DE10013335A1 - Leitapparat für eine axial durchströmte Abgasturbine - Google Patents

Leitapparat für eine axial durchströmte Abgasturbine

Info

Publication number
DE10013335A1
DE10013335A1 DE10013335A DE10013335A DE10013335A1 DE 10013335 A1 DE10013335 A1 DE 10013335A1 DE 10013335 A DE10013335 A DE 10013335A DE 10013335 A DE10013335 A DE 10013335A DE 10013335 A1 DE10013335 A1 DE 10013335A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
guide
exhaust gas
ring
flow channel
adjusting
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Withdrawn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
DE10013335A
Other languages
English (en)
Inventor
Jozef Baets
Detlef Behrendt
Martin Seiler
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.)
Accelleron Industries AG
Original Assignee
ABB Turbo Systems AG
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 ABB Turbo Systems AG filed Critical ABB Turbo Systems AG
Priority to DE10013335A priority Critical patent/DE10013335A1/de
Priority to CZ20023107A priority patent/CZ298199B6/cs
Priority to PCT/CH2001/000139 priority patent/WO2001069044A1/de
Priority to US10/221,661 priority patent/US6824355B2/en
Priority to AU2001235307A priority patent/AU2001235307A1/en
Priority to DE50105028T priority patent/DE50105028D1/de
Priority to JP2001567904A priority patent/JP4526055B2/ja
Priority to CNB018096476A priority patent/CN1304733C/zh
Priority to EP01907304A priority patent/EP1264079B1/de
Priority to KR1020027012037A priority patent/KR100751743B1/ko
Priority to TW090105541A priority patent/TW513516B/zh
Publication of DE10013335A1 publication Critical patent/DE10013335A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

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
    • 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
    • F01D17/162—Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits by means of nozzle vanes for axial flow, i.e. the vanes turning around axes which are essentially perpendicular 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
    • F05D2250/30—Arrangement of components
    • F05D2250/33—Arrangement of components symmetrical

