DE10223407A1 - exhaust turbine - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Abgasturbine für einen Turbolader, deren Laufrad drehbar in einem Turbinengehäuse mit einem spiralförmigen Einlaßkanal gelagert ist, an den sich ein das Laufrad umgebender Ringraum anschließt, wobei nahe dem äußeren Umfang des Laufrades in einem axial versetzten Ringspalt zwischen dem Turbinengehäuse und einer Innenführung ein Leitgitter vorgesehen ist, das an seiner dem Ringraum abgewandten Stirnseite mit axial gerichteten Gleitzapfen fest verbunden ist, die durch Bohrungen einer gehäusefesten Kulisse greifen, und das mittels einer Schiebehülse, die auf die Enden der Gleitzapfen wirkt, axial in den Ringraum geschoben werden kann, wobei das Leitgitter Leitschaufeln zwischen zwei stirnseitigen Deckscheiben aufweist, von denen in einer Position des Leitgitters im Ringspalt die dem Ringraum zugewandte Deckscheibe den Ringspalt abdeckt, während bei einer Position des Leitgitters im Ringraum der Ringspalt von der anderen Deckscheibe geschlossen ist. DOLLAR A Es wird vorgeschlagen, dass die Gleitzapfen nach der Montage des Axialschiebers und der Schiebehülse auf der Innenführung mit der Schiebehülse stoffschlüssig verbunden werden.The invention relates to an exhaust gas turbine for a turbocharger, the impeller is rotatably mounted in a turbine housing with a spiral inlet channel to which an annular space surrounding the impeller connects, being close to the outer periphery of the impeller in an axially offset annular gap between the turbine housing and an inner guide a guide rail is provided, which is fixedly connected at its end facing away from the annular space with axially directed guide peg, which engage through bores of a housing-fixed link, and which can be pushed axially into the annular space by means of a sliding sleeve which acts on the ends of the guide pegs wherein the guide grid has guide vanes between two end cover plates, of which the cover plate facing the annular space covers the annular gap in a position of the guide grid in the annular gap, while in a position of the guide grid in the annular space of the annular gap is closed by the other cover plate. DOLLAR A It is proposed that the sliding pegs are materially connected after installation of the axial slide and the sliding sleeve on the inner guide with the sliding sleeve.
Description
Die Erfindung betrifft eine Abgasturbine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. The invention relates to an exhaust gas turbine according to the preamble of Claim 1.
Aus der DE 196 45 388 A1 ist eine Abgasturbine bekannt, bei der ein Leitgitter zwischen einem spiralförmigen Einlaßkanal und einem radialen Laufrad axial in einen Ringraum eingerückt werden kann. Hierzu dient ein Axialschieber, der an einer Stirnseite am Leitgitter angeformt ist und gleichzeitig als Deckscheibe für das Leitgitter dient. Er wird über einen radial gerichteten Gleitzapfen axial verstellt, der in einer als Kulisse dienenden axialen Längsnut eines Turbinengehäuses geführt ist. An seiner freien Stirnseite weist das Leitgitter eine zweite Deckscheibe auf, die in einer zurückgeschobenen Position des Leitgitters, in der sich das Leitgitter in einem Ringspalt zwischen dem Turbinengehäuse und einer Innenführung des Leitgitters befindet, den Ringspalt abdeckt und verhindert, dass Abgase unkontrolliert über den Ringspalt entweichen. In der ausgefahrenen Position, in der sich das Leitgitter im Ringraum befindet, verschließt der Axialschieber den Ringspalt bis auf ein zum Verstellen notwendiges Spiel. From DE 196 45 388 A1 an exhaust gas turbine is known in which a Leitgitter between a spiral inlet channel and a radial impeller can be axially engaged in an annulus. For this purpose, an axial slide, which serves on an end face on the guide grid is formed and at the same time as a cover plate for the guide grid serves. It is axial via a radially directed guide pin adjusted, serving in a serving as a backdrop axial longitudinal groove of a Turbine housing is guided. At its free front side has the Guide grille on a second cover disc, which in one pushed back position of the guide grid, in which the guide grid in a Annular gap between the turbine housing and an inner guide of the Leitgitters is located, covers the annular gap and prevents Exhaust gases escape uncontrolled through the annular gap. In the extended position, in which the guide grid is in the annulus, closes the axial slide the annular gap except for a Adjust necessary game.
