KR101908619B1 - 배기가스 터보차저 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 가변 터빈 구조(18) 및/또는 웨이스트게이트를 구비한 터빈(2); 및 커플링 로드(14)를 통해 가변 터빈 구조(18) 및/또는 웨이스트게이트에 연결된 액추에이터(11)를 포함하되, 커플링 로드(14)는 일측의 단부 영역(21, 22)에서 로크 와셔(25)를 통해 액추에이터(11)의 핀에 연결되고, 타측에서 로크 와셔(26)를 통해 가변 터빈 구조(18) 및/또는 웨이스트게이트의 조절 샤프트(5)의 핀(33)에 연결되는 배기가스 터보차저(1)에 관한 것으로, 로크 와셔(25, 26)는 커플링 로드(14)에 통합된다.

Description

배기가스 터보차저{EXHAUST-GAS TURBOCHARGER}

본 발명은 청구범위 제1항의 전제부에 따른 배기가스 터보차저에 관한 것이다.

상기 유형의 배기가스 터보차저가 DE 10 2008 053 079 A1에 공지되어 있다. 상기 공지된 설계에서, 커플링 로드가 액추에이터(예를 들어 전기 액추에이터 또는 공압 제어 캡슐)를 가이드 그레이트(guide grate)로도 불리는 가변 터빈 구조(VTG)의 조절 샤프트의 조립체에 연결한다. 여기서, 커플링 로드는 액추에이터에 의해 발생된 운동을 VTG에 전달한다. VTG 대신 또는 VTG에 더하여, 커플링 로드의 사용은, 터빈 바이패스를 구성하는 웨이스트게이트를 구비한 배기가스 터보차저의 경우에도 가능하다. 여기서, 커플링 로드는 액추에이터에 배정된 핀 및 조절 샤프트에 배정된 핀에 장착되며, 로크 와셔를 통해 고정된다. 그러나, 알려진 로크 와셔에는, 어려운 장착 공정으로 인해 핀 직경에 대한 그 고정(clipping)이 공정 면에서 신뢰성 있게 보장되지 못한다는 단점이 있다.

그러므로 본 발명의 목적은, 액추에이터와 가변 터빈 구조(VTG) 및/또는 웨이스트게이트 사이에 커플링 로드를 더 간단하게 장착할 수 있도록 하는, 청구범위 제1항의 전제부에 명시된 유형의 배기가스 터보차저를 제공하는 데에 있다.

상기 목적은 청구범위 제1항의 특징들에 의해 달성된다.

로크 와셔가 커플링 로드의 두 단부에서 커플링 로드에 통합된 구성요소라는 사실로 인해, 본 발명은 조립 중 통합된 로크 와셔와 함께 커플링 로드가 하나의 작업 단계에서 장착될 수 있도록 한다.

종속 청구항들은 본 발명의 유리한 개선예에 관한 것이다.

청구범위 제11항 및 제12항은 독립적으로 시판 가능한 대상으로서 커플링 로드를 정의한다.

도면에 기초하여 이하의 예시적인 구현예를 설명함으로써 본 발명의 추가적인 상세사항, 특징 및 이점들을 알게 될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 배기가스 터보차저의 부분 단면 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 커플링 로드의 평면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 커플링 로드의 종단면도이다.
도 4는 로크 와셔의 사시도이다.
도 5는 핀에 장착되었을 경우 본 발명에 따른 커플링 로드의 단부 영역을 보여준다.

도 1은 본 발명에 따른 터보차저의 부분 단면 사시도이다. 터보차저(1)는 터빈 하우징(2), 및 베어링 하우징(20)을 통해 상기 터빈 하우징에 연결된 압축기 하우징(3)을 구비한다. 하우징들(2, 3, 20)은 회전축(R)을 따라 배치된다. 블레이드 베어링 링(6) 및 상기 블레이드 베어링 링에 의해 형성된 반경방향 외측 가이드 그레이트, 또는 가변 터빈 구조(18)의 배치를 보여주기 위해 터빈 하우징(2)은 부분적으로 단면으로 도시되며, 이러한 가변 터빈 구조는, 원주 둘레에 분포되고 회전 샤프트(8)를 구비한 다수의 조절 가능 블레이드(7)를 구비한다. 이러한 방식으로, 조절 가능 블레이드들(7)의 위치에 따라 더 커지거나 작아지고, 공급 덕트(9)를 통해 공급되어 중앙 연결 피스(10)를 경유하여 배출되는 엔진의 배기가스를 회전축(R) 상의 중심에 위치한 터빈 휠(4)로 더 많거나 더 적은 양으로 공급하는 노즐 단면들이 형성되어, 터빈 휠(4)에 의해 동일 샤프트에 위치한 압축기 휠(17)을 구동한다.