Landscapes

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

Abstract

Der Leitapparat (5) dient der Lageänderung der Leitschaufeln (6) einer axial angeströmten Abgasturbine eines Turboladers. Die Leitschaufeln (6) sind in einem Abgas (15) führenden Strömungskanal (14) axialsymmetrisch zur Turbinenachse (1) angeordnet und können mit einer Schwenkvorrichtung jeweils um eine radial geführte Achse (8) geschwenkt werden. An jede der Leitschaufeln (6) ist ein durch eine Gehäusewand radial nach außen aus dem Strömungskanal (14) geführter Schaufelschaft (18) eingesetzt. Der Schaufelschaft (18) ist mit seinem nach außen geführten Teil um die Schwenkachse (8) drehbar gelagert. Die Schwenkvorrichtung enthält einen außerhalb des Strömungskanals (14) angeordneten und um die Turbinenachse (1) drehbaren Stellring (19) sowie Drehmoment vom Stellring (19) auf den Schaufelschaft (18) jeder Leitschaufel (6) übertragenden Stellhebel (20). DOLLAR A Dieser Leitapparat zeichnet sich auch bei erschwerten Betriebsbedingungen durch große Zuverlässigkeit aus.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Bei der Erfindung wird ausgegangen von einem Leitapparat nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Dieser Leitapparat ist einer axial angeströmten Abgasturbine vorgeschaltet und weist in einem abgasführenden Strömungskanal axialsymmetrisch zur Turbinenachse angeordnete Leitschaufeln auf, welche jeweils um eine radial geführte Achse schwenkbar sind, und eine die Leitschaufeln um die Schwenkachse verstellende Schwenkvorrichtung. Mit einem solchen Leitapparat kann durch Schwenken der Leitschaufeln die Grösse der vom Abgas durchströmten Querschnittsfläche des Strömungskanals verändert werden und kann die Abgasturbine so in besonders vorteilhafter Weise an sich verändernde Abgasströmungen angepasst werden, wie sie etwa bei Teillastbetrieb eines das Abgas liefernden Verbrennungsmotors auftreten.
STAND DER TECHNIK
Ein derartiger Leitapparat ist beispielsweise in EP 0 131 719 B1, insbesondere Ausführungsform gemäss den Fig. 3 bis 5, beschrieben. Bei diesem Leitapparat ist konzentrisch zum Turbinenlaufrad ein in einer Richtung beständig mit einer Verstellkraft beaufschlagter Verstellring vorgesehen, welcher im Strömungskanal radial aussen angeordnet ist. Jede der Leitschaufeln ist um eine radial ausgerichtete und im Bereich der Schaufelvorderkante befindliche Achse schwenkbar. Die Hinterkante jeder Leitschaufel liegt an einer Stirnfläche des Verstellrings an. Durch Verstellen des Verstellring parallel zur Turbinenachse können so die Leitschaufeln zwischen zwei Endstellungen geschwenkt werden, und es kann so eine gleichförmige Anströmung des Turbinenlaufrads erreicht werden. In Abhängigkeit von der Stärke der Abgasströmung stellen sich die Leitschaufeln automatisch in die jeweils günstigste Winkelstellung ein.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung, wie sie in den Patentansprüchen definiert ist, löst die Aufgabe, einen Leitapparat der eingangs genannten Art anzugeben, welcher sich trotz einfachen Aufbaus auch bei erschwerten Betriebsbedingungen durch grosse Zuverlässigkeit auszeichnet.
Beim Leitapparat nach der Erfindung ist an jede der Leitschaufeln ein durch eine Gehäusewand radial nach aussen aus dem Strömungskanal geführter Schaufelschaft angesetzt und ist der Schaufelschaft mit seinem nach aussen geführten Teil um die Schwenkachse drehbar gelagert. Hierdurch und durch einen ausserhalb des Strömungskanals angeordneten und um die Turbinenachse drehbaren Stellring sowie Drehmoment vom Stellring auf den Schaufelschaft jeder Leitschaufel übertragende Stellhebel wird erreicht, dass abgesehen von den Leitschaufeln praktisch alle anderen Teile des Leitapparats ausserhalb des heisse und gegebenenfalls äusserst aggressive Abgase führenden Strömungskanals angeordnet sind. Der Leitapparat zeichnet sich daher durch eine grosse Betriebssicherheit und eine lange Lebensdauer aus und kann zudem in äusserst einfacher Weise mit Verstellkraft beaufschlagt werden.
Es ist empfehlenswert, den Schaufelschaft derart an die Leitschaufel anzusetzen, dass die Schwenkachse zwischen der Vorderkante und einer die Schaufeldruckpunkte verbindenden Linie der Leitschaufel verläuft. Die Schaufeln sind dann stets mit einem durch die Abgasströmung erzeugten definierten Drehmoment belastet. Bei bestimmten Betriebsbedingungen sonst möglicherweise entstehendes Schwingen der Leitschaufel kann so mit Sicherheit vermieden oder zumindest wesentlich unterdrückt werden. Bei Ausfall des Leitapparates werden die Leitschaufeln dann durch die Abgasströmung geöffnet, wodurch die Drehzahl des Abgasturbine herabgesetzt und ein Überdrehen vermieden wird.
Unerwünscht grosse Lagerkräfte werden vermieden, wenn der nach aussen geführte Teil des Schaufelschafts auf zwei radial gegeneinander versetzt angeordneten Lagerstellen gehalten ist. Die Lagerstellen sind mit Vorteil in einem als Tragring ausgebildeten Bauteil der Gehäusewand angeordnet. Der Tragring und die an den Lagerstellen schwenkbar geführten Leitschaufeln können dann äusserst einfach in die Abgasturbine eingebaut oder - falls erwünscht - in einfacher Weise leicht ausgebaut . werden. Da geringe Lagerkräfte an den beiden Lagerstellen dann mit Sicherheit gewährleistet sind, wenn die Lagerstellen weit auseinanderliegen, weist der Tragring in radialer Richtung eine grosse Bauhöhe auf. Da er an seiner Innenseite wegen der im Strömungskanal geführten heissen Abgase stark erwärmt wird, an seiner Aussenseite jedoch mit Umgebungsluft in Kontakt kommt, ist der Tragring grossen thermischen Belastungen ausgesetzt. Diese thermischen Belastungen können stark reduziert werden durch einen den Strömungskanal nach aussen begrenzenden Entlastungsring.