Aus der DE 100 28 751 A1 ist ferner eine gattungsmäßige Abgasturbine bekannt, deren Leitgitter axial von zwei Deckscheiben begrenzt wird. An einer Deckscheibe ist ein Axialschieber angeformt, der an seinem freien Ende durch axial gerichtete Gleitzapfen in Ausnehmungen einer Kulisse geführt ist. Die Gleitzapfen ragen durch die Kulisse hindurch. Zum Verstellen des Axialschiebers wirkt eine Schiebehülse auf die freien Stirnflächen der Gleitzapfen. In der zurückgeschobenen Position des Leitgitters schließen die Deckscheiben und der sich an der inneren Deckscheibe anschließende Bereich des Axialschiebers den Ringspalt. In der ausgefahrenen Position wird der Ringspalt durch die innere Deckscheibe und den angrenzenden Bereich des Axialschiebers bis auf das zum Verstellen erforderliche Spiel verschlossen. From DE 100 28 751 A1 is also a generic exhaust gas turbine known whose Leitgitter is bounded axially by two cover plates. On a cover plate, an axial slide is formed on his free end by axially directed sliding pegs in recesses of a Scenery is led. The slide pegs protrude through the scenery therethrough. To adjust the axial slide acts on a sliding sleeve the free end faces of the sliding pegs. In the pushed back Position of the guide grille connect the cover disks and the itself the inner cover plate subsequent region of the axial slide the Annular gap. In the extended position of the annular gap is through the inner cover plate and the adjacent area of the Axial slide closed except for the game required for adjustment.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Leitgitter einfacher, klemmfrei und dauerhaft verstellen zu können. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale des Anspruchs gelöst. The invention is based on the object, the guide grid easier, can be adjusted without jamming and permanently. This task will solved according to the invention by the features of the claim.
Bei der Erfindung werden nach der Montage des Axialschiebers und der Schiebehülse auf der Innenführung die Gleitzapfen mit der Schiebehülse stoffschlüssig verbunden, z. B. durch Hartlöten, Schweißen oder Kleben. Beim Kleben muss der Kleber den hohen Betriebstemperaturen standhalten, oder die Verbindungsstelle muss in eine Zone verlegt werden, die entsprechend niedrige Betriebstemperaturen aufweist. Vorzugsweise werden die Gleitzapfen an ihren freien Stirnflächen durch Laser mit der Schiebehülse verschweißt. Die dabei entstehende Schweißzone ist so klein, dass die angrenzenden Bauteile sich weder verziehen noch in ihrem Gefüge nennenswert verändern. Da der Axialschieber und die Schiebehülse untrennbar miteinander verbunden sind, wirken sie wie ein Bauteil, so dass ohne weiteren Aufwand engere Toleranzen eingehalten werden können. Ferner ist eine dauerhafte, klemmfreie Funktion sichergestellt, zumal wenn die Stellkräfte über mehrere auf den Umfang verteilte Gleitzapfen übertragen werden. Schließlich beansprucht die erfindungsgemäße Gestaltung sehr wenig Bauraum. In the invention, after assembly of the axial slide and the Sliding sleeve on the inner guide the sliding peg with the Sliding sleeve materially connected, z. B. by brazing, welding or Glue. When gluing the glue must be at high operating temperatures withstand or the junction must be moved to a zone which has correspondingly low operating temperatures. Preferably, the guide pegs are at their free end faces welded by laser with the sliding sleeve. The resulting Welding zone is so small that the adjacent components are neither Distortive change in their structure significantly. Since the Axial slide and the sliding sleeve are inseparable, they act like a component, so that closer without further effort Tolerances can be maintained. Furthermore, a permanent, jam-free function ensured, especially if the restoring forces over several distributed on the circumference guide peg are transmitted. Finally, the design of the invention claimed very little Space.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Schiebehülse an einer Stoßfuge mit den Gleitzapfen einen inneren Zentrierrand aufweist, der die Gleitzapfen axial überlappt. Der Zentrierrand erleichtert einerseits die Montage und hält den Axialschieber und die Schiebehülse vor dem stoffschlüssigen Verbinden in einer ausgerichteten Lage und andererseits verhindert der Zentrierrand, dass flüssiger Werkstoff beim stoffschlüssigen Verbinden der Teile auf die Innenseite des Axialschiebers bzw. der Schiebehülse gelangt, die nach der Verbindung schlecht zu inspizieren ist. According to one embodiment of the invention, it is proposed that the Sliding sleeve on a butt joint with the sliding pins an inner Has centering edge, which overlaps the sliding pins axially. Of the On the one hand the centering edge facilitates the assembly and holds the Axial slide and the sliding sleeve before the cohesive connection in an aligned situation and on the other hand prevents the Zentrierrand that liquid material when cohesively joining the Parts on the inside of the axial slide or the sliding sleeve which is difficult to inspect after connection.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Further advantages result from the following Drawing description. In the drawing is an embodiment of the invention shown.
