[go: up one dir, main page]

WO2009115451A1 - Turbolader mit einer variablen turbinengeometrie vtg - Google Patents

Turbolader mit einer variablen turbinengeometrie vtg Download PDF

Info

Publication number
WO2009115451A1
WO2009115451A1 PCT/EP2009/052935 EP2009052935W WO2009115451A1 WO 2009115451 A1 WO2009115451 A1 WO 2009115451A1 EP 2009052935 W EP2009052935 W EP 2009052935W WO 2009115451 A1 WO2009115451 A1 WO 2009115451A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
turbocharger
spacer
rolling
turbine geometry
variable turbine
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.)
Ceased
Application number
PCT/EP2009/052935
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ralf Böning
Dirk Frankenstein
Holger Fäth
Marc Hiller
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.)
Continental Automotive GmbH
Original Assignee
Continental Automotive GmbH
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 Continental Automotive GmbH filed Critical Continental Automotive GmbH
Priority to US12/922,926 priority Critical patent/US8727711B2/en
Priority to CN200980109506.3A priority patent/CN101978136B/zh
Publication of WO2009115451A1 publication Critical patent/WO2009115451A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased 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
    • F01D17/165—Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits by means of nozzle vanes for radial flow, i.e. the vanes turning around axes which are essentially parallel to the rotor centre line
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/12—Control of the pumps
    • F02B37/24—Control of the pumps by using pumps or turbines with adjustable guide vanes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C6/00—Plural gas-turbine plants; Combinations of gas-turbine plants with other apparatus; Adaptations of gas-turbine plants for special use
    • F02C6/04—Gas-turbine plants providing heated or pressurised working fluid for other apparatus, e.g. without mechanical power output
    • F02C6/10—Gas-turbine plants providing heated or pressurised working fluid for other apparatus, e.g. without mechanical power output supplying working fluid to a user, e.g. a chemical process, which returns working fluid to a turbine of the plant
    • F02C6/12—Turbochargers, i.e. plants for augmenting mechanical power output of internal-combustion piston engines by increase of charge pressure
    • 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
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the invention relates to a turbocharger with a variable turbine geometry VTG, for example for a motor vehicle, and the attachment of the turbine geometry within the turbocharger housing.
  • the turbine power is controlled by passing a portion of the exhaust mass flow through a wastegate around the turbine.
  • a wastegate around the turbine.
  • only part of the exhaust gas mass flow is used.
  • turbochargers are furthermore known, which have an adjustable turbine geometry VTG.
  • movable guide vanes are arranged around the turbine wheel, which can be adjusted via an adjusting ring in order to change the flow cross-section of the turbine suitable.
  • a respective adjustment of the turbine cross-section to the corresponding driving condition of the engine can cause a reduction in consumption and emissions.
  • the rotatably mounted guide vanes between the volute casing and the turbine wheel change the accumulation behavior and thus the performance of the turbine. This makes it possible to use the entire exhaust gas energy and to optimally set the flow cross-section of the turbine for each operating point.
  • the adjustment of such a variable turbine geometry with vanes in the guide grid is usually made of an adjusting ring running on rolling elements. Blade levers engage the adjusting ring, which causes the blades to pivot.
  • the first variant forms a pure sliding bearing of the adjusting ring on the blade bearing ring. This variant is very difficult to reconcile with tribology. As a result, expensive materials and large parts are usually required.
  • the second variant relates to the mounting of the adjusting ring on a rolling body, which in turn is mounted on a pin as an axle. Here, the sliding is provided only between the pin and the rolling elements.
  • the sliding paths are significantly smaller than in the first-mentioned storage of the adjusting ring.
  • the tri-biology is easier and can be adjusted for smaller parts.
  • the third variant relates to a pure rolling bearing with rolling elements, which are positioned over a cage and which roll within the outer ring, which may be the adjusting ring, and on the blade bearing ring.
  • a turbocharger with a variable turbine geometry wherein the turbocharger has at least one or more rolling body elements which are each arranged on an associated fastening element of the variable turbine geometry, wherein an adjusting device of the variable turbine geometry roll or roll on the respective rolling element can.
  • the turbocharger has the advantage that manufacturing costs can be reduced by providing a respective rolling body element on a fastening element of the variable turbine geometry. Furthermore, the assembly can be simplified. This is because the rolling element does not need to be extra mounted on an additional, separate pin, but directly on a fastener T Trentselement the variable turbine geometry can be provided. In this case, at least one such rolling body element or an arbitrary number of rolling element elements can be provided, which are each arranged on an associated fastening element such that the adjusting device, for example an adjusting ring element, can roll or roll over on the respective rolling element.
  • the rolling element is rotatably mounted on a shaft of the associated Befest Trentsele-.
  • the rolling element is in this case designed and arranged so that the adjusting device, for example in the form of an adjusting ring element, can roll or roll on the rolling element, for example on the outside of the rolling element.
  • variable turbine geometry for example, two blade bearing rings, with a spacer arranged therebetween.
  • variable turbine geometry for example, two blade bearing rings, with a spacer arranged therebetween.
  • the variable turbine geometry the respective rolling element and optionally a spacer, in which the associated rolling element is received.
  • the recording of the spacer element is designed so that a part of the rolling element is received, wherein a rolling or rolling of the adjusting is ensured on the rolling element.
  • the spacer element has the advantage that on the one hand with him the distance of the blade bearing rings can be adjusted from the housing of the turbocharger and on the other hand, the rolling element can be added.
  • the shaft of the fastening element is made thinner or narrower, for example, in the area of the opening of the first blade bearing ring, the second blade strand, the spacer, the spacer element and / or the rolling body element.
