DE10238412A1 - Turbolader mit variabler Turbinengeometrie - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Turbolader mit variabler Turbinengeometrie, einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, mit an einem Leitschaufelträger (10) schwenkbar angeordneten Leitschaufeln (14) einer Turbine, denen jeweils ein Verstellhebel zugeordnet ist, und mit einem Verstellring, welcher mit den Verstellhebeln zusammenwirkt und durch Drehung relativ zum Leitschaufelträger eine Winkelstellung der Leitschaufeln relativ zu einer Strömungsrichtung kollektiv für alle Leitschaufeln verstellt. Hierbei ist der Verstellring an seiner radialen Innenfläche in mehreren, in Umfangsrichtung voneinander beabstandeten und bezüglich des Verstellringes radial innen liegend angeordneten Gleitlagern geführt.

Description

• Die Erfindung betrifft einen Turbolader mit variabler Turbinengeometrie, mit an einem Leitschaufelträger schwenkbar angeordneten Leitschaufeln einer Turbine, denen jeweils ein Verstellhebel zugeordnet ist, und mit einem Verstellring, welcher mit den Verstellhebeln zusammen wirkt und durch Drehung relativ zum Leitschaufelträger eine Winkelstellung der Leitschaufeln relativ zu einer Strömungsrichtung kollektiv für alle Leitschaufeln verstellt, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
• Aus der DE 100 13 335 A1 ist ein Turbolader bekannt, bei dem der Stellring an seiner Außenfläche auf Wälzkörpern gelagert ist. Diese Wälzkörper sind als an einem Tragring schwenkbar gelagerte, einarmige Hebel ausgebildet. Bei einer über eine Fremdsteuerung eingeleiteten Drehung des Stellringes wälzen sich die in Nuten geführten Abschnitte der Außenfläche des Stellringes bei gleichzeitigem Schwenken der einarmigen Hebel auf einem Nutgrund ab. Dies soll eine Selbsthemmung des Stellringes während einer Drehbewegung vermeiden.
• Aus der EP 0 160 460 A2 ist ein Turbolader mit verstellbarer Turbinengeometrie bekannt, bei dem der Verstellring mittels Rollen gelagert ist. Die Rollen sind an einer der Stirnflächen des Verstellringes angeordnet und überragen einen Außenumfang des Verstellringes in radialer Richtung. Der Stellring ist in einer ringförmigen Ausnehmung drehbar angeordnet, wobei die Rollen in eine Erweiterung der Ausnehmung in axialer Richtung greifen.
• Die zuvor beschriebenen Lagerungen für den Stellring sind jedoch mechanisch aufwendig, kostenintensiv, haben einen hohen Bauraumbedarf und sind mit einer hohen Anzahl von Einzelteilen verbunden.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Turbolader der obengenannten Art bzgl. seines mechanischen Aufbaus einfacher zu gestalten.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Turbolader der o.g. Art mit den in Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
• Dazu ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Verstellring an seiner radialen Innenfläche in mehreren, in Umfangsrichtung voneinander beabstandeten und bezüglich des Verstellringes radial innen liegend angeordneten Gleitlagern geführt ist.
• Dies hat den Vorteil, dass die Lagerung vereinfacht ist und weniger Einzelbauteile benötigt. Gleichzeitig ist ein Bauraumbedarf reduziert.
• Eine gleichzeitige Lagerung in axialer, wie auch radialer Richtung erzielt man dadurch, dass jedes Gleitlager einen U-förmigen Lagerabschnitt aufweist, welcher den Verstellring an dessen Innenumfang umgreift.
• In einer bevorzugten Ausführungsform sind drei in Umfangsrichtung gleichmäßig voneinander beabstandete Gleitlager vorgesehen.
• Weitere Merkmale, Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, sowie aus der nachstehenden Beschreibung der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen. Diese zeigen in