Um eine einfache und sichere Verstellung der Leitschaufeln zu gewährleisten, sollten die im Leitapparat nach der Erfindung vorgesehenen Stellhebel an ihren einen Enden jeweils mit dem Schaufelschaft verbunden sein und an ihren anderen Ende in einer Nut des Stellrings geführt sein. Dies lässt sich mit einfachen Mitteln mit Vorteil dadurch erreichen, dass der Stellhebel auf den Schaufelschaft aufgesteckt ist, und dass am Stellhebel ein auf dem Stellring abgestützter Abstandshalter befestigt ist. Der Abstandshalter sorgt dann dafür, dass unabhängig von der Position des Stellhebels stets eine sichere und gute Kraftübertragung vom Stellring auf den Schaufelschaft gewährleistet ist, und dass Selbsthemmung des Leitapparates nach der Erfindung mit Sicherheit vermieden wird. Beim Fehlen eines Abstandshalters könnte sich der Stellhebel während des Betriebs des Leitapparats aufgrund von äusseren Kräften, wie beispielsweise Motorschwingungen, sonst vom Schaufelschaft weg in Richtung Stellring verschieben. Beim Verstellen des Leitapparates müsste der Stellring dann den Stellhebel gegen die grossen Reibungskräfte der Steckverbindung zurückschieben, was zum Klemmen und zur Selbsthemmung des Leitapparates führen könnte. Eine sichere und gute Kraftübertragung ist auch dann gewährleistet, wenn der Stellhebel auf den Schaufelschaft aufgesteckt ist, und wenn am Stellhebel ein den Schaufelschaft hintergreifendes Sicherungselement befestigt ist. Diese Kraftübertragung zeichnet sich durch eine besonders hohes Mass an Sicherheit aus, da im Unterschied zum Abstandshalter das Sicherungselement während des Betriebs des Leitapparates nur mit relativ geringen Formänderungskräften belastet wird. In jedem Fall ist es jedoch sehr zu empfehlen, den Stellhebel an seinem in der Nut des Stellrings geführten Ende nach Art eines Kugelkopfes auszubilden, da dann Kraft bzw. Drehmoment vom Stellring praktisch spielfrei auf den Schaufelschaft übertragen wird. Aus Gründen der Platzersparnis empfiehlt es sich, jeden der Stellhebel zwischen den beiden Lagerstellen mit dem Lagerschaft zu verbinden.
Einer Selbsthemmung des Leitapparats nach der Erfindung wird auch durch Lagerung des Stellrings mit seiner Aussenfläche auf Wälzkörpern erfolgreich entgegengetreten. Vorzugsweise sind diese Wälzkörper als am Tragring schwenkbar gelagerte, einarmige Hebel ausgeführt, in deren vom Tragring abgewandten Enden jeweils eine am Stellring befestigte Führungsnocke eingreift. Zugleich sind in diesen Enden Führungsnuten eingeformt, welche jeweils einen Abschnitt des Stellrings führen. Diese Führungsnuten weisen jeweils einen auf der Aussenfläche des Stellrings aufliegenden, gegenläufig zur Aussenfläche gekrümmten Nutgrund auf, auf weichem sich ein Abschnitt der Aussenseite des Rings abwälzen kann.
Ist in den Tragring ein mit einer Kühlmittelquelle verbindbarer Kühlkanal eingeformt, welcher über die Gehäusedurchführungen der Schaufelschäfte in den Strömungskanal geführt ist, so werden Lebensdauer und Betriebssicherheit des Leitapparates nach der Erfindung zusätzlich erhöht. Zugleich kann hierdurch das Austreten von heissem und aggressivem Abgas aus dem Strömungskanal mit grosser Sicherheit vermieden werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Hierbei zeigt:
Fig. 1 eine Aufsicht auf einen längs der Turbinenachse geführten Schnitt durch den Turbinenteil eines Abgasturboladers mit einer ersten Ausführungsform des Leitapparats nach der Erfindung,
Fig. 2 einen vergrössert dargestellten Ausschnitt aus Fig. 1,
Fig. 3 eine Draufsicht auf einen Stellhebel einer zweiten Ausführungsform des Leitapparates nach der Erfindung und
Fig. 4 eine Draufsicht in Richtung eines Pfeils IV auf das Gaseintrittsgehäuse und den Leitapparat des Turbinenteils gemäss Fig. 1 in perspektivischer Darstellung.
WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
In allen Figuren beziehen sich gleiche Bezugszeichen auf gleichwirkende Teile. In Fig. 1 ist von einem Abgasturbolader lediglich das Turbinenteil mit einer Abgasturbine dargestellt. Diese Abgasturbine weist einen um eine Achse 1 drehbaren Rotor 2 mit einem Turbinenlaufrad und daran befestigten Laufschaufeln 3 auf sowie ein Turbinengehäuse 4 und ein Leitapparat 5 mit einem axialsymmetrisch zur Turbinenachse 1 angeordneten Kranz von verstellbaren Laufschaufeln 6 und mit einer Schwenkvorrichtung 7. Die Leitschaufeln können jeweils durch Drehen um eine in radialer Richtung geführte Achse 8 in beliebige Winkelpositionen zwischen zwei Endstellungen geschwenkt werden.
Der Rotor 2 ist in gasdichter Weise aus dem Gehäuse 4 zu einer nicht dargestellten Lagerstelle geführt und trägt an seinem links gelegenen Ende ein aus der Fig. 1 ebenfalls nicht mehr ersichtliches Verdichterrad.
Das Turbinengehäuse 4 enthält ein Gaseintrittsgehäuse 9 mit einer axialsymmetrisch angeordneten Eintrittsöffnung 10 und ein Gasaustrittsgehäuse 12 mit einer radial ausgerichteten Austrittsöffnung 13. Zwischen Ein- und Austrittsöffnung erstreckt sich ein vom Turbinengehäuse begrenzter Strömungskanal 14. Durch die Eintrittsöffnung wird mittels Pfeilen symbolisiertes heisses Abgas 15 aus einer nicht dargestellten Abgasquelle, insbesondere einem Verbrennungsmotor, zugeführt. Dieses heisse Abgas wird zunächst in einem in Richtung der Turbinenachse 1 ausgerichteten Abschnitt des Strömungskanals 14 geführt. In diesem Abschnitt wird das Abgas über die Leitschaufeln 6 und die Laufschaufeln 3 geführt. Stromabwärts der Laufschaufeln tritt das Abgas in einen durch das Gasaustrittsgehäuse 12 begrenzten Abschnitt des Strömungskanals 14 ein, in welchem es von der Achse 1 nach aussen weggeführt und über die Austrittsöffnung 13 schliesslich aus dem Turbinengehäuse 4 entfernt wird.
Aus Fig. 2 sind die Einzelheiten des Leitapparats 5 ersichtlich. Der Leitapparat ist an einem zwischen dem Gaseintritts- 9 und dem Gasaustrittsgehäuse 12 mittels Schrauben eingespannten Tragring 16 gehalten. Zwischen den beiden Gehäusen 9 und 12 ist ferner ein vom Tragring 16 thermisch entkoppelter Entlastungsring 17 eingespannt, welcher den Strömungskanal 14 im Bereich der Leitschaufeln 6 radial nach aussen begrenzt und dadurch den Tragring 16 gegenüber der direkten Wirkung der heissen Abgase abschirmt und damit thermisch entlastet. Ein an jede der Leitschaufeln 6 angesetzter Schaufelschaft 18 ist durch die als Gehäusewand wirkenden Ringe 17 und 16 radial nach aussen aus dem Strömungskanal 14 geführt. Der Schaufelschaft ist mit seinem nach aussen geführten Teil um die Schwenkachse 8 drehbar gelagert. Die Drehbewegung wird eingeleitet durch einen ausserhalb des Strömungskanals 14 angeordneten und um die Turbinenachse drehbaren Stellring 19 sowie Drehmoment vom Stellring 19 auf den Schaufelschaft 18 jeder Leitschaufel übertragende Stellhebel 20.