  • the diameter or diameter profile of the shaft can be selected, for example, so that occurring stresses in the shaft are distributed as evenly as possible. Furthermore, the diameter or diameter profile of the
  • Shafts for example, be chosen so that the occurrence of shear stresses is substantially prevented or at least reduced, for example, if parts, such as the blade bearing ring and its spacer due to the hot exhaust gas mass heat very much.
  • the shaft of the fastening element in the region of the opening of the first blade bearing ring, the second blade bearing ring, the spacer and / or the spacer element for example, a portion for adjusting the respective part, for example, a projection or the like.
  • FIG. 1 is a sectional view of a turbocharger with a variable turbine geometry VTG according to a first embodiment of the invention
  • FIG. 2 shows an enlarged detail of the attachment of the variable turbine geometry VTG according to FIG. 1;
  • Fig. 3 is a perspective view of a bearing housing of the turbocharger and a part of the attachment of the variable turbine geometry according to Figures 1 and 2.
  • 4 shows a sectional view of a turbocharger with a variable turbine geometry VTG according to a second embodiment of the invention
  • FIG. 5 shows an enlarged detail of the mounting of the variable turbine geometry according to FIG. 4; FIG. and
  • FIG. 6 is a perspective view of a bearing housing of the
  • FIG. 1 shows first a sectional view of a turbocharger 10 with a variable turbine geometry, according to a first embodiment of the invention.
  • the shaft 14 of the turbocharger 10 is shown, on which a turbine wheel
  • the shaft 14 is in this case mounted in a bearing housing 20 which is connected on one side with a turbine housing 22 by the turbine wheel 16 is arranged.
  • a device of a variable turbine geometry VTG 12 is provided, the movable or rotatable vanes 24 has.
  • the variable turbine geometry device 12 includes first and second vane races 26, 28, between which the movable vanes 24 are disposed. Furthermore, a spacer sleeve 30 is provided between the two blade bearing rings 26, 28 in order to set the distance between the two blade bearing rings 26, 28. Subsequent to the first blade bearing ring 26, 28, a rolling body element 32 is arranged, which is partially received in a spacer element 34. Furthermore, an adjusting ring provided element 36 which can roll, for example, on the outside 38 of the Wälz stresseselements 32.
  • the guide vanes 24 are provided with a lever element device 40, which, for example, has a lever element for each guide blade 24 which is coupled to the adjustment ring element 36.
  • the lever element device 40 coupled thereto can be moved and the guide vanes 24 can be moved or rotated accordingly in order to set the flow cross section of the turbine appropriately.
  • the vanes 24 are arranged for this purpose between the flow housing 42 and the turbine, as shown in Fig. 1.
  • parts of the variable turbine geometry device VTG 12 i.
  • the two blade bearing rings 26, 28, the spacer sleeve 30 provided therebetween, the rolling element 32 and the spacer element 34 are fastened to the turbocharger housing with a fastening element 44. More specifically, these parts are bolted to the bearing housing 20 via the fastener 44, for example.
  • a fastener 44 a screw 46 or a fastening screw is used according to the first embodiment, as shown in Fig. 1.
  • the rolling element or here the rolling element 32 is not stored separately on a separate pin, but on a fastening element 44, here a fastening screw 46, the device of the variable turbine geometry 12th
  • a fastening element 44 here a fastening screw 46
  • the fastening element 44 has for this purpose at its end a corresponding threaded portion 50, with which it is screwed into an associated bore 52 in the bearing housing 20.
  • the shaft 54 of the fastening element 44 can be made thinner than the openings 48 in the area of the two blade bearing rings 26, 28 and the spacer sleeve 30, for example 26, 28 and the spacer sleeve 30 arranged between them expand more under the effect of the hot exhaust gas flow.
  • the fastener 44 can optionally on his
  • Shaft 54 each have a projection 56, e.g. a circumferential projection, in the region of the first and / or second blade bearing ring 26, 28 and the spacer sleeve 30, in order to adjust the blade bearing rings 26, 28 and the spacer sleeve 30 ren.
  • a projection 56 e.g. a circumferential projection
  • the shaft 54 of the fastening element 44 can be designed, for example, so that stresses can be distributed as evenly as possible over the shaft 54.
  • the invention is not limited to the previously described embodiment of the screw shaft 54.
  • the shaft 54 may be e.g. be made arbitrarily in its shape and dimensioning, provided that the rolling element 32 can be arranged on it and the screw 46 can be used to attach the device of the variable turbine geometry 12. This applies to all embodiments of the invention, in particular for the stud with nut described below.
  • the rolling element 32 is configured to rotate about the fastener 44 and the shaft 54 of the screw 46, respectively.
  • the other parts, ie the two vane bearing rings 26, 28, the spacer sleeve 30 and the spacer element 34, on the other hand, are fixed or essentially do not rotate about the fastening element 44.
  • the adjusting ring element 36 is arranged on the outer side 38 of the rolling body element 32.
  • the adjusting ring element 36 can in this case roll on the rolling element 32, wherein the Wälzoreselement 32, as described above, for example, about the shaft 54 of the fastener 44 can rotate.
  • FIG. 2 shows an enlarged detail of the attachment of the variable turbine geometry VTG according to FIG. 1.
  • the fastening element 44 for example, a fastening screw 46. This lies with its screw head on the second blade bearing ring 28 and braces the parts against the bearing housing 20th
  • the spacer element 34 bears against a shoulder 58 of the bearing housing 20.
  • the diameter of the screw shaft 54 is made smaller in the region of the opening 48 of the spacer element 34, for example. In principle, however, the shaft 54 can also rest against the opening 48, at least in a section thereof, in order to additionally center the spacer element 34.