• 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäß ausgebildeten Turbinenteils eines Abgasturboladers,
• 2 eine vergrößerte Detailansicht einer Lagerung des Verstellringes gemäß 1 und
• 3 eine Schnittansicht entlang Linie III-III von 2.
• 1 und 2 zeigen schematisch eine bevorzugte Ausführungsform eines Turbinenteils eines ansonsten nicht näher dargestellten Abgasturboladers einer Brennkraftmaschine. An einem Leitschaufelträger 10 sind um eine Achse 12 schwenkbar gelagerte Leitschaufeln 14 angeordnet. Die Schwenkachsen 12 der Leitschaufeln 14 sind fest auf dem Leitschaufelträger 10 angeordnet. Jeder Leitschaufel 14 ist ein Verstellhebel 16 zugeordnet, welcher drehfest mit der jeweiligen Leitschaufel 14 verbunden ist und in radialer Richtung mit einem Hebelarm 18 in eine Aussparung 20 in einem Verstellring 22 hinein ragt. Mit "radial" ist hier und nachfolgend eine Richtung bzgl. einer Drehachse 28 der Turbine gemeint.
• Der Verstellring 22 ist bezüglich des Leitschaufelträgers 10 schwenkbar angeordnet, wobei eine Verschwenkung des Verstellringes 22 bezüglich des Leitschaufelträgers 10 zu einem Verschwenken der Verstellhebel 16 um die jeweiligen Achsen 12 bedingt. Mit den Verstellhebeln 16 verschwenken auch die jeweiligen Leitschaufeln 14 um die Achsen 12. Je nach Stellung der Leitschaufeln 14 in Strömungsrichtung wird ein Druck bzw. eine Verdichterleistung geregelt. Hierdurch erfolgt mittels einer Verschwenkung des Verstellringes 22 eine Regelung von Luftmasse und Ladedruck auf einer nicht dargestellten Verdichterseite des Abgasturboladers bei verschiedenen Betriebspunkten einer Brennkraftmaschine, wobei durch die Leitschaufeln 14 die Turbine (Leistungsabgabe/Drehzahl) und der Verdichter über die Turbine (Welle) geregelt wird. Das Verschwenken des Verstellringes 22 erfolgt mit einer externen, nicht dargestellten Stelleinrichtung.
• Erfindungsgemäß sind Gleitlager 24 vorgesehen, welche an einer radial innenliegenden Seite des Verstellringes 22 angeordnet sind und eine gleitende Lagerung des Verstellringes 22 zur Verfügung stellen. Wie aus 3 ersichtlich, sind die Gleitlager hierzu mit einem U-förmig ausgebildeten Lagerabschnitt 26 ausgebildet, welcher eine radiale Innenseite des Verstellringes 22 umgreift. Hierdurch ergibt sich sowohl eine radiale als auch eine axiale Gleitlagerung des Verstellringes 22. Diese Lagerung hat einen einfachen mechanischen Aufbau bei gleichzeitig hoher Funktionssicherheit.
• Die Gleitlager 24 sind als fest eingebaute, starre Führungselemente ausgebildet und stellen eine Innenführung des Verstellringes 22 zur Verfügung.

Claims (3)

1. Turbolader mit variabler Turbinengeometrie einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, mit an einem Leitschaufelträger (10) schwenkbar angeordneten Leitschaufeln (14) einer Turbine, denen jeweils ein Verstellhebel zugeordnet ist, und mit einem Verstellring, welcher mit den Verstellhebeln zusammen wirkt und durch Drehung relativ zum Leitschaufelträger eine Winkelstellung der Leitschaufeln relativ zu einer Strömungsrichtung kollektiv für alle Leitschaufeln verstellt, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstellring an seiner radialen Innenfläche in mehreren, in Umfangsrichtung voneinander beabstandeten und bezüglich des Verstellringes radial innen liegend angeordneten Gleitlagern geführt ist.
2. Turbolader nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Gleitlager einen U-förmigen Lagerabschnitt aufweist, welcher den Verstellring an dessen Innenumfang umgreift.
3. Turbolader nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass drei in Umfangsrichtung gleichmäßig voneinander beabstandete Gleitlager vorgesehen sind.