Ersichtlich ist der Schaufelschaft 19 derart an die Leitschaufel 6 angesetzt, dass die Schwenkachse 8 zwischen der Vorderkante 21 und einer die Schaufeldruckpunkte verbindenden Linie 22 der Leitschaufel verläuft. Hierdurch ist sichergestellt, dass die Abgasströmung die Leitschaufel 6 stets mit einem definierten Drehmoment belastet, wodurch unerwünschtes Flattern und Schwingen der Leitschaufel während des Betriebs der Abgasturbine weitgehend unterdrückt werden.
Der nach aussen geführte Teil des Schaufelschafts 18 ist an zwei radial gegeneinander versetzt angeordneten Stellen 23, 24 gelagert. Die beiden Lagerstellen 23, 24 sind in dem als Abschnitt des Gehäuses 4 verwendeten Tragring 16 angeordnet. Da sich zwischen Tragring 16 und Strömungskanal 14 der Entlastungsring 17 befindet, kann der Tragring 16 in radialer Richtung gross bemessen werden, ohne dass zu befürchten ist, dass er unerwünscht hohen thermischen Spannungen ausgesetzt ist. Die beiden Lagerstellen 23 und 24 können daher relativ weit gegeneinander in radialer Richtung versetzt angeordnet sein, wodurch von den Lagerstellen grosse Lagerkräfte ferngehalten werden.
Der Stellhebel 20 ist an seinem einen Ende durch Stecken mit dem Schaufelschaft 18 verbunden. Bei der in Fig. 2 dargestellten Steckverbindung weist das Ende des Schaufelschafts 18 zwei nach Art von Gabelzinken angeordnete Klauen auf, welche auf zwei planparallel geführten Halteflächen des Stellhebels 20 aufgesteckt sind. Die Halteflächen sind zwischen den beiden Lagerstellen 23, 24 angeordnet. Es kann so in radialer Richtung Platz eingespart werden. An seinem anderen Ende ist der Stellhebel 20 in einer Nut 25 des Stellrings 19 geführt. Diese Nut ist begrenzt durch zwei im wesentlichen radial geführte Nutwände, welche in Umfangsrichtung des Stellrings gesehen einen Abstand voneinander haben, der etwas grösser ist als der Durchmesser des Stellhebels 20. Auch die Tiefe der Nut ist etwas grösser bemessen als der Durchmesser des Stellhebels 20. Durch diese Bemessung der Nut 25 ist eine klemmfreie Führung des Stellhebels 20 beim Ausführen einer durch Drehen des Stellrings 19 bewirkten Schwenkbewegung um die Schwenkachse 8 sichergestellt. Durch einen am Stellhebel 20 befestigten und auf dem Stellring 19 abgestützten Abstandshalter 26 ist gewährleistet, dass die Steckverbindung zwischen Stellhebel 20 und Schaufelschaft 18 bei der Ausführung der Schwenkbewegung nicht beeinträchtigt wird.
In Fig. 3 ist ein Stellhebel 20 einer weiteren Ausführungsform des Leitapparats nach der Erfindung dargestellt. Auch dieser Stellhebel ist auf den Schaufelschaft 18 aufgesteckt. Im Unterschied zum zuvor beschriebenen Stellhebel ist an diesem Stellhebel jedoch ein aus einem Stahlblech geformtes, blattförmiges Sicherungselement 33 befestigt. Dieses Sicherungselement weist ein elastisch verformbares, gabelförmig ausgebildetes Ende 34 auf. Beim Aufstecken des Stellhebels 20 auf den zylinderförmig ausgeführten Schaufelschaft wird die Gabel 34 zunächst aufgespreizt und hintergreift nach Beendigung des Aufsteckvorganges den Schaufelschaft 18 unter Bildung einer Spreizverbindung. Um dem Stellhebel in radialer Richtung möglichst spielfrei zu halten, sind in den zylinderförmig ausgeführten Schaufelschaft 18 lediglich im Bereich der Steckverbindung mit dem Stellhebel 20 zwei aus Fig. 3 ersichtliche, plan geführte Seitenflächen eingeformt. Die Momentübertragung vom Stellring 19 auf den Schaufelschaft zeichnet sich durch ein besonders hohes Mass an Sicherheit aus, da im Unterschied zum Abstandshalter 26 das Sicherungselement 33 während des Betriebs des Leitapparates nur mit relativ geringen Formänderungskräften belastet wird.
Aus Fig. 3 ist auch ersichtlich, dass der Stellhebel 20 an seinem in der Nut 25 des Steilrings 19 geführten Ende nach Art eines Kugelkopfes 35 ausgebildet ist. Eine hierbei zumindest abschnittsweise vorhandene Kugelfläche 36 wälzt sich bei einer durch Drehen des Stellrings 19 hervorgerufenen Schwenkung des Stellhebels 20 um die Schwenkachse 8 vorwiegend auf den Seitenflächen der Nut 25 ab. Kraft bzw. Drehmoment kann so praktisch spielfrei vom Stellring 19 auf den Schaufelschaft 18 übertragen werden. Diese vorteilhafte Ausbildung und Führung des Stellhebels in der Nut 25 kann auch beim zuvor im Zusammenhang mit Fig. 2 beschriebenen Stellhebel 20 vorgesehen werden.
Der Stellring 19 ist mit seiner Aussenfläche auf Wälzkörpern gelagert. Wie insbesondere aus Fig. 3 ersichtlich ist, sind diese Wälzkörper als am Tragring 16 schwenkbar gelagerte einarmige Hebel 27 ausgeführt. An dem vom Tragring 16 abgewandten Ende jedes Hebels 27 ist eine Kulisse vorgesehen, in die eine am Stellring 16 befestigte Führungsnocke 28 eingreift. Ferner ist in dieses Ende des Hebels auch eine der Aufnahme eines Abschnitts des Stellrings 19 dienende Führungsnut 29 eingeformt mit einem auf der Aussenfläche des Stellrings aufliegenden, gegenläufig zur Aussenfläche gekrümmten und als Wälzfläche dienendem Nutgrund. Bei einer über eine Fremdsteuerung und einen Hebel 30 eingeleiteten Drehung des Stellringes 19 wälzen sich die in den Nuten 29 geführten Abschnitte der Aussenfläche des Stellrings 19 bei gleichzeitigem Schwenken der Hebel 27 auf dem Nutgrund ab. Eine Selbsthemmung des Stellrings 16 während einer Drehbewegung wird so mit Sicherheit vermieden.
Aus Fig. 2 ist ersichtlich, dass in den Tragring 16 ein Kanal 31 eingeformt ist. Dieser Kanal kann nach Entfernen einer Verschlusskappe 32 (Fig. 3) mit einer Kühlmittelquelle, etwa dem Ausgang eines Ladeluftkühlers, verbunden werden. Der Kanal 31 ist über die Gehäusedurchführungen für die Schaufelschäfte 18 in den Strömungskanal 14 geführt. Im Kanal geführte Druckluft sorgt für eine wirksame Kühlung des Leitapparates 5 und verhindert durch Überströmen in den Strömungskanal 14 das Eintreten von heissen Abgasen in den Leitapparat.
Bezugszeichenliste
1
Turbinenachse
2
Rotor
3
Laufschaufeln
4
Turbinengehäuse
5
Leitapparat
6
Leitschaufel
7
Schwenkvorrichtung
8
Schwenkachse
9
Gaseintrittsgehäuse
10
Eintrittsöffnung
12
Gasaustrittsgehäuse
13
Austrittsöffnung
14
Strömungskanal
15
Abgasströmung
16
Tragring
17
Entlastungsring
18
Schaufelschaft
19
Stellring
20
Stellhebel
21
Vorderkante
22
Linie der Druckpunkte
23
,
24
Lagerstellen
25
Nut
26
Abstandshalter
27
Hebel
28
Führungsnocke
29
Führungsnut
30
Hebel
31
Kühlkanal
32
Verschlusskappe
33
Sicherungselement
34
gabelförmiges Ende
35
Kugelkopf
36
Kugelfläche