  • the rolling body element 32 and / or the spacer element 34 can optionally have a shoulder 60, 62. As shown in FIG. 2, the adjusting ring element 36 is arranged between the two shoulders 60, 62. In this way, it can be prevented, for example, that the adjusting ring element 36 unintentionally shifts in the axial direction.
  • FIG. 3 shows a perspective view of a section of the bearing housing 20, as well as of the fastening element 44, the rolling element element 32, the spacer element 34 and the adjusting ring element 36.
  • the two blade bearing ring, the spacer sleeve and the guide vanes, and the lever element means not shown.
  • the Verstellringelement 36 can roll on the outer side 38 of the Wälzoreselements 32.
  • the rolling element 32 can rotate about the shaft 54 of the fastener 44.
  • the adjusting ring element 36 has corresponding recesses 64, for example.
  • the adjustment Ring element 36 can receive a corresponding lever element of the lever element device 40 with a respective recess 64. If the adjusting ring element 36 is actuated or rotated by means of an associated actuator (not shown), it rotates the lever elements with and the guide vanes 24 connected thereto. In this way, the guide vanes 24 can be rotated to a desired position by a predetermined position Set the flow area of the turbine.
  • FIGS. 4, 5 and 6 show a second embodiment according to the invention of a turbocharger 10 with a device of a variable turbine geometry VTG 12.
  • the second embodiment differs from the first embodiment essentially in that the fastening element 44 consists of a stud bolt 66 with a nut 68 at the outer end, while the fastening element 44 according to the first embodiment consists of a screw 46 with a screw head.
  • the statements made above regarding the first embodiment also apply correspondingly also essentially to the second embodiment and vice versa.
  • FIG. 4 shows a sectional view of a turbocharger 10 with a variable turbine geometry device 12 according to the second embodiment of the invention.
  • a variable turbine geometry is provided, which has, for example, a first and second blade bearing ring 26, 28, between which movable or rotatable guide vanes 24 are arranged.
  • a spacer sleeve 30 can be provided, via which the distance between the two blade bearing rings 26, 28 is set.
  • a lever element device 40 can be provided or moved over the guide vanes 24.
  • a rolling element 32 is provided, which is partially received, for example, in a spacer 34.
  • an adjusting ring element 36 can be provided for adjusting or rotating the guide vanes 24 so that a respectively desired turbine cross section can be set.
  • the rolling body element 32 and the spacer element 34 can each have a shoulder or projection 60, 62, between which the adjusting ring element 36 is arranged.
  • the stud screw 66 has for this purpose at its end a threaded portion 50, with which it is screwed into an associated bore 52 in the bearing housing 20. At the other end, the stud bolt 66 also has a threaded portion 50 to which the nut 68 is attached to secure the parts of the variable turbine geometry 12 to the bearing housing 20.
  • the stud or the pin member 66 is here, like the screw 56 of the first embodiment, for example in the region of the two blade bearing rings 26, 28 and the spacer sleeve 30 thinner than the openings 48. In this way, for example, shear stresses can be avoided or at least reduced if the parts expand too much under the influence of the hot exhaust gas flow.
  • the stud bolt 66 may have on its shaft 54, for example, in each case a projection 56 in the region of the first and / or second blade bearing ring 26, 28 and the spacer sleeve 30 in order to adjust the blade bearing rings 26, 28 and the spacer sleeve 30.
  • the outer portion 70 of the stud bolt 66 can be extended, as shown in Fig. 4.
  • a portion of the outer portion 70 is threaded to unscrew the nut 68, while the other portion, for example, has no threads and into the opening 48 of Bucket bearings 28 into it to center it.
  • the threaded portion can be easily extended and protrude into the opening 48 of the blade bearing ring 28.
  • FIG. 5 shows an enlarged detail of the attachment of the variable turbine geometry VTG according to FIG. 4.
  • the rolling element 32 is configured to rotate about the fastener 44.
  • Spacer sleeve 30 and the spacer element 34 are fixed or substantially do not rotate about the shaft 54 of the stud bolt 66.
  • the Verstellringelement 36 is arranged on the outer side 38 of the Wälzoreselements 32.
  • the adjusting ring element 36 can roll or roll on the rolling body element 32, wherein the rolling element 32, as described above, for example, about the shaft 54 of the stud screw 66 can rotate.
  • FIG. 6 furthermore shows a perspective view of a section of the bearing housing 20, as well as the fastening element 44, the rolling body element 32, the spacer element 34 and the adjusting ring element 36.
  • the adjusting ring element 36 is rotated to rotate the guide vanes 24, it can open roll or roll off the outer side 38 of the rolling element 32.
  • the rolling element 32 can be designed to be rotatable, for example, about the shaft 54 of the stud screw 66 here.
  • the stem 54 of the stud bolt 66 has two bearing surfaces 72 for the rolling bearing member 32 about which the rolling bearing member 32 can rotate.
  • the adjusting ring element 36 In order to rotate the guide vanes 24 of the variable turbine geometry device 12 to a predetermined position to suitably adjust the flow area of the turbine, the adjusting ring element 36 has corresponding recesses 64, for example.
  • the adjusting ring element 36 can in this case with a respective recess 64 a corresponding lever receive element of the lever element device 40. If, as described above, the adjusting ring element 36 is rotated, it moves the respective lever element in accordance with and with it the associated guide vane 24. The adjusting ring element 36 is thereby rotated via a suitable actuator (not shown).
  • the spacer element 34 has a corresponding receiving means 74 for the rolling body element 32.
  • a region of the rolling body element 32 is left free, on which the adjusting ring element 36 can roll or roll off.
  • the rolling element 32 can reduce manufacturing costs. At the same time, at least the same functionality can be achieved at the same time.
