EP3073064B1 - Turbolader - Google Patents
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- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
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- F04D19/04—Multi-stage pumps specially adapted to the production of a high vacuum, e.g. molecular pumps
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- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
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- 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
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-
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- F05D2260/00—Function
- F05D2260/30—Retaining components in desired mutual position
Definitions
- the invention relates to a turbocharger according to the preamble of claim 1.
- Such a turbocharger is from the EP 1 564 380 A1 known.
- this document proposes a stop which is integrally connected to the adjusting ring.
- the projection of the stop of the known turbocharger limits the end positions by contact with mounting rings of the adjusting lever on the blades, which also makes precise adjustment of the end positions difficult, since the mounting rings of these blade adjustment levers are subject to manufacturing tolerances and on the other hand, due to the positioning (division) inaccuracies arise.
- turbocharger specified in the preamble of claim 1, which allows a simplification of the assembly of the guide grid or diffuser, at least a simple and accurate adjustment of the minimum flow through the diffuser should be possible alone.
- the stop with which at least one setting of the minimum flow through the nozzle cross-sections formed by the vanes is possible, is formed as a separate component which is fixable in the guide grid, it is possible after mounting the guide grid this stop in a simple way and way to rework the exact setting of the required stop position, since it is not integrally connected to the guide grid. If the need for a readjustment of one of the two end positions of the guide grid, it can be either simply selected and mounted a suitable fitment for the desired end position or adapted the intended stop member by reworking the projection and then mounted in the guide grille. Thus, it is possible to make a precise end position targeted, which is problematic in the generic turbocharger due to the integral formation of the stop.
- the entire diffuser can be completely pre-assembled as a cartridge and the minimum flow can be adjusted before it is then inserted into the turbine housing.
- the adjustment of the minimum flow is thus independent of turbine housing and other components of the turbocharger, such as e.g. the bearing housing. Also, the nozzle position between the bearing and turbine housing no longer has any influence on the minimum flow setting. Also, the wear of the adjusting lever and its engagement with the adjusting ring does not affect the minimum flow rate.
- a guide grid is defined as each independently tradable objects.
- FIG. 1 an inventive turbocharger 1 is shown, which has a turbine housing 2 and a compressor housing 3 connected thereto via a bearing housing 19.
- the housings 2, 3 and 19 are arranged along a rotation axis R.
- the turbine housing 2 is shown partially in section to illustrate the arrangement of a vane ring 6 as part of a radially outer baffle 18 having a plurality of circumferentially spaced vanes 7 with pivot shafts 8.
- nozzle cross-sections are formed, which are larger or smaller depending on the position of the guide vanes 7 and the turbine rotor 4 mounted in the middle on the axis of rotation R more or less with the supplied via a feed channel 9 and discharged via a central port 10 exhaust gas of an engine, to drive over the turbine rotor 4 a seated on the same shaft compressor rotor 17.
- an actuating device 11 is provided.
- This can be designed to be arbitrary, but a preferred embodiment, a control housing 12, which controls the control movement of a ram member 14 attached to her to implement the movement thereof to a located behind the blade bearing ring 6 adjusting 5 in a slight rotational movement of the same.
- a clearance 13 for the vanes 7 is formed between the vane ring 6 and an annular part 15 of the turbine housing 2.
- the blade bearing ring 6 has integrally formed spacers 16.
- three spacers 16 are arranged at an angular distance of 120 ° in each case on the circumference of the blade bearing ring 6. In principle, it is However, it is possible to provide more or less such spacers 16.
- Fig. 2 is a partial perspective view of the guide grid 18 shown on an enlarged scale.
- a blade lever 20 is shown having at one end a mounting ring 21 with a recess 22 in which one end of the blade shaft 8 is fixed.
- a lever head 23 of the blade lever 20 is disposed in an engagement recess 24 of the adjusting ring 5 and thus is engaged with the adjusting ring 5 in engagement.
- FIG. 2 the arrangement of a stop 25 in the form of a separate component.
- the stop 25 has a stop body 26, which has been fixed in the illustrated embodiment on the blade bearing ring 6.
- the stopper body 6 has a radially outwardly projecting projection 27, which engages in a groove 31 of the adjusting ring 5.
- the groove 31 of the adjusting ring 5 is bounded by two stop cams 29 and 30.
- the stop cams 29 and 30 have inwardly into the groove 31 facing abutment abutment surfaces which can engage with the corresponding adjacent surface of the projection 27.