Claims (13)

1. Leitapparat (5) für eine axial angeströmte Abgasturbine, insbesondere eines Turboladers, mit Leitschaufeln (6), welche in einem Abgas (15) führenden Strömungskanal (14) axialsymmetrisch zur Turbinenachse (1) angeordnet und jeweils um eine radial geführte Achse (8) schwenkbar sind, und mit einer die Leitschaufeln (6) um die Schwenkachse (8) verstellenden Schwenkvorrichtung (7), dadurch gekennzeichnet, dass an jede der Leitschaufeln (6) ein durch eine Gehäusewand radial nach aussen aus dem Strömungskanal (14) geführter Schaufelschaft (18) angesetzt ist, dass der Schaufelschaft (18) mit seinem nach aussen geführten Teil um die Schwenkachse (8) drehbar gelagert ist, und dass die Schwenkvorrichtung (7) einen ausserhalb des Strömungskanals (14) angeordneten und um die Turbinenachse (1) drehbaren Stellring (19) sowie Drehmoment vom Stellring (19) auf den Schaufelschaft (18) jeder Leitschaufel (6) übertragende Stellhebel (20) aufweist.
2. Leitapparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaufelschaft (18) derart an die Leitschaufel (6) angesetzt ist, dass die Schwenkachse (18) zwischen der Vorderkante (21) und einer Schaufeldruckpunkte verbindenden Linie (22) der Leitschaufel (6) verläuft.
3. Leitapparat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der nach aussen geführte Teil des Schaufelschafts (18) auf zwei radial gegeneinander versetzt angeordneten Stellen (23, 24) gelagert ist.
4. Leitapparat nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Lagerstellen (23, 24) in einem als Tragring (16) ausgebildeten Bauteil der Gehäusewand angeordnet sind.
5. Leitapparat nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragring (16) durch einen den Strömungskanal (14) nach aussen begrenzenden Entlastungsring (17) thermisch entlastet ist.
6. Leitapparat nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Stellhebel (20) an seinem einen Ende mit dem Schaufelschaft (18) lösbar verbunden ist und an seinem anderen Ende in einer Nut (25) des Stellrings (19) geführt ist.
7. Leitapparat nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Stellhebel (20) auf den Schaufelschaft (18) aufgesteckt ist, und dass am Stellhebel (20) ein auf dem Stellring (19) abgestützter Abstandshalter (26) befestigt ist.
8. Leitapparat nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Stellhebel (20) auf den Schaufelschaft (18) aufgesteckt ist, und dass am Stellhebel (20) ein den Schaufelschaft (18) hintergreifendes Sicherungselement (33) befestigt ist.
9. Leitapparat nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Stellhebel (20) an seinem in der Nut (25) des Stellrings (19) geführten Ende nach Art eines Kugelkopfes (35) ausgebildet ist.
10. Leitapparat nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Stellhebel (20) zwischen den beiden Lagerstellen (23, 24) mit dem Schaufelschaft (18) verbunden ist.
11. Leitapparat nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Stellring (19) mit seiner Aussenfläche auf Wälzkörpern gelagert ist.
12. Leitapparat nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzkörper als am Tragring (16) schwenkbar gelagerte, einarmige Hebel (27) ausgeführt sind, in deren vom Tragring (16) abgewandten Enden jeweils eine am Stellring (19) befestigte Führungsnocke (28) eingreift sowie eine der Aufnahme eines Abschnitts des Stellrings (19) dienende Führungsnut (29) eingeformt ist mit einem auf der Aussenfläche des Stellrings aufliegenden, gegenläufig zur Aussenfläche gekrümmten und als Wälzfläche dienenden Nutgrund.
13. Leitapparat nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass in den Tragring (16) ein mit einer Kühlmittelquelle verbindbarer Kühlkanal (31) eingeformt ist, welcher über die Gehäusedurchführungen der Schaufelschäfte (18) in den Strömungskanal (14) geführt ist.
DE10013335A 2000-03-17 2000-03-17 Leitapparat für eine axial durchströmte Abgasturbine Withdrawn DE10013335A1 (de)