  • fastener 44 i. the fastening screw or stud
  • materials for the fastener 44 i. the fastening screw or stud
  • Nimonic 80, 90, 100, 110, etc. and other high temperature resistant screw materials may be used, such as 2.4952, 1.4980, etc. to name but a few more examples of high temperature resistant materials.
  • the rolling element 32 may, for example, a rotating part of a corresponding temperature-resistant metal or metal Furthermore, the rolling body element 32 can also be produced from a material combination which on the one hand is correspondingly temperature-resistant and on the other hand permits rotation of the rolling element element 32 on the fastening element 44 and unwinding or rolling of the Adjusting ring element 36.
  • the invention is not limited to a combination and arrangement of the elements 26, 28, 30, 32, 34, 36, as shown in Figs. 1-6.
  • the decisive factor is that the rolling body element 32 is arranged on a fastening element 44 for a variable turbine geometry 12 instead of on a separate pin, wherein, for example, an adjusting device, such as an adjusting ring element 36, can roll or roll over on the rolling body element 32.
  • an adjusting device such as an adjusting ring element 36
  • the first blade-bearing ring 26 may be provided with a receptacle for the rolling-element element 32.
  • the spacer element 34 may be provided, for example, only for adjusting a distance of the Wälzoreselements 32 and the other parts 26, 28, 30 of the variable turbine geometry from the bearing housing 20. Furthermore, the invention can be applied to a variety of configurations of variable turbine geometry. The invention is not limited to an embodiment of two vane bearing rings 26, 28 with a spacer sleeve 30 therebetween and vanes which are actuated via the adjusting ring member 36 and a lever member means 40 connected thereto.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Supercharger (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Turbolader (10) mit einer variablen Turbinengeometrie (12), wobei der Turbolader aufweist: wenigstens ein oder mehrere Wälzkörperelemente (32), welche jeweils auf einem zugeordneten Befestigungselement (44) der variablen Turbinengeometrie angeordnet sind, wobei eine Verstelleinrichtung (36) der variablen Turbinengeometrie auf dem jeweiligen Wälzkörperelement abwälzen bzw. abrollen kann.

Description

Beschreibung
Turbolader mit einer variablen Turbinengeometrie VTG
Die Erfindung betrifft einen Turbolader mit einer variablen Turbinengeometrie VTG, beispielsweise für ein Kraftfahrzeug, und die Befestigung der Turbinengeometrie innerhalb des Turboladergehäuses .
Bei den bisher aus dem Stand der Technik bekannten Turboladern wird die Turbinenleistung geregelt, indem ein Teil des Abgasmassenstroms über ein Wastegate um die Turbine herum geleitet wird. Dabei wird jedoch nur ein Teil des Abgasmassenstroms genutzt.
Um im Wesentlichen den gesamten Abgasmassenstrom nutzen zu können sind des Weiteren Turbolader bekannt, welcher eine verstellbare Turbinengeometrie VTG aufweisen. Hierbei sind bewegliche Leitschaufeln um das Turbinenrad angeordnet, die über einen Verstellring verstellt werden können, um den Strömungsquerschnitt der Turbine geeignet zu verändern. Eine jeweilige Anpassung des Turbinenquerschnitts an den entsprechenden Fahrzustand des Motors kann eine Verminderung des Verbrauchs und der Emissionen bewirken. Die drehbar gelager- ten Leitschaufeln zwischen dem Spiralgehäuse und dem Turbinenrad verändern dabei das Aufstauverhalten und damit die Leistung der Turbine. Dies ermöglicht es, dass die gesamte Abgasenergie genutzt werden kann und der Strömungsquerschnitt der Turbine für jeden Betriebspunkt optimal eingestellt wer- den kann.
Das Verstellsystem einer solchen variablen Turbinengeometrie mit Drehschaufeln im Leitgitter besteht in der Regel aus einem Verstellring der auf Wälzkörpern läuft. In den Verstell- ring greifen Schaufelhebel ein, die die Schaufeln zum Schwenken bringen. Im Stand der Technik gibt es verschiedenste Formen für die Lagerung des Verstellrings. Dabei gibt es drei Hauptvarianten, die sich am Markt durchgesetzt haben. Die erste Variante bildet eine reine Gleitlagerung des Verstellrings auf dem Schaufellagerring. Diese Variante ist tribolo- gisch sehr schwierig abzustimmen. Dadurch werden in der Regel teure Werkstoffe und große Teile benötigt. Die zweite Varian- te betrifft die Lagerung des Verstellrings auf einem Wälzkörper, der wiederum auf einem Stift als Achse gelagert ist. Hier ist das Gleiten nur zwischen dem Stift und dem Wälzkörper vorgesehen. Damit sind die Gleitwege deutlich kleiner als bei der zuerst genannten Lagerung des Verstellrings. Die Tri- bologie ist einfacher und bei kleineren Teilen einzustellen. Die dritte Variante betrifft eine reine Wälzlagerung mit Wälzkörpern, die über einen Käfig positioniert werden und die innerhalb des Außenrings, der der Verstellring sein kann, und auf dem Schaufellagerring abwälzen.
Demnach ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Turbolader mit einer vereinfachten Befestigung für eine variable Turbinengeometrie bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird durch einen Turbolader mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Demgemäß wird erfindungsgemäß ein Turbolader mit einer variablen Turbinengeometrie bereitgestellt, wobei der Turbolader aufweist: wenigstens ein oder mehrere Wälzkörperelemente, welche jeweils auf einem zugeordneten Befestigungselement der variablen Turbinengeometrie angeordnet sind, wobei eine Verstelleinrichtung der variablen Turbinengeometrie auf dem jeweili- gen Wälzkörperelement abwälzen bzw. abrollen kann.