Die einzige Figur zeigt einen teilweisen Längsschnitt durch ein Turbinengehäuse einer Abgasturbine ohne Laufrad mit einem Leitgitter in einer zurück geschobenen Position. The single figure shows a partial longitudinal section through a Turbine housing of an exhaust turbine without impeller with a guide grille in a pushed back position.
In einem Turbinengehäuse 1 ist ein doppelflutiger, spiralförmiger Einlasskanal 13 vorgesehen, der in einen Ringraum 8 mündet. An diesen schließt sich in radialer Richtung nach innen ein nicht näher dargestelltes radiales Laufrad der Abgasturbine an, durch das die Abgase in einen axial gerichteten Auslasskanal 14 strömen. In einem Ringspalt 3 zwischen dem Turbinengehäuse 1 und einer Innenführung 4 ist ein ringförmiger Axialschieber 2 vorgesehen, der ein Leitgitter 9 mit Leitschaufeln 10 trägt. Die stirnseitigen Enden der Leitschaufeln 10 sind durch Deckscheiben 11 und 12 miteinander verbunden, von denen die innere Deckscheibe 12 mit dem Axialschieber 2 einstückig ausgebildet ist. Die Deckscheibe 12 bildet mit dem angrenzenden Bereich des Axialschiebers 2 einen im Querschnitt rechteckigen Ring, der im Ringspalt 3 mit einem geringen Spiel geführt ist und verhindert, dass nennenswerte Abgasmengen durch den Ringspalt 3 entweichen, wenn das Leitgitter 9 in eine ausgerückte Position geschoben ist und sich im Ringraum 8 befindet. In a turbine housing 1 , a double-flow, spiral inlet channel 13 is provided, which opens into an annular space 8 . This is followed in the radial direction inwardly by a not-shown radial impeller of the exhaust gas turbine, through which the exhaust gases flow in an axially directed outlet channel 14 . In an annular gap 3 between the turbine housing 1 and an inner guide 4 , an annular axial slide 2 is provided, which carries a guide grid 9 with vanes 10 . The front ends of the vanes 10 are connected to each other by cover plates 11 and 12 , of which the inner cover plate 12 is formed integrally with the axial slide 2 . The cover plate 12 forms with the adjacent region of the axial slide 2 a rectangular cross-section ring which is guided in the annular gap 3 with a small clearance and prevents significant amounts of exhaust gas escape through the annular gap 3 when the guide grid 9 is pushed into a disengaged position and is in the annular space 8 .