Priority Applications (11)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10013335A DE10013335A1 (de) 2000-03-17 2000-03-17 Leitapparat für eine axial durchströmte Abgasturbine
CZ20023107A CZ298199B6 (cs) 2000-03-17 2001-03-06 Soustava rozvádecích lopatek pro turbínu na výfukové plyny s osovým proudením
PCT/CH2001/000139 WO2001069044A1 (de) 2000-03-17 2001-03-06 Leitapparat für eine axial durchströmte abgasturbine
US10/221,661 US6824355B2 (en) 2000-03-17 2001-03-06 Distributor for an exhaust gas turbine with an axial flow
AU2001235307A AU2001235307A1 (en) 2000-03-17 2001-03-06 Distributor for an exhaust gas turbine with an axial flow
DE50105028T DE50105028D1 (de) 2000-03-17 2001-03-06 Leitapparat für eine axial durchströmte abgasturbine
JP2001567904A JP4526055B2 (ja) 2000-03-17 2001-03-06 軸流排気タービンの案内翼装置
CNB018096476A CN1304733C (zh) 2000-03-17 2001-03-06 轴流式废气涡轮的喷口
EP01907304A EP1264079B1 (de) 2000-03-17 2001-03-06 Leitapparat für eine axial durchströmte abgasturbine
KR1020027012037A KR100751743B1 (ko) 2000-03-17 2001-03-06 축류 배기-가스 터빈용 디스트리뷰터
TW090105541A TW513516B (en) 2000-03-17 2001-03-09 Guide-vane system for an axial-flow exhaust-gas turbine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10013335A DE10013335A1 (de) 2000-03-17 2000-03-17 Leitapparat für eine axial durchströmte Abgasturbine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE10013335A1 true DE10013335A1 (de) 2001-09-20

Family

ID=7635318

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE10013335A Withdrawn DE10013335A1 (de) 2000-03-17 2000-03-17 Leitapparat für eine axial durchströmte Abgasturbine
DE50105028T Expired - Lifetime DE50105028D1 (de) 2000-03-17 2001-03-06 Leitapparat für eine axial durchströmte abgasturbine

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE50105028T Expired - Lifetime DE50105028D1 (de) 2000-03-17 2001-03-06 Leitapparat für eine axial durchströmte abgasturbine

Country Status (10)

Country Link
US (1) US6824355B2 (de)
EP (1) EP1264079B1 (de)
JP (1) JP4526055B2 (de)
KR (1) KR100751743B1 (de)
CN (1) CN1304733C (de)
AU (1) AU2001235307A1 (de)
CZ (1) CZ298199B6 (de)
DE (2) DE10013335A1 (de)
TW (1) TW513516B (de)
WO (1) WO2001069044A1 (de)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10311227A1 (de) * 2003-03-14 2004-09-30 Man B & W Diesel Ag Leitapparat
EP1669548A1 (de) * 2004-12-08 2006-06-14 ABB Turbo Systems AG Leitapparat für Abgasturbine
EP2080871A1 (de) * 2008-01-15 2009-07-22 ABB Turbo Systems AG Leitvorrichtung für Schaufelverstellung
DE102007021448B4 (de) * 2006-05-18 2012-06-28 Man Diesel & Turbo Se Leitapparat für einen Abgasturbolader einer mit Schweröl betriebenen Hubkolben-Brennkraftmaschine
DE102015223257A1 (de) * 2015-11-25 2017-06-01 Volkswagen Aktiengesellschaft Abgasturbine, Abgasturbolader, Brennkraftmaschine und Kraftfahrzeug
EP3376005A1 (de) * 2017-03-17 2018-09-19 Hamilton Sundstrand Corporation Luftturbinenstarter mit automatisierten variablen einlassschaufeln
DE102007021340B4 (de) * 2006-05-18 2021-06-02 Man Energy Solutions Se Leitapparat für einen Abgasturbolader einer mit Schweröl betriebenen Hubkolben-Brennkraftmaschine