Der Turbolader hat hierbei den Vorteil, dass durch das Vorsehen eines jeweiligen Wälzkörperelements auf einem Befestigungselement der variablen Turbinengeometrie Herstellungskos- ten reduziert werden können. Des Weiteren kann auch die Montage vereinfacht werden. Dies liegt daran, dass das Wälzkörperelement nicht extra auf einem zusätzlichen, gesonderten Stift befestigt werden muss, sondern direkt auf einem Befes- tigungselement der variablen Turbinengeometrie vorgesehen werden kann. Dabei können wenigstens ein solches Wälzkörperelement oder eine beliebige Anzahl von Wälzkörperelementen vorgesehen werden, die jeweils auf einem zugeordneten Befes- tigungselement derart angeordnet sind, so dass die Verstelleinrichtung, z.B. ein Verstellringelement, auf dem jeweiligen Wälzkörperelement abrollen bzw. abwälzen kann.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfin- düng ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen.
In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform ist das Wälzkörperelement auf einem Schaft des zugeordneten Befestigungsele- ments drehbar angeordnet. Das Wälzkörperelement ist dabei derart ausgebildet und angeordnet, so dass die Verstelleinrichtung, beispielsweise in Form eines Verstellringelements, auf dem Wälzkörperelement abwälzen bzw. abrollen kann, beispielsweise auf der Außenseite des Wälzkörperelements. Dies hat den Vorteil, dass kein extra Stift vorgesehen werden muss, auf dem das Wälzkörperelement drehbar angeordnet wird, sondern das Befestigungselement für die variable Turbinengeometrie genutzt werden kann.
In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform weist die variable Turbinengeometrie beispielsweise zwei Schaufellagerringe auf, mit einem dazwischen angeordneten Distanzstück. Des Weiteren weist die variable Turbinengeometrie das jeweilige Wälzkörperelement und wahlweise ein Distanzelement auf, in welchem das zugeordnete Wälzkörperelement aufgenommen ist. Die Aufnahme des Distanzelements ist dabei so gestaltet, dass ein Teil des Wälzkörperelements aufgenommen ist, wobei ein Abrollen bzw. Abwälzen der Verstelleinrichtung auf dem Wälzkörperelement sichergestellt ist. Das Distanzelement hat den Vorteil, dass mit ihm einerseits der Abstand der Schaufellagerringe vom Gehäuse des Turboladers eingestellt werden kann und andererseits das Wälzkörperelement aufgenommen werden kann . In einer anderen erfindungsgemäßen Ausführungsform ist der Schaft des Befestigungselements beispielsweise im Bereich der Öffnung des ersten Schaufellagerings, des zweiten Schaufella- gerings, des Distanzstücks, des Distanzelements und/oder des Wälzkörperelements dünner bzw. schmäler ausgeführt. Der Durchmesser oder Durchmesserverlauf des Schafts kann dabei beispielsweise so gewählt werden, dass auftretende Spannungen in dem Schaft möglichst gleichmäßig verteilt werden. Des Wei- teren kann der Durchmesser oder Durchmesserverlauf des
Schafts beispielsweise so gewählt werden, dass das Auftreten von Scherspannungen im Wesentlichen verhindert oder zumindest reduziert wird, wenn sich beispielsweise Teile, wie die Schaufellagering und ihr Distanzstück aufgrund des heißen Ab- gasmassenstroms sehr stark erwärmen.
Gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform weist der Schaft des Befestigungselements im Bereich der Öffnung des ersten Schaufellagerings, des zweiten Schaufellagerrings, des Distanzstücks und/oder des Distanzelements beispielsweise einen Abschnitt zum Justieren des jeweiligen Teils auf, beispielsweise einen Vorsprung oder dergleichen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schemati- sehen Figuren der Zeichnungen angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Schnittansicht eines Turboladers mit einer variablen Turbinengeometrie VTG gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 2 ein vergrößerter Ausschnitt der Befestigung der variablen Turbinengeometrie VTG gemäß Fig. 1 ;
Fig. 3 eine Perspektivansicht eines Lagergehäuses des Turboladers und eines Teils der Befestigung der variablen Turbinengeometrie gemäß der Fig. 1 und 2; Fig. 4 eine Schnittansicht eines Turboladers mit einer variablen Turbinengeometrie VTG gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 5 ein vergrößerter Ausschnitt der Befestigung der variablen Turbinengeometrie gemäß Fig. 4 ; und
Fig. 6 eine Perspektivansicht eines Lagergehäuses des
Turboladers und eines Teils der Befestigung der variablen Turbinengeometrie gemäß der Fig. 4 und 5,
In allen Figuren sind gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente und Vorrichtungen - sofern nichts anderes angegeben ist - mit denselben Bezugszeichen versehen worden.
In Fig. 1 ist zunächst eine Schnittansicht eines Turboladers 10 mit einer variablen Turbinengeometrie, gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung gezeigt. Dabei ist die Welle 14 des Turboladers 10 dargestellt, auf welcher ein Turbinenrad
16 und ein Verdichterrad 18 angeordnet sind. Die Welle 14 ist hierbei in einem Lagergehäuse 20 gelagert, das auf einer Seite mit einem Turbinengehäuse 22 verbunden ist, indem das Turbinenrad 16 angeordnet ist. Zum Einstellen bzw. Variieren des Strömungsguerschnitts der Turbine ist eine Einrichtung einer variablen Turbinengeometrie VTG 12 vorgesehen, die bewegliche bzw. drehbare Leitschaufeln 24 aufweist.