In der dargestellten zurückgezogenen Position des Axialschiebers 2 schließt die dem Ringraum 8 zugewandte Kontur 19 der Deckscheibe 11 mit der Kontur 18 des Einlasskanals 13 bündig ab, so dass die Strömung im befeuerten Betrieb nicht gestört wird. Ferner dichtet die Deckplatte 11 den Ringspalt 3 zusätzlich ab. Der mit den Leitschaufeln 10 versehene Bereich des Leitgitters 9 entspricht der axialen Erstreckung des Ringraums 8. In the illustrated retracted position of the axial slide 2 , the annular space 8 facing contour 19 of the cover plate 11 is flush with the contour 18 of the inlet channel 13 , so that the flow is not disturbed in the fired operation. Furthermore, the cover plate 11 additionally seals the annular gap 3 . The area provided with the vanes 10 of the guide baffle 9 corresponds to the axial extent of the annular space. 8
An dem Ende des Axialschiebers 2, das dem Leitgitter 9 abgewandt ist, sind mehrere auf den Umfang verteilte, axial gerichtete Gleitzapfen 6 angeformt, mit denen der Axialschieber 2 durch entsprechende Ausnehmungen 15 einer Kulisse 7 greift und in dieser quer zur Umfangsrichtung mit Spiel geführt ist. Da an dieser Stelle keine Abdichtung mehr erforderlich ist, kann das Spiel für eine kostengünstige Fertigung reichlich bemessen werden. Außerdem wird dadurch ein Klemmen des Axialschiebers 2 in der Kulisse 7 vermieden, die zweckmäßigerweise integraler Bestandteil der Innenführung 4 ist. Die freien Stirnflächen der Gleitzapfen 6 werden in einer Stoßfuge 16 stoffschlüssig, z. B. durch Hartlöten, Schweißen oder dgl., vorzugsweise durch Laserschweißen, mit der Schiebehülse 5 verbunden. Dies geschieht zweckmäßigerweise, wenn der Axialschieber 2 und die Schiebehülse 5 auf der Innenführung 4 montiert sind. Dabei werden sie durch einen inneren Zentrierrand 17 zueinander ausgerichtet und gehalten, bis sie fest miteinander verbunden sind. Der Zentrierrand 17 schützt außerdem den zur Stoßfuge 16 radialen inneren Bereich zwischen dem Axialschieber 2 und der Schiebehülse 5 einerseits und der Innenführung 4 anderseits gegenüber Stoffpartikel, die beim Schweißen an der Stoßfuge 16 austreten könnten. At the end of the axial slide 2 , which faces away from the guide grid 9 , a plurality of distributed on the circumference, axially directed guide pin 6 are formed, with which the axial slide 2 engages through corresponding recesses 15 of a link 7 and is guided in this transversely to the circumferential direction with play , Since no more sealing is required at this point, the game for a cost-effective production can be amply measured. In addition, this prevents jamming of the axial slide 2 in the link 7 , which is expediently an integral part of the inner guide 4 . The free end faces of the guide pin 6 are cohesively in a butt joint 16 , z. B. by brazing, welding or the like., Preferably by laser welding, connected to the sliding sleeve 5 . This is expediently done when the axial slide 2 and the sliding sleeve 5 are mounted on the inner guide 4 . They are aligned by an inner centering edge 17 to each other and held until they are firmly connected. The centering edge 17 also protects the radially to the joint 16 inner region between the axial slide 2 and the sliding sleeve 5 on the one hand and the inner guide 4 on the other hand against material particles that could escape during welding at the butt joint 16 .
Die Schiebehülse 5 wird nach Bedarf in Verstellrichtung 21 von der dargestellten zurück gezogenen Position in eine ausgerückte Position verstellt, in der sich das Leitgitter 9 im Ringraum 8 befindet. In dieser Position befindet sich die Deckscheibe 11 in einer Ausnehmung 20 und schließt zu den Leitschaufeln 10 hin etwa bündig mit der Kontur 18 des Einlasskanals 13 ab, so dass die Deckscheibe 11 die Strömung durch den Ringraum 8 nicht stört und die Abgase ausschließlich durch die Leitschaufeln 10 umgelenkt werden, die die axiale Erstreckung 16 des Ringraums 8 vollständig überdecken. The sliding sleeve 5 is adjusted as needed in the adjustment direction 21 from the position shown pulled back into a disengaged position in which the guide grid 9 is in the annular space 8 . In this position, the cover plate 11 is in a recess 20 and closes to the guide vanes 10 approximately flush with the contour 18 of the inlet channel 13 , so that the cover plate 11 does not interfere with the flow through the annulus 8 and the exhaust gases exclusively through the vanes 10 are deflected completely cover the axial extent 16 of the annular space 8 .
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