조절 가능 블레이드들(7)의 운동 또는 위치를 제어하기 위해 작동 장치 또는 액추에이터(11)가 제공되며, 이는 예를 들어 전기 액추에이터 또는 공압 제어 캡슐 형태일 수 있다. 예시된 구현예에서, 작동 장치(11)는, 블레이드 베어링 링(6) 뒤에 위치한 조절 링(5)으로 자신의 운동을 전달하기 위해, 커플링 로드(14) 및 제어 하우징(12)을 구비하며, 상기 운동은 상기 조절 링의 약간의 회전 운동으로 변환된다. 터빈 하우징(2)의 환형 부분(15)과 블레이드 베어링 링(6) 사이에는, 조절 가능 블레이드들(7)을 위한 자유 공간(13)이 형성된다. 상기 자유 공간(13)을 보호하기 위해 상기 블레이드 베어링 링(6)은 스페이서들(16)을 구비한다. 조절 가능 블레이드들(7)을 위한 자유 공간은, 수용 디스크(19)에 의해 스페이서들(16) 위에서 상부 방향으로 한정된다.

도 1에서는 부분적으로만 볼 수 있는 커플링 로드(14)를 도 2 및 도 3에 상세히 도시하였다. 도 2와 도 3을 함께 보았을 때 명백히 알 수 있듯이, 커플링 로드(14)는 가늘고 긴 연결 영역(23)을 통해 서로 연결된 두 개의 단부 영역(21, 22)을 가진다. 여기서, 도 2는 단부 영역(21, 22)의 폭이 중앙 또는 연결 영역(23)보다 더 큰 것을 보여준다.

단부 영역(21, 22)에는 각각 통로 리세스(23, 24)가 구비된다.

특히 도 3에 나타난 바와 같이, 상기 통로 리세스(23, 24)에는 각각의 경우 하나의 로크 와셔(25, 26)가 놓여 있다. 여기서, 로크 와셔(25, 26)는 커플링 로드(14) 또는 단부 영역(21, 22)의 재료 내에 매립된다. 커플링 로드(14)가 플라스틱 로드인 경우, 로크 와셔(25, 26)는 플라스틱 재료에 의해 그 가장자리 영역에서 밀폐되고(encapsulated), 그로 인해 플라스틱 로드의 사출 성형 과정 동안 커플링 로드(14) 내로 통합된다.

커플링 로드(14)가 금속 로드인 경우, 로크 와셔(25, 26)의 통합은, 가장자리 영역의 코킹(calking) 또는 용접에 의해 구현될 수 있다.

또한 도 3에서 알 수 있는 바와 같이, 예시된 특히 바람직한 구현예에서, 커플링 로드(14)는 크랭크 설계로 이루어진다. 다시 말해서, 단부 영역(21) 및 단부 영역(22)은 연결 영역(23)에 대해, 이 예에서는 둔각인 각도로 배치되며, 이는 도 3의 개략적인 도시로 자세히 알 수 있다.

도 4는 로크 와셔(25, 26)의 설계를 보여준다. 도 4에 나타난 바와 같이, 로크 와셔(25, 26)는 원형 디자인으로 이루어지며, 도 3에 나타난 바와 같이 돔형 디자인으로 이루어져 판 스프링과 유사한 형태를 이룬다. 로크 와셔(25, 26)는 각각의 경우, 도 2 및 도 3의 조립 상태에서 통로 리세스(23, 24)에 정렬되는 중앙 관통 개구(27)를 가진다.

또한, 도 4에 따른 로크 와셔(25, 26)의 특히 바람직한 구현예는, 로크 와셔(25, 26)의 외측 가장자리(32) 방향으로 관통 개구(27)로부터 연장되며 각각의 경우 서로에 대해 균일한 각도 간격으로 배치된 4개의 슬롯(28, 29, 30, 31)을 가진다. 도 4에 도시된 특히 바람직한 구현예에서, 각도 간격은 각각의 경우 90°이다.

도 5는 커플링 로드(14)의 조립 상태를 보여주며, 관련된 로크 와셔(26)를 구비한 단부 영역(22)을 여기에서 예시적으로 도시한다. 상기 도시는 로크 와셔(25)를 구비한 다른 단부 영역(21)을 대표한다.

도 5에 도시된 장착 상태에서, 로크 와셔(26)의 관통 개구(27)를 통해 핀(23)이 연장되며, 핀(23)은 액추에이터(11) 또는 VTG(18)의 조절 샤프트의 핀일 수 있다. 커플링 로드(14) 또는 단부 영역(22)의 재료에 로크 와셔(26)를 통합함으로써, 핀(33)의 장착이 하나의 작업 단계에서 이루어질 수 있고, 도 5는 또한 로크 와셔(26)가 단부 영역(22)의 오목부(19)에 매립된 것을 보여준다.