Wie in Fig. 1 gezeigt ist, weist die Einrichtung der variab- len Turbinengeometrie 12 beispielsweise einen ersten und zweiten Schaufellagerring 26, 28 auf, zwischen denen die beweglichen bzw. drehbaren Leitschaufeln 24 angeordnet sind. Zwischen den beiden Schaufellagerringen 26, 28 ist des Weiteren eine Distanzhülse 30 vorgesehen, um den Abstand zwischen den beiden Schaufellagerringen 26, 28 einzustellen. Im An- schluss an den ersten Schaufellagerring 26, 28 ist ein Wälzkörperelement 32 angeordnet, das in einem Distanzelement 34 teilweise aufgenommen ist. Des Weiteren ist ein Verstellring- element 36 vorgesehen, das beispielsweise auf der Außenseite 38 des Wälzkörperelements 32 abrollen kann. Die Leitschaufeln 24 sind mit einer Hebelelementeinrichtung 40 versehen, die beispielsweise für jede Leitschaufel 24 ein Hebelelement auf- weist, das mit dem Verstellringelement 36 gekoppelt ist.
Durch Drehen des Verstellringelements 36 kann die damit gekoppelte Hebelelementeinrichtung 40 bewegt werden und die Leitschaufeln 24 können entsprechend bewegt bzw. gedreht werden, um den Strömungsguerschnitt der Turbine geeignet einzu- stellen. Die Leitschaufeln 24 sind hierzu zwischen dem Strömungsgehäuse 42 und der Turbine angeordnet, wie in Fig. 1 gezeigt ist.
Gemäß der ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform werden Teile der Einrichtung der variablen Turbinengeometrie VTG 12, d.h. beispielsweise die beiden Schaufellagerringe 26, 28, die dazwischen vorgesehene Distanzhülse 30, das Wälzkörperelement 32 und das Distanzelement 34 mit einem Befestigungselement 44 an dem Turboladergehäuse befestigt. Genauer gesagt, werden diese Teile über das Befestigungselement 44 beispielsweise an dem Lagergehäuse 20 festgeschraubt. Als Befestigungselement 44 wird gemäß der ersten Ausführungsform eine Schraube 46 bzw. eine Befestigungsschraube verwendet, wie in Fig. 1 gezeigt ist.
Im Gegensatz zum Stand der Technik, wie er zuvor beschrieben wurde, wird der Wälzkörper bzw. hier das Wälzkörperelement 32 nicht auf einem separaten Stift gesondert gelagert, sondern auf einem Befestigungselement 44, hier einer Befestigungs- schraube 46, der Einrichtung der variablen Turbinengeometrie 12. Dabei weisen die beiden Schaufellagerringe 26, 28, die Distanzhülse 30, das Wälzkörperelement 32 und das Distanzelement 34 entsprechende Öffnungen 48 auf, durch die das Befestigungselement 44 hindurchgeführt wird, bevor es anschließend mit dem Lagergehäuse 20 beispielsweise fest verschraubt wird. Das Befestigungselement 44 weist hierzu an seinem Ende einen entsprechenden Gewindeabschnitt 50 auf, mit dem es in eine zugeordnete Bohrung 52 im Lagergehäuse 20 geschraubt wird. Des Weiteren kann der Schaft 54 des Befestigungselements 44 beispielsweise im Bereich der beiden Schaufellagerringe 26, 28 und der Distanzhülse 30 jeweils dünner ausgebildet sein als deren Öffnungen 48. Dadurch können beispielsweise Scherspannungen vermieden oder zumindest reduziert werden, die entstehen können, wenn sich beispielsweise die Schaufellagerringe 26, 28 und die dazwischen angeordnete Distanzhülse 30 unter der Einwirkung des heißen Abgasstroms stärker ausdeh- nen . Das Befestigungselement 44 kann wahlweise an seinem
Schaft 54 jeweils einen Vorsprung 56, z.B. einen umlaufenden Vorsprung, aufweisen, im Bereich des ersten und/oder zweiten Schaufellagerrings 26, 28 und der Distanzhülse 30, um die Schaufellagerringe 26, 28 und die Distanzhülse 30 zu justie- ren .
Der Schaft 54 des Befestigungselements 44 kann beispielsweise so ausgelegt werden, dass Spannungen möglichst gleichmäßig über den Schaft 54 verteilt werden können. Grundsätzlich ist die Erfindung aber nicht auf die zuvor beschriebene Ausführungsform des Schraubenschafts 54 beschränkt. Der Schaft 54 kann z.B. in seiner Form und Dimensionierung beliebig ausgeführt werden, sofern, das Wälzkörperelement 32 auf ihm angeordnet werden kann und die Schraube 46 zum Befestigen der Einrichtung der variablen Turbinengeometrie 12 eingesetzt werden kann. Dies gilt für alle Ausführungsformen der Erfindung, insbesondere auch für die nachfolgend beschriebene Stiftschraube mit Mutter.
Das Wälzkörperelement 32 ist beispielsweise so ausgebildet, dass es sich um das Befestigungselement 44 bzw. den Schaft 54 der Schraube 46 drehen lässt. Die anderen Teile, d.h. die beiden Schaufellagerringe 26, 28, die Distanzhülse 30 und das Distanzelement 34, sind dagegen fest bzw. drehen sich im We- sentlichen nicht um das Befestigungselement 44. Auf der Außenseite 38 des Wälzkörperelements 32 ist das Verstellringelement 36 angeordnet. Das Verstellringelement 36 kann hierbei auf dem Wälzkörperelement 32 abwälzen, wobei sich das Wälzkörperelement 32, wie zuvor beschrieben, beispielsweise um den Schaft 54 des Befestigungselements 44 drehen kann.
