增压器
    DE102015217438A1 (de) 2015-09-11 2017-03-30 Bosch Mahle Turbo Systems Gmbh & Co. Kg Verfahren zum Herstellen einer variablen Turbinengeometrie eines Abgasturboladers
    WO2018029985A1 (ja) * 2016-08-08 2018-02-15 株式会社Ihi 可変容量型過給機
    DE102008049005B4 (de) 2008-09-25 2018-06-14 Bosch Mahle Turbo Systems Gmbh & Co. Kg Ladeeinrichtung
    EP3640451A1 (de) * 2018-10-19 2020-04-22 Borgwarner Inc. Turbolader mit variabler turbinengeometrie
    US10927702B1 (en) 2019-03-30 2021-02-23 Savant Holdings LLC Turbocharger or turbocharger component
    US11585266B2 (en) * 2018-10-09 2023-02-21 Ihi Corporation Variable geometry mechanism and turbocharger

    Citations (6)

    * Cited by examiner, † Cited by third party
    Publication number Priority date Publication date Assignee Title
    US2860827A (en) * 1953-06-08 1958-11-18 Garrett Corp Turbosupercharger
    DE2455361A1 (de) * 1973-12-11 1975-06-12 Plessey Handel Investment Ag Turbine bzw. kompressor insbesondere fuer turbolader
    US4804316A (en) * 1985-12-11 1989-02-14 Allied-Signal Inc. Suspension for the pivoting vane actuation mechanism of a variable nozzle turbocharger
    DE3941715A1 (de) * 1989-12-18 1991-06-20 Porsche Ag Abgasturbolader fuer eine brennkraftmaschine
    DE19731715A1 (de) * 1996-07-24 1998-01-29 Toyota Motor Co Ltd Turbolader mit variabler Düse
    EP1304462A2 (de) * 2001-10-22 2003-04-23 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Steuersystem eines Stellglieds

    Patent Citations (6)

    * Cited by examiner, † Cited by third party
    Publication number Priority date Publication date Assignee Title
    US2860827A (en) * 1953-06-08 1958-11-18 Garrett Corp Turbosupercharger
    DE2455361A1 (de) * 1973-12-11 1975-06-12 Plessey Handel Investment Ag Turbine bzw. kompressor insbesondere fuer turbolader
    US4804316A (en) * 1985-12-11 1989-02-14 Allied-Signal Inc. Suspension for the pivoting vane actuation mechanism of a variable nozzle turbocharger
    DE3941715A1 (de) * 1989-12-18 1991-06-20 Porsche Ag Abgasturbolader fuer eine brennkraftmaschine
    DE19731715A1 (de) * 1996-07-24 1998-01-29 Toyota Motor Co Ltd Turbolader mit variabler Düse
    EP1304462A2 (de) * 2001-10-22 2003-04-23 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Steuersystem eines Stellglieds

    Cited By (34)

    * Cited by examiner, † Cited by third party
    Publication number Priority date Publication date Assignee Title
    WO2007112910A1 (de) * 2006-03-30 2007-10-11 Borgwarner Inc. Turbolader
    WO2007134787A1 (de) * 2006-05-19 2007-11-29 Borgwarner Inc. Turbolader
    EP3073064A1 (de) 2006-05-19 2016-09-28 BorgWarner, Inc. Turbolader
    US8328520B2 (en) 2006-05-19 2012-12-11 Borgwarner Inc. Turbocharger with separately formed vane lever stops
    US8545173B2 (en) 2008-02-12 2013-10-01 Honeywell International, Inc. Process for calibrating a variable-nozzle assembly of a turbocharger and a variable-nozzle assembly facilitating such process
    DE102008049005B4 (de) 2008-09-25 2018-06-14 Bosch Mahle Turbo Systems Gmbh & Co. Kg Ladeeinrichtung
    EP2226474A3 (de) * 2009-02-11 2012-05-16 Bosch Mahle Turbo Systems GmbH & Co. KG Verstellring für eine Ladeeinrichtung, insbesondere für einen Abgasturbolader eines Kraftfahrzeugs
    US8747058B2 (en) 2009-02-11 2014-06-10 Bosch Mahle Turbo Systems GmbH Co. KG Adjusting ring for a charging device, more preferably for an exhaust gas turbocharger of a motor vehicle
    EP2226474A2 (de) 2009-02-11 2010-09-08 Bosch Mahle Turbo Systems GmbH & Co. KG Verstellring für eine Ladeeinrichtung, insbesondere für einen Abgasturbolader eines Kraftfahrzeugs
    DE102009008531A1 (de) * 2009-02-11 2010-08-12 Bosch Mahle Turbo Systems Gmbh & Co. Kg Verstellring für eine Ladeeinrichtung, insbesondere für einen Abgasturbolader eines Kraftfahrzeugs
    JP2013512386A (ja) * 2009-11-27 2013-04-11 ボーグワーナー インコーポレーテッド ターボチャージャ
    DE112010004596T5 (de) 2009-11-27 2013-01-24 Borgwarner Inc. Turbolade
    CN102906392A (zh) * 2010-05-19 2013-01-30 博格华纳公司 涡轮增压器
    DE112011101698T5 (de) 2010-05-19 2013-04-11 Borgwarner Inc. Turbolader
    JP2013526679A (ja) * 2010-05-19 2013-06-24 ボーグワーナー インコーポレーテッド ターボチャージャ
    CN102906392B (zh) * 2010-05-19 2015-02-11 博格华纳公司 涡轮增压器以及用于其的引导栅和该引导栅的停止件
    DE112011103045T5 (de) 2010-09-27 2013-07-04 Borgwarner Inc. Verfahren zur Herstellung eines Turboladers
    CN105484809A (zh) * 2011-08-08 2016-04-13 博格华纳公司 涡轮增压器
    US20150292350A1 (en) * 2012-11-23 2015-10-15 Borgwarner Inc. Exhaust-gas turbocharger
    US9896957B2 (en) * 2012-11-23 2018-02-20 Borgwarner Inc. Exhaust-gas turbocharger
    CN104018889B (zh) * 2013-03-01 2017-04-12 株式会社Ihi 可变喷嘴单元以及可变容量型增压器
    CN104018889A (zh) * 2013-03-01 2014-09-03 株式会社Ihi 可变喷嘴单元以及可变容量型增压器
    US9945245B2 (en) 2013-03-01 2018-04-17 Ihi Corporation Variable nozzle unit and variable geometry system turbocharger
    US9988975B2 (en) * 2013-03-11 2018-06-05 Borgwarner Inc. Exhaust-gas turbocharger
    US20160010542A1 (en) * 2013-03-11 2016-01-14 Borgwarner Inc. Exhaust-gas turbocharger
    US20150361818A1 (en) * 2014-06-16 2015-12-17 Rolls-Royce Plc Assembly
    US9970313B2 (en) * 2014-06-16 2018-05-15 Rolls-Royce Plc Unison ring assembly
    WO2015195766A1 (en) 2014-06-20 2015-12-23 Borgwarner Inc. Turbocharger with adjustable vanes
    DE102015217438A1 (de) 2015-09-11 2017-03-30 Bosch Mahle Turbo Systems Gmbh & Co. Kg Verfahren zum Herstellen einer variablen Turbinengeometrie eines Abgasturboladers
    WO2018029985A1 (ja) * 2016-08-08 2018-02-15 株式会社Ihi 可変容量型過給機
    US11585266B2 (en) * 2018-10-09 2023-02-21 Ihi Corporation Variable geometry mechanism and turbocharger
    EP3640451A1 (de) * 2018-10-19 2020-04-22 Borgwarner Inc. Turbolader mit variabler turbinengeometrie
    US11131238B2 (en) 2018-10-19 2021-09-28 Borgwarner Inc. Turbocharger with variable turbine geometry
    US10927702B1 (en) 2019-03-30 2021-02-23 Savant Holdings LLC Turbocharger or turbocharger component