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2519327A1 (en) * 2003-03-19 2004-09-30 British Telecommunications Public Limited Company Flexible multi-agent system architecture
GB2402180B (en) * 2003-05-30 2006-09-20 Rolls Royce Plc Variable stator vane actuating levers
DE102004038748A1 (de) * 2004-08-10 2006-02-23 Daimlerchrysler Ag Abgasturbolader für eine Brennkraftmaschine
DE102005027890B4 (de) * 2005-06-16 2007-05-03 Man Diesel Se Abgasturbolader für eine Brennkraftmaschine
CH698928B1 (de) * 2006-05-18 2009-12-15 Man Diesel Se Leitapparat für eine axial angeströmte Turbine eines Abgasturboladers.
CH700499B1 (de) * 2006-05-18 2010-09-15 Man Diesel & Turbo Se Leitapparat für eine Turbine eines Abgasturboladers sowie Abgasturbolader mit demselben.
DE102006039064B4 (de) * 2006-08-19 2020-06-25 Man Energy Solutions Se Abgasturbolader für eine Brennkraftmaschine
ES2374874T3 (es) 2006-12-20 2012-02-22 Abb Schweiz Ag Sistema para convertir calor de desecho a partir de una fuente de calor de desecho.
EP2126315B1 (de) * 2007-03-27 2010-06-02 ABB Turbo Systems AG Gehäuseisolation
US20110138805A1 (en) * 2009-12-15 2011-06-16 Honeywell International Inc. Conjugate curve profiles for vane arms, main-arms, and unison rings
US8468826B2 (en) * 2010-04-19 2013-06-25 Honeywell International Inc. Axial turbine wheel
US20110173972A1 (en) * 2010-06-14 2011-07-21 Robert Andrew Wade Internal Combustion Engine Cylinder Head With Integral Exhaust Ducting And Turbocharger Housing
US9874218B2 (en) * 2011-07-22 2018-01-23 Hamilton Sundstrand Corporation Minimal-acoustic-impact inlet cooling flow
DE102011119879A1 (de) * 2011-12-01 2013-06-06 Ihi Charging Systems International Gmbh Fluidenergiemaschine, insbesondere für einen Abgasturbolader eines Kraftwagens
IN2014DN07030A (de) * 2012-02-02 2015-04-10 Borgwarner Inc
CN105464711A (zh) * 2015-12-14 2016-04-06 中国北方发动机研究所(天津) 一种适合脉冲增压的新型轴流涡轮机
DE102016110269A1 (de) * 2016-06-03 2017-12-07 Man Diesel & Turbo Se Axialturbine eines Turboladers und Turbolader
DE102016114253A1 (de) * 2016-08-02 2018-02-08 Man Diesel & Turbo Se Axialturbine eines Turboladers und Turbolader
CN106437870B (zh) * 2016-08-31 2018-09-11 中车大连机车研究所有限公司 轴流涡轮增压器可调喷嘴装置
DE102017114608A1 (de) * 2017-06-30 2019-01-03 Man Diesel & Turbo Se Turbinenzuströmgehäuse einer Axialturbine eines Turboladers
JP6939682B2 (ja) * 2018-04-06 2021-09-22 トヨタ自動車株式会社 内燃機関
WO2019217979A1 (en) 2018-05-09 2019-11-14 Gaffoor Feizal Alli Turbocharger
CN112096658B (zh) * 2020-11-06 2021-01-22 中国航发上海商用航空发动机制造有限责任公司 航空发动机压气机及其可调静子叶片位置保持结构

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3623001C1 (de) * 1986-07-09 1987-07-09 Mtu Muenchen Gmbh Verstellvorrichtung fuer schwenkbare Leitschaufeln von Turbotriebwerken
DE4100224C2 (de) * 1991-01-07 1994-05-19 Daimler Benz Ag Halterung eines Diffusors einer Gasturbine in einem Turbinengehäuse

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE496713A (de) * 1949-07-01
DE1121885B (de) * 1960-06-14 1962-01-11 Daimler Benz Ag Leitschaufel-Verstellvorrichtung fuer Stroemungsmaschinen, insbesondere Gasturbinen
US4066694A (en) * 1971-02-09 1978-01-03 Pfizer Inc. 4-hydroxy-4-dedimethylamino-tetracyclines
GB1410481A (en) * 1972-01-12 1975-10-15 Lucas Industries Ltd Control vane arrangement for a turbine
CH558477A (de) * 1972-11-27 1975-01-31 Bbc Sulzer Turbomaschinen Verstellvorrichtung fuer drehbare leitschaufeln.
US4003675A (en) * 1975-09-02 1977-01-18 Caterpillar Tractor Co. Actuating mechanism for gas turbine engine nozzles
JPS597708A (ja) * 1982-07-07 1984-01-14 Hitachi Ltd 軸流機械における静翼取付角可変装置
DE3325756C1 (de) 1983-07-16 1984-09-13 Aktiengesellschaft Kühnle, Kopp & Kausch, 6710 Frankenthal Verstellbarer Leitapparat
JPH0352987Y2 (de) * 1984-10-04 1991-11-19
JPS61128342U (de) * 1985-01-31 1986-08-12
DE3516685A1 (de) * 1985-05-09 1986-11-13 Daimler-Benz Ag, 7000 Stuttgart Vorrichtung zur kuehlung des drahtlagers einer luftschaufelverstelleinrichtung einer gasturbine
JPS6369736U (de) * 1986-10-27 1988-05-11
US4979874A (en) * 1989-06-19 1990-12-25 United Technologies Corporation Variable van drive mechanism
US5553117A (en) * 1994-01-03 1996-09-03 Danny R. Peterson Vehicular communications system
DE19640872C2 (de) 1996-10-04 1999-07-01 Ind Fahrzeugtechnik Gmbh & Co Nocken für gebaute Nockenwelle

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3623001C1 (de) * 1986-07-09 1987-07-09 Mtu Muenchen Gmbh Verstellvorrichtung fuer schwenkbare Leitschaufeln von Turbotriebwerken
DE4100224C2 (de) * 1991-01-07 1994-05-19 Daimler Benz Ag Halterung eines Diffusors einer Gasturbine in einem Turbinengehäuse