In Fig. 2 ist ein vergrößerter Ausschnitt der Befestigung der variablen Turbinengeometrie VTG gemäß Fig. 1 gezeigt. Wie zuvor beschrieben ist das Befestigungselement 44 beispielsweise eine Befestigungsschraube 46. Diese liegt mit ihrem Schraubenkopf an dem zweiten Schaufellagerring 28 an und verspannt die Teile gegen das Lagergehäuse 20.
Im vorliegenden Fall, wie er in Fig. 1 und 2 gezeigt ist, liegt das Distanzelement 34 an einem Absatz 58 des Lagergehäuses 20 an. Der Durchmesser des Schraubenschafts 54 ist im Bereich der Öffnung 48 des Distanzelements 34 beispielsweise kleiner ausgeführt. Grundsätzlich kann der Schaft 54 aber auch an der Öffnung 48 anliegen, zumindest in einem Abschnitt davon, um das Distanzelement 34 zusätzlich zu zentrieren. Des Weiteren kann das Wälzkörperelement 32 und/oder das Distanzelement 34 wahlweise einen Absatz 60, 62 aufweisen. Wie in Fig. 2 gezeigt ist, ist das Verstellringelement 36 dabei zwischen den beiden Absätzen 60, 62 angeordnet. Auf diese Weise kann beispielsweise verhindert werden, dass sich das Verstellringelement 36 in axialer Richtung ungewollt verschiebt.
Des Weiteren ist in Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines Ausschnitts des Lagergehäuses 20 gezeigt, sowie des Befestigungselements 44, des Wälzkörperelements 32, des Distanzelements 34 und des Verstellringelements 36. Aus Gründen der Ü- bersichtlichkeit wurden u.a. die beiden Schaufellagerring, die Distanzhülse und die Leitschaufeln, sowie die Hebelelementeinrichtung nicht gezeigt.
Wie in Fig. 3 dargestellt ist, kann das Verstellringelement 36 auf der Außenseite 38 des Wälzkörperelements 32 abwälzen. Das Wälzkörperelement 32 kann sich dabei um den Schaft 54 des Befestigungselements 44 drehen. Zum Einstellen bzw. Drehen der Leitschaufeln 24 weist das Verstellringelement 36 beispielsweise entsprechende Aussparungen 64 auf. Das Verstell- ringelement 36 kann dabei mit einer jeweiligen Aussparung 64 ein entsprechendes Hebelelement der Hebelelementeinrichtung 40 aufnehmen. Wird das Verstellringelement 36 über einen zugeordneten Aktuator (nicht dargestellt) betätigt bzw. ge- dreht, so dreht es dabei die Hebelelemente mit und die damit verbundenen Leitschaufeln 24. Auf diese Weise können die Leitschaufeln 24 in eine gewünschte Position gedreht werden, um einen vorbestimmten Strömungsguerschnitt der Turbine einstellen .
In den Fig. 4, 5 und 6 ist eine zweite erfindungsgemäße Ausführungsform eines Turboladers 10 mit einer Einrichtung einer variablen Turbinengeometrie VTG 12 dargestellt. Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausfüh- rungsform im Wesentlichen dadurch, dass das Befestigungselement 44 aus einer Stiftschraube 66 mit einer Mutter 68 am äußeren Ende besteht, während das Befestigungselement 44 gemäß der ersten Ausführungsform aus einer Schraube 46 mit einem Schraubenkopf besteht. Die zuvor gemachten Ausführungen zu der ersten Ausführungsform gelten entsprechend auch im Wesentlichen für die zweite Ausführungsform und umgekehrt.
In Fig. 4 ist eine Schnittansicht eines Turboladers 10 gezeigt mit einer Einrichtung einer variablen Turbinengeometrie 12, gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung. Hierbei ist, wie in der ersten Ausführungsform, eine variable Turbinengeometrie vorgesehen, die beispielsweise einen ersten und zweiten Schaufellagerring 26, 28 aufweist, zwischen denen beweglichen bzw. drehbaren Leitschaufeln 24 angeordnet sind.
Zwischen den beiden Schaufellagerringen 26, 28 kann eine Distanzhülse 30 vorgesehen werden, über die der Abstand zwischen den beiden Schaufellagerringen 26, 28 eingestellt wird. Des Weiteren ist eine Hebelelementeinrichtung 40 vorgesehen über die Leitschaufeln 24 bewegt bzw. gedreht werden können. Darüber hinaus ist ein Wälzkörperelement 32 vorgesehen, das beispielsweise in einem Distanzelement 34 teilweise aufgenommen ist. Zwischen dem Distanzelement 34 und dem Wälzkörperelement 32 kann ein Verstellringelement 36 vorgesehen werden, zum Verstellen bzw. Drehen der Leitschaufeln 24, so dass ein jeweils gewünschter Turbinenguerschnitt eingestellt werden kann. Das Wälzkörperelement 32 und das Distanzelement 34 kön- nen hierzu jeweils einen Absatz bzw. Vorsprung 60, 62 aufweisen, zwischen dem das Verstellringelement 36 angeordnet ist.
Im Gegensatz zu der ersten Ausführungsform werden die Teile der variablen Turbinengeometrie 12, wie beispielsweise die beiden Schaufellagerringe 26, 28, die Distanzhülse 30, das Wälzkörperelement 32 und das Distanzelement 34 über ein Befestigungselement 44 in Form einer Stiftschraube 66 mit einer Mutter 68 an dem Lagergehäuse 20 befestigt bzw. verschraubt.