- a stop position on the stop cam 29 for adjusting the minimum flow through the nozzle cross sections of the guide grid 18 is shown.
- a stop web 28 is arranged at the upper end of a side facing the stop cam 29 side surface 34 which extends at right angles to the side surface 34.
- This stop bar 28 can be reworked for exact position adjustment in case of need, should In the course of the assembly of the guide grid 18 it turns out that the exact position can not yet be set.
- the stop 25 can then be separated from the blade bearing ring 6 and be reworked in a precision device by removing a suitable portion of the stop web 28.
- Fig. 3 an embodiment of the guide grid 18 according to the invention is shown.
- all parts that are those of Fig. 2 provided with the same reference numerals, so that reference can be made in terms of training and function to the above description.
- the stop 25 of the second embodiment is provided with an adjusting plate 32.
- the adjusting plate 32 has a fixing plate 35 which can be fixed to the stopper body 26, such as by a Fixierclip 36.
- Fixierclip 36 any other types of mounting options for the adjusting plate 32 on the stopper body 26 are conceivable.
- the adjusting plate 32 is provided in this embodiment with a stop plate 33 which extends parallel to the side surface 34 of the projection 27 and to this one Fig. 3 apparent distance, so as to be able to define the exact stop position.
- the stop position can be effected by the replacement of the adjusting plate 32, so that in this embodiment, an exact adjustment, in particular the minimum flow, in a simple and cost-effective manner is possible.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Supercharger (AREA)
- Control Of Turbines (AREA)
Description
- Die Erfindung betrifft einen Turbolader gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
- Ein derartiger Turbolader ist aus der
EP 1 564 380 A1 bekannt. Zur Vermeidung einer Schwächung des Verstellringes schlägt diese Druckschrift einen Anschlag vor, der einteilig mit dem Verstellring verbunden ist. - Durch die einteilige Ausbildung des Anschlages am Verstellring ist es jedoch bei dem bekannten Turbolader, wenn überhaupt, nur unter relativ hohem Aufwand möglich, den Vorsprung des Anschlages nach der Montage des Leitgitters nachzubearbeiten, wenn beispielsweise eine Korrektur der Endlagen des Leitgitters vorgenommen werden soll bzw. muss. Ferner begrenzt der Vorsprung des Anschlages des bekannten Turboladers die Endstellungen durch Anlage an Befestigungsringen der Verstellhebel an den Schaufeln, was eine genaue Einstellung der Endlagen ebenfalls erschwert, da die Befestigungsringe dieser Schaufelverstellhebel zum einem Fertigungstoleranzen unterliegen und zum anderen infolge der Positionierung (Teilung) Ungenauigkeiten entstehen.
- Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Turbolader der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art zu schaffen, der eine Vereinfachung der Montage des Leitgitters bzw. Leitapparates ermöglicht, wobei zumindest eine einfache und genaue Einstellung des Minimaldurchflusses mittels des Leitapparates allein möglich sein soll.
- Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruchs 1.
- Dadurch, dass der Anschlag, mit dem zumindest eine Einstellung des Minimaldurchflusses durch die von den Leitschaufeln gebildeten Düsenquerschnitte möglich ist, als ein separates Bauteil ausgebildet ist, das im Leitgitter fixierbar ist, ist es möglich, nach der Montage des Leitgitters diesen Anschlag auf einfache Art und Weise zur exakten Einstellung der geforderten Anschlagposition nachzubearbeiten, da er nicht einstückig mit dem Leitgitter verbunden ist. Ergibt sich die Notwendigkeit einer Nachjustierung einer der beiden Endstellungen des Leitgitters, kann somit entweder auf einfache Art und Weise ein für die gewünschte Endstellung passendes Anschlagteil ausgewählt und montiert werden oder das vorgesehene Anschlagteil durch Nachbearbeitung des Vorsprunges angepasst und dann im Leitgitter montiert werden. Somit ist es möglich, eine genaue Endlagenstellung gezielt vorzunehmen, was beim gattungsgemäßen Turbolader aufgrund der einstückigen Ausbildung des Anschlages problematisch ist.
- Ferner ergibt sich der Vorteil, dass der gesamte Leitapparat als Kartusche komplett vormontiert und der Minimaldurchfluss eingestellt werden kann bevor er dann in das Turbinengehäuse eingelegt wird.