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10311227B4 (de) * 2003-03-14 2005-03-31 Man B & W Diesel Ag Leitapparat
DE10311227A1 (de) * 2003-03-14 2004-09-30 Man B & W Diesel Ag Leitapparat
US7850421B2 (en) 2004-12-08 2010-12-14 Abb Turbo Systems Ag Stator arrangement for turbine
EP1669548A1 (de) * 2004-12-08 2006-06-14 ABB Turbo Systems AG Leitapparat für Abgasturbine
WO2006060925A1 (de) * 2004-12-08 2006-06-15 Abb Turbo Systems Ag Leitapparat für abgasturbine
DE102007021340B4 (de) * 2006-05-18 2021-06-02 Man Energy Solutions Se Leitapparat für einen Abgasturbolader einer mit Schweröl betriebenen Hubkolben-Brennkraftmaschine
DE102007021448B4 (de) * 2006-05-18 2012-06-28 Man Diesel & Turbo Se Leitapparat für einen Abgasturbolader einer mit Schweröl betriebenen Hubkolben-Brennkraftmaschine
CN101910566A (zh) * 2008-01-15 2010-12-08 Abb涡轮***有限公司 用于叶片调整的引导装置
WO2009090149A1 (de) * 2008-01-15 2009-07-23 Abb Turbo Systems Ag Leitvorrichtung für schaufelverstellung
US8251647B2 (en) 2008-01-15 2012-08-28 Abb Turbo Systems Ag Guide device
EP2080871A1 (de) * 2008-01-15 2009-07-22 ABB Turbo Systems AG Leitvorrichtung für Schaufelverstellung
DE102015223257A1 (de) * 2015-11-25 2017-06-01 Volkswagen Aktiengesellschaft Abgasturbine, Abgasturbolader, Brennkraftmaschine und Kraftfahrzeug
EP3376005A1 (de) * 2017-03-17 2018-09-19 Hamilton Sundstrand Corporation Luftturbinenstarter mit automatisierten variablen einlassschaufeln
US10767564B2 (en) 2017-03-17 2020-09-08 Hamilton Sunstrand Corporation Air turbine starter with automated variable inlet vanes

Also Published As

Publication number Publication date
EP1264079A1 (de) 2002-12-11
CZ20023107A3 (en) 2004-03-17
KR20020077535A (ko) 2002-10-11
US6824355B2 (en) 2004-11-30
DE50105028D1 (de) 2005-02-10
CZ298199B6 (cs) 2007-07-18
TW513516B (en) 2002-12-11
EP1264079B1 (de) 2005-01-05
AU2001235307A1 (en) 2001-09-24
KR100751743B1 (ko) 2007-08-27
WO2001069044A1 (de) 2001-09-20
US20030049120A1 (en) 2003-03-13
CN1429311A (zh) 2003-07-09
JP2003527521A (ja) 2003-09-16
CN1304733C (zh) 2007-03-14
JP4526055B2 (ja) 2010-08-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE10013335A1 (de) Leitapparat für eine axial durchströmte Abgasturbine
EP0224083B1 (de) Abgasturbolader
EP2002127B1 (de) Vordrall-leitvorrichtung
DE3874439T2 (de) Kompressor mit geteiltem gehaeuse.
DE2840336C2 (de) Dichtung für eine verstellbare Turbinenlaufschaufel
WO2006060925A1 (de) Leitapparat für abgasturbine
DE102012105402B4 (de) Verstellvorrichtung für einen Abgasturbolader
DE60112822T2 (de) Turbine mit veränderlicher Kapazität
EP1734231B1 (de) Turbolader mit variabler turbinengeometrie
DE4028328A1 (de) Vorrichtung zum steuern der spaltbreite zwischen den laufschaufelspitzen und einem stationaeren gehaeusemantelring eines gasturbinentriebwerks
DE69818589T2 (de) Positionierantriebsvorrichtung mit Spieleinstellung für variablen rohrförmigen Diffusor
DE2436004A1 (de) Brennstoffzufuehrungsrohr fuer gasturbinentriebwerk
DE3503695A1 (de) Pneumatik-achslager
EP1495210A1 (de) Turbolader mit mittel auf der welle zur axialen sicherung der besagten welle beim bersten des verdichterrades
DE3219127A1 (de) Abdichtung fuer stroemungsmaschinen
EP1977085A1 (de) Verstellbare leitvorrichtung
DE112017001114B4 (de) Düsenantriebsmechanismus, Turbolader und Turbolader mit variabler Kapazität
EP3333374A1 (de) Leitschaufelverstellung mit seitlich montiertem verstellhebel und zugehöriges verfahren zur herstellung der zugehörigen verbindung
DE10011441C2 (de) Gasdichtungsvorrichtung für einen Auflader mit variabler Leistung
DE10011440B4 (de) Abgasturbolader mit verstellbaren Düsenflügeln
EP3524778B1 (de) Hebelanbindung einer leitschaufelverstellung für strömungsmaschinen und zugehöriges herstellungsverfahren
DE102011103518A1 (de) Abblaseventil
DE602004006197T2 (de) Führungszusammenbau für aussenliegendes Lager einer verstellbaren Schaufel einer Turbomaschine
WO2011137984A1 (de) Verstellvorrichtung, insbesondere für leitschaufeln eines abgasturboladers
DE2643607C2 (de) Vorrichtung zur Übertragung und Ermittlung des wahren Schaufelanstellwinkels verstellbarer Leitschaufeln einer Turbomaschine, insbesondere eines Gasturbinentriebwerks

Legal Events

Date Code Title Description
OM8 Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law
8141 Disposal/no request for examination