DE102009052982A1 - Variable Turbinen- und/oder Verdichtergeometrie - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine variable Turbinen- und/oder Verdichtergeometrie (1), mit einem Schaufellagerring (2), mit drehbar daran/darin gelagerten Leitschaufeln (3), und mit einem Verstellring (7) zum Verstellen der Leitschaufeln (3), wobei der Verstellring (7) über Führungsrollen (8) am Schaufellagerring (2) drehbar gelagert ist. Erfindungswesentlich ist dabei, dass zumindest eine der Führungsrollen (8) drehbar am Schaufellagerring (2) gelagert ist, und dass an zumindest einer Führungsrolle (8) eine Verliersicherung (9) vorgesehen ist, die die Führungsrolle (8) drehbar am Schaufellagerring (2) fixiert.
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft eine variable Turbinen- und/oder Verdichtergeometrie mit einem Schaufellagerring und drehbar daran bzw. darin gelagerten Leitschaufeln gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft außerdem eine mit einer derartigen variablen Turbinen- und/oder Verdichtergeometrie ausgestattete Ladeeinrichtung sowie ein Verfahren zur Montage einer derartigen variablen Turbinen- und/oder Verdichtergeometrie.
- Aus der
WO 2008/118833 - Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich daher mit dem Problem, für eine gattungsgemäße variable Turbinen- und/oder Verdichtergeometrie eine verbesserte oder zumindest eine alternative Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere durch eine einfache Montage sowie einen geringen Arbeitswiderstand auszeichnet.
- Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
- Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, eine Führungsrolle zum Führen eines Verstellrings an einem Schaufellagerring drehbar am Schaufellagerring zu lagern und an zumindest einer Führungsrolle eine Verliersicherung vorzusehen, die die Führungsrolle drehbar am Schaufellagerring fixiert. Durch die drehbare Lagerung der Führungsrolle am Schaufellagerring kann ein Verstellwiderstand zum Verstellen der variablen Turbinen- und/oder Verdichtergeometrie deutlich reduziert werden, da ein Rollwiderstand üblicherweise deutlich geringer ist als ein vergleichbarer Gleitwiderstand bei drehfest angeordneten Führungsrollen. Durch die zumindest eine Verliersicherung kann zudem die jeweils zugehörige Führungsrolle verliersicher am Schaufellagerring angeordnet werden und zwar insbesondere vor oder während der Montage des Verstellrings, wodurch die Montage der variablen Turbinen- und/oder Verdichtergeometrie und die weiteren Montageschritte insgesamt vereinfacht werden kann. Generell muss dabei nicht an jeder Führungsrolle eine zugehörige Verliersicherung vorgesehen sein, sondern üblicherweise lediglich an zumindest einer oder zwei, wobei die anderen Führungsrollen nach erfolgter Montage des Verstellringes über diesen in Axialrichtung fixiert sind.
- Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung, weist der Verstellring an seinem Innenumfang Ausnehmungen auf, die derart zu den Führungsrollen angeordnet sind, dass der Verstellring in Axialrichtung auf den Schaufellagerring aufsetzbar und in der Art eines Bajonettverschlusses an diesem fixierbar ist. Dies ermöglicht es, die Führungsrollen samt der zugehörigen Verliersicherungen vor dem Verstellring am Schaufellagerring zu montieren, wobei der Verstellring anschließend mit seinen Ausnehmungen derart zu den Führungsrollen positioniert werden kann, dass er axial über diese geschoben und anschließend verdreht werden kann, die Führungsrollen mit nicht ausgenommenen Innenumfangsbereichen des Verstellrings zusammenwirken und dadurch der Verstellring sowohl in Axial- als auch in Radialrichtung geführt ist. Anschließend können noch die Leitschaufeln am Schaufellagerring montiert und mit ihren Verstellhebeln in Eingriff mit dem Verstellring gebracht werden. Generell kann durch die erfindungsgemäßen am Innenumfang des Verstellrings vorgesehenen Ausnehmungen die Montage des Verstellrings am Schaufellagerring in der Art eines Bajonettverschlusses ausgestaltet und dadurch die Montage deutlich vereinfacht werden.
- Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
- Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
- Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
- Dabei zeigen, jeweils schematisch,
-
1 eine erfindungsgemäße variable Turbinen- und/oder Verdichtergeometrie in einer Ansicht, -
2 eine Schnittdarstellung durch die variable Turbinen- und/oder Verdichtergeometrie entlang der Schnittebene II-II. - Entsprechend der
1 , weist eine erfindungsgemäße variable Turbinen- und/oder Verdichtergeometrie1 einen Schaufellagerring2 auf, an welchem Leitschaufeln3 (vgl. insb.2 ) drehbar gelagert sind. Die Leitschaufeln3 durchstoßen dabei mit einem Schaufellagerzapfen4 den Schaufellagerring2 und greifen mit einem Verstellhebel5 in zugehörige Verstellausnehmungen6 an einem Verstellring7 ein. Durch ein Verdrehen des Verstellrings7 relativ zum Schaufellagerring2 werden somit sämtliche Verstellhebel5 und damit über die jeweiligen Schaufellagerzapfen4 auch die zugehörigen Leitschaufeln3 gleichmäßig verstellt. Um dabei einen Verstellwiderstand zum Verstellen der variablen Turbinen- und/oder Verdichtergeometrie1 so gering wie möglich zu halten, ist der Verstellring7 über drehbare Führungsrollen8 am Schaufellagerring2 gelagert. Zumindest einer der Führungsrollen8 ist dabei eine in der Art eines Kerbnagels ausgebildete Verliersicherung9 zugeordnet, die die Führungsrolle8 drehbar aber in Axialrichtung fest am Schaufellagerring2 fixiert. In Axialrichtung fest bedeutet hierbei selbstverständlich das Zulassen eines geringen, eine Verdrehung erlaubenden Spiels. - Betrachtet man die
2 , so kann man erkennen, dass zur drehbaren Anordnung der Führungsrolle8 am Schaufellagerring2 ein drehbar mit dem Schaufellagerring2 verbundener Stift10 vorgesehen ist, an welchem die jeweilige zugehörige Führungsrolle8 drehbar gelagert ist. Dabei weist der Stift10 eine radiale Stufe11 auf, die im Einbauzustand fluchtend zur Oberfläche des Schaufellagerrings2 angeordnet ist. Wie den1 und2 weiter zu entnehmen ist, weisen die einzelnen Führungsrollen8 jeweils eine Umfangsausnehmung12 auf, in welche der Verstellring7 mit seinem Innenumfang eingreift und dadurch sowohl in Radialrichtung als auch in Axialrichtung geführt ist. Die Verliersicherung9 gewährleistet dabei, dass die Führungsrolle8 nicht ungewollt vom Stift10 abrutscht, wobei über die an der Führungsrolle8 vorgesehene Umfangsausnehmung12 zugleich auch der Verstellring7 in Axialrichtung am Schaufellagerring2 fixiert werden kann. - Betrachtet man die
1 , so kann man erkennen, dass der Verstellring7 an seinem Innenumfang Ausnehmungen13 aufweist, die derart zur Lage der Führungsrollen8 angeordnet bzw. positioniert sind, dass der Verstellring7 in Axialrichtung auf den Schaufellagerring2 aufsetzbar und in der Art eines Bajonettverschlusses an diesem fixierbar ist. Generell sind dabei bei der gemäß der1 dargestellten variablen Turbinen- und/oder Verdichtergeometrie1 insgesamt fünf Führungsrollen8 vorgesehen, jedoch nur vier Ausnehmungen13 , wobei die Ausnehmung13' zumindest so groß ausgebildet ist, dass bei einer fluchtenden Anordnung der übrigen Ausnehmungen13 zu den jeweiligen Führungsrollen8 ein axiales Aufschieben des Verstellrings7 auf den Schaufellagerring2 möglich ist. - Die erfindungsgemäße variable Turbinen- und/oder Verdichtergeometrie
1 ist dabei auch vergleichsweise einfach zu montieren, in dem zunächst die einzelnen Führungsrollen8 über die zugehörigen Stifte10 drehbar am Schaufellagerring2 angeordnet werden. Anschließend werden zumindest zwei der Führungsrollen8 über jeweils eine zugehörige Verliersicherung9 am Schaufellagerring2 in Axialrichtung fixiert, wobei die Axialfixierung beispielsweise über einen an der Verliersicherung9 angeordneten Kopf14 erfolgen kann. Sind die einzelnen Führungsrollen8 am Schaufellagerring2 montiert und zumindest zwei der Führungsrollen8 zusätzlich mittels einer zugehörigen Verliersicherung9 fixiert, kann der Verstellring7 mit seinen am Innenumfang vorgesehenen Ausnehmungen13 ,13' derart zu den Führungsrollen8 positioniert werden, dass er in Axialrichtung über die Führungsrollen8 geschoben werden kann. Anschließend wird der Verstellring7 solange verdreht, bis die Führungsrollen8 mit nicht ausgenommenen Innenumfangsbereichen15 des Verstellrings7 zusammenwirken, so dass dieser in der Art eines Bajonettverschlusses mit dem Schaufellagering2 verbunden ist. Anschließend werden noch die Leitschaufeln3 über die Schaufellagerzapfen4 drehbar am Schaufellagerring2 montiert, wobei die Verstellhebel5 derart positioniert werden, dass sie mit Verstellausnehmungen6 am Verstellring7 zusammenwirken. - Generell kann mit der erfindungsgemäßen variablen Turbinen- und/oder Verdichtergeometrie