- Die Einstellung des Minimaldurchflusses erfolgt somit unabhängig von Turbinengehäuse und anderen Komponenten des Turboladers, wie z.B. dem Lagergehäuse. Auch hat die Stutzenstellung zwischen Lager- und Turbinengehäuse keinen Einfluß mehr auf die Minimaldurchflusseinstellung. Ebenfalls wirkt sich der Verschleiß des Verstellhebels und dessen Eingriff am Verstellring nicht auf die Minimaldurchflussmenge aus.
- Weiterhin ist es denkbar, direkt beim Schweißen die Schaufelwellen mit den Schaufelhebeln in der für die Minimalflusseinstellung erforderlichen Postion zu verbinden und dadurch auf einen nachfolgenden Einstellprozess zu verzichten. Auf diese Weise wird das Risiko und die Möglichkeit einer Minimalflussveränderung ausgeschlossen.
- Die Unteransprüche 2 und 3 haben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt.
- In den Ansprüchen 4 bis 6 ist ein Leitgitter als jeweils selbstständig handelbares Objekte definiert.
- Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. Es zeigt:
- Fig. 1
- eine geschnittene perspektivische Darstellung des grundsätzlichen Aufbaues eines erfindungsgemäßen Turboladers;
- Fig. 2
- eine perspektivische Darstellung einer nicht zum Gegenstand der Erfindung gehörenden Ausführungsform eines Leitgitters;
- Fig. 3
- eine der
Fig. 2 entsprechende perspektivische Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Leitgitters. - In
Fig. 1 ist ein erfindungsgemäßer Turbolader 1 dargestellt, der ein Turbinengehäuse 2 und ein damit über ein Lagergehäuse 19 verbundenes Kompressorgehäuse 3 aufweist. Die Gehäuse 2, 3 und 19 sind entlang einer Rotationsachse R angeordnet. Das Turbinengehäuse 2 ist teilweise im Schnitt gezeigt, um die Anordnung eines Schaufellagerrings 6 als Teil eines radial äußeren Leitgitters 18 zu verdeutlichen, das eine Mehrzahl von über den Umfang verteilten Leitschaufeln 7 mit Schwenkachsen bzw. Schaufelwellen 8 aufweist. Hierdurch werden Düsenquerschnitte gebildet, die je nach der Lage der Leitschaufeln 7 größer oder kleiner sind und den in der Mitte an der Rotationsachse R gelagerten Turbinenrotor 4 mehr oder weniger mit dem über einen Zuführkanal 9 zugeführten und über einen Zentralstutzen 10 abgeführten Abgas eines Motors beaufschlagen, um über den Turbinenrotor 4 einen auf der selben Welle sitzenden Verdichterrotor 17 anzutreiben. - Um die Bewegung bzw. die Lage der Leitschaufeln 7 zu steuern, ist eine Betätigungseinrichtung 11 vorgesehen. Diese kann an sich beliebig ausgebildet sein, jedoch weist eine bevorzugte Ausführungsform ein Steuergehäuse 12 auf, das die Steuerbewegung eines an ihr befestigten Stößelgliedes 14 steuert, um dessen Bewegung auf einen hinter dem Schaufellagerring 6 gelegenen Verstellring 5 in eine leichte Drehbewegung desselben umzusetzen. Zwischen dem Schaufellagerring 6 und einem ringförmigen Teil 15 des Turbinengehäuses 2 wird ein Freiraum 13 für die Leitschaufeln 7 gebildet. Um diesen Freiraum 13 sichern zu können, weist der Schaufellagerring 6 einstückig geformte Abstandshalter 16 auf. Im Beispielsfalle sind drei Abstandshalter 16 in einem Winkelabstand von jeweils 120° am Umfang des Schaufellagerrings 6 angeordnet. Vom Prinzip her ist es jedoch möglich, mehr oder weniger derartige Abstandshalter 16 vorzusehen.
- In
Fig. 2 ist eine perspektivische Teilansicht des Leitgitters 18 in vergrößertem Maßstab dargestellt. - Repräsentativ für sämtliche Schaufelhebel dieses Leitgitters 18 ist ein Schaufelhebel 20 dargestellt, der an einem Ende einen Befestigungsring 21 mit einer Ausnehmung 22 aufweist, in der ein Ende der Schaufelwelle 8 fixiert ist.
- Ein Hebelkopf 23 des Schaufelhebels 20 ist in einer Eingriffsausnehmung 24 des Verstellrings 5 angeordnet und steht somit mit dem Verstellring 5 in Eingriff.