본 발명의 상기 기재된 개시내용 외에도, 도 1 내지 도 5에서의 본 발명의 개략적인 도시를 명백히 참조한다.

1 배기가스 터보차저
2 터빈 하우징
3 압축기 하우징
4 터빈 휠
5 조절 링
6 블레이드 베어링 링
7 조절 가능 블레이드
8 회전 샤프트
9 공급 덕트
10 축방향 연결 피스
11 작동 장치/액추에이터
12 제어 하우징
13 가이드 블레이드들(7)을 위한 자유 공간
14 커플링 로드
15 터빈 하우징(2)의 환형 부분
16 스페이서/스페이서 캠
17 압축기 휠
18 가변 터빈 구조(VTG)/가이드 그레이트
19 오목부
20 베어링 하우징
21, 22 단부 영역
23, 24 통로 리세스
23' 연결 영역
25, 26 로크 와셔
27 관통 개구
28, 29, 30, 31 슬롯
32 가장자리 영역/외측 가장자리
33 핀
R 회전축

Claims (16)

1. 가변 터빈 구조(18) 및/또는 웨이스트게이트를 구비한 터빈(2); 및
   커플링 로드(14)를 통해 가변 터빈 구조(18) 및/또는 웨이스트게이트에 연결된 액추에이터(11)를 포함하되,
   커플링 로드(14)는 단부 영역(21, 22)들에서 일측에 로크 와셔(25)를 통해 액추에이터(11)의 핀과 연결되고, 타측에 로크 와셔(26)를 통해 가변 터빈 구조(18) 및/또는 웨이스트게이트의 조절 샤프트(5)의 핀(33)과 연결되는 배기가스 터보차저(1)에 있어서,
   로크 와셔(25, 26)는 커플링 로드(14)에 통합되고;
   로크 와셔(25, 26)는 각각 중앙 관통 개구(27)를 가지고;
   슬롯(28~31)이 로크 와셔(25, 26)의 외측 가장자리(32) 방향으로 관통 개구(27)로부터 연장되는 것을 특징으로 하는 배기가스 터보차저.
2. 제1항에 있어서,
   커플링 로드(14)의 재료는 플라스틱인 것을 특징으로 하는 배기가스 터보차저.
3. 제2항에 있어서,
   로크 와셔(25, 26)는 캡슐화(encapsulation)를 통해 가장자리가 커플링 로드(14)의 플라스틱 재료 내에 밀폐되는 것을 특징으로 하는 배기가스 터보차저.
4. 제1항에 있어서,
   커플링 로드(14)의 재료는 금속인 것을 특징으로 하는 배기가스 터보차저.
5. 제4항에 있어서,
   로크 와셔(25, 26)는 커플링 로드(14)에 코킹되는 것을 특징으로 하는 배기가스 터보차저.
6. 제4항에 있어서,
   로크 와셔(25, 26)는 커플링 로드(14)에 용접되는 것을 특징으로 하는 배기가스 터보차저.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
   로크 와셔(25, 26)는 원형인 것을 특징으로 하는 배기가스 터보차저.
8. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
   로크 와셔(25, 26)는 돔형인 것을 특징으로 하는 배기가스 터보차저.
9. 가늘고 긴 연결 영역(23')을 통해 서로 연결되며 서로 이격된 두 개의 단부 영역(21, 22)을 갖되, 로크 와셔(25, 26)는 각각의 단부 영역(21, 22)에 통합되고;
   로크 와셔(25, 26)는 각각 중앙 관통 개구(27)를 가지고;
   슬롯(28~31)이 로크 와셔(25, 26)의 외측 가장자리(32) 방향으로 관통 개구(27)로부터 연장되는 것을 특징으로 하는 배기가스 터보차저(1)의 커플링 로드.
10. 제9항에 있어서,
    커플링 로드(14)의 재료는 플라스틱인 것을 특징으로 하는 커플링 로드.
11. 제10항에 있어서,
    로크 와셔(25, 26)는 캡슐화(encapsulation)를 통해 가장자리가 커플링 로드(14)의 플라스틱 재료 내로 밀폐되는 것을 특징으로 하는 커플링 로드.
12. 제9항에 있어서,
    커플링 로드(14)의 재료는 금속인 것을 특징으로 하는 커플링 로드.
13. 제12항에 있어서,
    로크 와셔(25, 26)는 커플링 로드(14)에 코킹되는 것을 특징으로 하는 커플링 로드.
14. 제12항에 있어서,
    로크 와셔(25, 26)는 커플링 로드(14)에 용접되는 것을 특징으로 하는 커플링 로드.
15. 제9항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    로크 와셔(25, 26)는 원형인 것을 특징으로 하는 커플링 로드.
16. 제9항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    로크 와셔(25, 26)는 돔형인 것을 특징으로 하는 커플링 로드.

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