1 ein Verstellwiderstand zum Verstellen der Leitschaufeln3 der variablen Turbinen- und/oder Verdichtergeometrie1 deutlich reduziert werden, da die Führungsrollen8 tatsächlich drehbar am Schaufellagering2 angeordnet sind und dadurch nicht nur als Gleitlager fungieren. Zugleich kann durch die erfindungsgemäß vorgesehenen Ausnehmungen13 ,13' die Montage der variablen Turbinen- und/oder Verdichtergeometrie1 vereinfacht werden. Eingesetzt wird eine derartige variable Turbinen- und/oder Verdichtergeometrie1 üblicherweise in Ladeeinrichtung, insbesondere in Abgasturboladern bei Verbrennungsmotoren in Kraftfahrzeugen. - ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
-
- WO 2008/118833 [0002]
Claims (8)
- Variable Turbinen- und/oder Verdichtergeometrie (
1 ) mit – einem Schaufellagerring (2 ) mit drehbar daran/darin gelagerten Leitschaufeln (3 ), – einem Verstellring (7 ) zum Verstellen der Leitschaufeln (3 ), wobei der Verstellring (7 ) über Führungsrollen (8 ) am Schaufellagerring (2 ) drehbar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, – dass zumindest eine der Führungsrollen (8 ) drehbar am Schaufellagerring (2 ) gelagert ist, – dass an zumindest einer Führungsrolle (8 ) eine Verliersicherung (9 ) vorgesehen ist, die die Führungsrolle (8 ) drehbar am Schaufellagerring (2 ) fixiert. - Variable Turbinen- und/oder Verdichtergeometrie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Verliersicherung (
9 ) als Kerbnagel ausgebildet ist. - Variable Turbinen- und/oder Verdichtergeometrie nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstellring (
7 ) an seinem Innenumfang Ausnehmungen (13 ,13' ) aufweist, die derart zu den Führungsrollen (8 ) angeordnet sind, dass der Verstellring (7 ) in Axialrichtung auf den Schaufellagerring (2 ) aufsetzbar und in der Art eines Bajonettverschlusses fixierbar ist. - Variable Turbinen- und/oder Verdichtergeometrie nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur drehbaren Anordnung der Führungsrolle (
8 ) am Schaufellagerring (2 ) ein drehbar mit dem Schaufellagerring (2 ) verbundener Stift (10 ) vorgesehen ist, an welchem die jeweilige Führungsrolle (8 ) drehbar gelagert ist. - Variable Turbinen- und/oder Verdichtergeometrie nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Stift (
10 ) eine radiale Stufe (11 ) aufweist, die sich in Richtung des Schaufellagerrings (2 ) radial vergrößert und an der im Einbauzustand die Führungsrolle (8 ) anliegen kann. - Variable Turbinen- und/oder Verdichtergeometrie nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verliersicherung (
9 ) einen Kopf (14 ) aufweist, mit welchem die zugehörige Führungsrolle (8 ) in Axialrichtung am Schaufellagerring (2 ) fixiert ist. - Ladeeinrichtung, insbesondere ein Abgasturbolader, mit einer variablen Turbinen- und/oder Verdichtergeometrie (
1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche. - Verfahren zur Montage einer variablen Turbinen- und/oder Verdichtergeometrie (
1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei welchem – die Führungsrollen (8 ) über Stifte (10 ) drehbar am Schaufellagerring (10 ) angeordnet werden, – zumindest zwei Führungsrollen (8 ) über jeweils eine Verliersicherung (9 ) am Schaufellagerring (2 ) fixiert werden, – der Verstellring (7 ) mit seinen am Innenumfang vorgesehenen Ausnehmungen (13 ,13' ) derart zu den Führungsrollen (8 ) positioniert wird, dass er in Axialrichtung über die Führungsrollen (8 ) geschoben werden kann, – der Verstellring (7 ) verdreht wird, bis die Führungsrollen (8 ) mit nicht ausgenommenen Innenumfangsbereichen (15 ) des Verstellrings (7 ) zusammenwirken, – die Leitschaufeln (3 ) montiert werden, wobei die Verstellhebel (5 ) in zugehörige Ausnehmungen (6 ) eingreifen.
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