- Ferner verdeutlicht
Fig. 2 die Anordnung eines Anschlages 25 in Form eines separaten Bauteils. Der Anschlag 25 weist einen Anschlagkörper 26 auf, der bei der dargestellten Ausführungsform am Schaufellagerring 6 fixiert worden ist. Der Anschlagkörper 6 weist einen radial nach außen ragenden Vorsprung 27 auf, der in eine Nut 31 des Verstellringes 5 eingreift. Die Nut 31 des Verstellringes 5 wird von zwei Anschlagnocken 29 und 30 begrenzt. Die Anschlagnocken 29 und 30 weisen nach innen in die Nut 31 weisende Anschlaggegenflächen auf, die mit der entsprechenden benachbarten Fläche des Vorsprunges 27 in Eingriff treten können. Im Fall der Darstellung derFig. 2 ist eine Anschlagstellung am Anschlagnocken 29 zur Einstellung des Minimaldurchflusses durch die Düsenquerschnitte des Leitgitters 18 gezeigt. - Wie
Fig. 2 ferner verdeutlicht, ist am oberen Ende einer auf den Anschlagnocken 29 weisenden Seitenfläche 34 ein Anschlagsteg 28 angeordnet, der sich im rechten Winkel zur Seitenfläche 34 erstreckt. Dieser Anschlagsteg 28 kann zur genauen Lageeinstellung im Bedarfsfalle nachbearbeitet werden, sollte sich im Zuge der Montage des Leitgitters 18 herausstellen, dass die genaue Position noch nicht eingestellt werden kann. Zu diesem Zwecke kann dann der Anschlag 25 vom Schaufellagerring 6 getrennt werden und in einem Präzisionsgerät durch Abtragen eines geeigneten Anteils des Anschlagsteges 28 nachbearbeitet werden. - In
Fig. 3 ist eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Leitgitters 18 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform sind sämtliche Teile, die denjenigen derFig. 2 entsprechen, mit denselben Bezugsziffern versehen, so dass hinsichtlich Ausbildung und Funktion auf die voranstehende Beschreibung verwiesen werden kann. - Im Gegensatz zur Anbringung eines Anschlagsteges 28 ist der Anschlag 25 der zweiten Ausführungsform mit einem Einstellblech 32 versehen. Das Einstellblech 32 weist eine Fixierplatte 35 auf, die am Anschlagkörper 26 festgelegt werden kann, wie beispielsweise durch einen Fixierclip 36. Natürlich sind auch jedwede andere Arten von Befestigungsmöglichkeiten für das Einstellblech 32 am Anschlagkörper 26 denkbar.
- Anstelle des Anschlagsteges 28 ist bei dieser Ausführungsform das Einstellblech 32 mit einer Anschlagplatte 33 versehen, die parallel zur Seitenfläche 34 des Vorsprunges 27 verläuft und zu dieser einen aus
Fig. 3 ersichtlichen Abstand einnimmt, um so die genaue Anschlagposition definieren zu können. - Durch diese Ausführungsform kann mithin die Anschlagposition durch das Austauschen des Einstellbleches 32 bewirkt werden, so dass auch bei dieser Ausführungsform eine exakte Einstellung, insbesondere des Minimaldurchflusses, auf einfache und kostengünstige Art und Weise möglich ist.