    Similar Documents

    Publication Publication Date Title
    EP1564380A1 (de) Turbineneinheit sowie Leitgitter und Verstellring hierfür
    EP3073064B1 (de) Turbolader
    EP1418311B1 (de) Leitgitter variabler Geometrie
    DE10209484B4 (de) Turbolader für Fahrzeuge mit verbesserter Aufhängung für den Betätigungsmechanismus der variablen Düsen
    EP1984601B1 (de) Turbolader mit verstellbaren leitschaufeln, schaufelhebel und verstellring dafür
    EP2960437B1 (de) Leitschaufelvorrichtung für eine gasturbine sowie gasturbine mit einer solchen leitschaufelvorrichtung
    EP1338785B1 (de) Steuerventil, insbesondere für eine Brennkraftmaschine, zur gesteuerten Rückführung von Abgas
    DE112010004597B4 (de) Turbolader mit variabler Turbinengeometrie
    EP1528225B1 (de) Strömungsmaschine und Verfahren zum Herstellen eines Leitgitters
    DE102008007670B4 (de) Steuerring für VTG
    WO2008046556A2 (de) Turbolader
    DE19501084A1 (de) Kupplungsmomentsteuerung für ein kraftgetriebenes Werkzeug
    EP1520959B1 (de) Turbokompressor mit verstellbaren Leitschaufeln
    DE112012002909T5 (de) Abgasturbolader
    WO2008135420A1 (de) Nockenwellenversteller für eine brennkraftmaschine mit verbesserter ausführung der druckräume
    DE112010004596T5 (de) Turbolade
    DE102007003338A1 (de) Betätigungsvorrichtung zur Kraftkompensation, insbesondere für eine Kraftfahrzeugkupplung
    DE4425344C2 (de) Drehschieber mit mindestens einem Axialnadeldrehkranz als drehbewegliches Lagerelement
    EP0808992B1 (de) Radialdrehschieber zur Steuerung des Dampfdurchsatzes bei einer Dampfturbine
    EP3788263B1 (de) Radialverdichter mit irisblendenmechanismus
    EP1577503B1 (de) Strömungsmaschine, Leitgitter und Montagering hierfür
    EP1637783B1 (de) Schnellschluss-Stellventilkombination für eine Dampfturbine
    WO2003100220A1 (de) Axialsicherung für laufschaufeln
    EP1574673A1 (de) Leitgitter variabler Geometrie und Turbolader mit einem solchen Leitgitter
    EP3471979B1 (de) Luftausströmer

    Legal Events

    Date Code Title Description
    PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

    Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

    AK Designated contracting states

    Kind code of ref document: A1

    Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IT LI LU MC NL PT RO SE SI SK TR

    AX Request for extension of the european patent

    Extension state: AL LT LV MK

    17P Request for examination filed

    Effective date: 20050919

    AKX Designation fees paid

    Designated state(s): DE FR GB IT NL

    STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

    Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

    18D Application deemed to be withdrawn

    Effective date: 20110901