- Zur Ergänzung der Offenbarung wird explizit auf die zeichnerische Darstellung der Erfindung in den
Fig. 1 bis 3 verwiesen. -
- 1
- Turbolader
- 2
- Turbinengehäuse
- 3
- Kompressorgehäuse
- 4
- Turbinenrotor
- 5
- Verstellring
- 6
- Schaufellagerring
- 7
- Leitschaufeln
- 8
- Schaufelwelle
- 9
- Zuführkanal
- 10
- Axialstutzen
- 11
- Betätigungseinrichtung
- 12
- Steuergehäuse
- 13
- Freiraum für Leitschaufeln 7
- 14
- Stößelglied
- 15
- Ringförmiger Teil des Turbinengehäuses 2
- 16
- Abstandshalter/Distanznocken
- 17
- Kompressorrotor
- 18
- Leitgitter/Leitapparat
- 19
- Lagergehäuse
- 20
- Schaufelhebel
- 21
- Befestigungsring
- 22
- Ausnehmung
- 23
- Hebelkopf
- 24
- Eingriffsausnehmungen
- 25
- Anschlag
- 26
- Anschlagkörper
- 27
- Vorsprung
- 28
- Anschlagsteg
- 29, 30
- Anschlagnocken
- 31
- Nut
- 32
- Einstellblech
- 33
- Anschlagplatte
- 34
- Seitenflächen
- 35
- Fixierplatte
- 36
- Fixierclip
Claims (6)
- Turbolader (1) mit variabler Turbinengeometrie (VTG)- mit einem Turbinengehäuse (2) mit einem Zuführkanal (9) für Abgase;- mit einem Turbinenrotor (4), der drehbar im Turbinengehäuse (2) gelagert ist; und- mit einem Leitgitter (18),• das den Turbinenrotor (4) radial außen umgibt,• das einen Schaufellagerring (6) aufweist,• das eine Mehrzahl von Leitschaufeln (7) aufweist, die jeweils eine im Schaufellagerring (6) gelagerte Schaufelwelle (8) aufweisen,• das einen Verstellring (5) aufweist, der mit den Leitschaufeln (7) über zugeordnete, an den Schaufelwellen (8) an einem ihrer Enden befestigte Schaufelhebel (20) in Wirkverbindung steht, wobei jeder Schaufelhebel (20) am anderen Ende einen Hebelkopf (23) aufweist, der mit einer zugeordneten Eingriffsausnehmung (24) des Verstellrings (5) in Eingriff bringbar ist, und• das einen Anschlag (25) zumindest zur Einstellung des Minimaldurchflusses durch die von den Leitschaufeln (7) gebildeten Düsenquerschnitte aufweist,• wobei der Anschlag (25) als separates im Leitgitter (18) fixierbares Bauteil ausgebildet ist,dadurch gekennzeichnet,• dass der Anschlag (25) am Schaufellagerring (6) fixierbar ist und einen Vorsprung (27) aufweist, der in eine Nut (31) des Verstellrings (5) eingreift, und• dass der Anschlag (25) mit einem Einstellblech (32) versehen ist, das eine Anschlagplatte (33) aufweist, die parallel zu einer Seitenfläche (34) des Vorsprungs (27) verläuft und zur Seitenfläche (34) beabstandet ist.
- Turbolader nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Einstellblech (32) als auswechselbares, in seinen Dimensionen änderbares und am Anschlag (25) fixierbares Bauteil ausgebildet ist.
- Turbolader nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Minimaldurchfluss durch die Positionierung von Schaufelwelle (8) zu Schaufelhebel (20) eingestellt ist.
- Leitgitter (18) für einen Turbolader (1) mit variabler Turbinengeometrie (VTG), das einen Turbinenrotor (4) des Turboladers (1) radial außen umgibt und folgende Teile aufweist:• einen Schaufellagerring (6),• eine Mehrzahl von Leitschaufeln (7), die jeweils eine im Schaufellagerring (6) gelagerte Schaufelwelle (8) aufweisen,• einen Verstellring (5), der mit den Leitschaufeln (7) über zugeordnete, an den Schaufelwellen (8) an einem ihrer Enden befestigte Schaufelhebel (20) in Wirkverbindung steht, wobei jeder Schaufelhebel (20) am anderen Ende einen Hebelkopf (32) aufweist, der mit einer zugeordneten Eingriffsausnehmung (24) des Verstellrings (5) in Eingriff bringbar ist, und• einen Anschlag (25) zumindest zur Einstellung des Minimaldurchflusses durch die von den Leitschaufeln (7) gebildeten Düsenquerschnitte,• wobei der Anschlag (25) als separates im Leitgitter (18) fixierbares Bauteil ausgebildet ist,dadurch gekennzeichnet,• dass der Anschlag (25) am Schaufellagerring (6) fixierbar ist und einen Vorsprung (27) aufweist, der in eine Nut (31) des Verstellrings (5) eingreift, und• dass der Anschlag (25) mit einem Einstellblech (32) versehen ist, das eine Anschlagplatte (33) aufweist, die parallel zu einer Seitenfläche (34) des Vorsprungs (27) verläuft und zur Seitenfläche (34) beabstandet ist.
- Leitgitter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Einstellblech (32) als auswechselbares, in seinen Dimensionen änderbares und am Anschlag (25) fixierbares Bauteil ausgebildet ist.
- Leitgitter nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Minimaldurchfluss durch die Positionierung von Schaufelwelle (8) zu Schaufelhebel (20) eingestellt ist.
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