Die Stiftschraube 66 weist hierzu an ihrem Ende einen Gewindeabschnitt 50 auf, mit dem sie in eine zugeordnete Bohrung 52 im Lagergehäuse 20 geschraubt wird. Am anderen Ende weist die Stiftschraube 66 ebenfalls einen Gewindeabschnitt 50 auf, an dem die Mutter 68 befestigt wird, um die Teile der variab- len Turbinengeometrie 12 am Lagergehäuse 20 zu befestigen. Die Stiftschraube bzw. das Stiftelement 66 ist hierbei, wie die Schraube 56 der ersten Ausführungsform, beispielsweise im Bereich der beiden Schaufellagerringe 26, 28 und der Distanzhülse 30 dünner ausgebildet als deren Öffnungen 48. Auf diese Weise können beispielsweise Scherspannungen vermieden oder zumindest reduziert werden, wenn sich die Teile unter der Einwirkung des heißen Abgasstroms zu stark ausdehnen.
Weiter kann die Stiftschraube 66 an ihrem Schaft 54 bei- spielsweise jeweils einen Vorsprung 56 aufweisen, im Bereich des ersten und/oder zweiten Schaufellagerrings 26, 28 und der Distanzhülse 30, um die Schaufellagerringe 26, 28 und die Distanzhülse 30 zu justieren. Alternativ kann statt des Vorsprungs 56 auch der äußere Abschnitt 70 der Stiftschraube 66 verlängert werden, wie in Fig. 4 dargestellt ist. Ein Teil des äußeren Abschnitts 70 ist mit einem Gewinde versehen, um die Mutter 68 aufzuschrauben, während der andere Teil beispielsweise kein Gewinde aufweist und in die Öffnung 48 des Schaufellagerings 28 hineinsteht, um diesen zu zentrieren. Grundsätzlich kann stattdessen auch der Gewindeabschnitt einfach verlängert werden und in die Öffnung 48 des Schaufellagerrings 28 hineinstehen.
In Fig. 5 ist ein vergrößerter Ausschnitt der Befestigung der variablen Turbinengeometrie VTG gemäß Fig. 4 gezeigt. Das Wälzkörperelement 32 ist beispielsweise so ausgebildet, dass es sich um das Befestigungselement 44 drehen lässt. Die ande- ren Teile, d.h. die beiden Schaufellagerringe 26, 28, die
Distanzhülse 30 und das Distanzelement 34, sind dagegen fest bzw. drehen sich im Wesentlichen nicht um den Schaft 54 der Stiftschraube 66. Auf der Außenseite 38 des Wälzkörperelements 32 ist das Verstellringelement 36 angeordnet. Das Ver- stellringelement 36 kann dabei auf dem Wälzkörperelement 32 abwälzen bzw. abrollen, wobei sich das Wälzkörperelement 32, wie zuvor beschrieben, beispielsweise um den Schaft 54 der Stiftschraube 66 drehen kann.
Fig. 6 zeigt des Weiteren eine perspektivische Ansicht eines Ausschnitts des Lagergehäuses 20, sowie des Befestigungselements 44, des Wälzkörperelements 32, des Distanzelements 34 und des Verstellringelements 36. Wird das Verstellringelement 36 zum Drehen der Leitschaufeln 24 gedreht, so kann es hier- bei auf der Außenseite 38 des Wälzkörperelements 32 abrollen bzw. abwälzen. Das Wälzkörperelement 32 kann hierbei beispielsweise um den Schaft 54 der Stiftschraube 66 drehbar ausgebildet sein. Wie in Fig. 5 gezeigt ist, weist der Schaft 54 der Stiftschraube 66 beispielsweise zwei Auflageflächen 72 für das Wälzlagerelement 32 auf, um die das Wälzlagerelement 32 drehen kann.
Um die Leitschaufeln 24 der Einrichtung der variablen Turbinengeometrie 12 in eine vorbestimmte Position zu drehen, um den Strömungsguerschnitt der Turbine geeignet einzustellen, weist das Verstellringelement 36 beispielsweise entsprechende Aussparungen 64 auf. Das Verstellringelement 36 kann dabei mit einer jeweiligen Aussparung 64 ein entsprechendes Hebel- element der Hebelelementeinrichtung 40 aufnehmen. Wird, wie zuvor beschrieben, das Verstellringelement 36 gedreht, so bewegt es das jeweilige Hebelelement entsprechend mit und mit ihm die zugeordnete Leitschaufel 24. Das Verstellringelement 36 wird hierbei über einen geeigneten Aktuator (nicht dargestellt) gedreht.
Wie in der ersten Ausführungsform weist auch in der zweiten Ausführungsform das Distanzelement 34 eine entsprechende Auf- nähme 74 für das Wälzkörperelement 32 auf. Dabei wird beispielsweise ein Bereich des Wälzkörperelements 32 freigelassen, auf dem das Verstellringelement 36 abrollen bzw. abwälzen kann.
Indem das Wälzkörperelement 32 nicht mehr auf einem separaten Stift läuft, sondern stattdessen auf einem Befestigungselement 44 der Einrichtung der variablen Turbinengeometrie VTG 12, können die Herstellungskosten verringert werden. Hierbei kann gleichzeitig mindestens die gleiche Funktionalität er- zielt werden.
Dies kann außerdem dadurch unterstützt werden, indem der Werkstoff oder die Werkstoffkombination, die für die Ver- schraubungen aufgrund der Betriebstemperatur verwendet wer- den, vergleichbar bzw. ähnlich dem Werkstoff oder der Werkstoffkombination sind aus dem die Stifte 66 sind, die die Achse z.B. der zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform bilden .
Als Werkstoffe für das Befestigungselement 44, d.h. die Befestigungsschraube oder die Stiftschraube, kann beispielsweise Nimonic 80, 90, 100, 110 usw. sowie andere hochtemperaturbeständige Schraubenwerkstoffe verwendet werden, wie beispielsweise 2.4952, 1.4980 usw. um nur einige weitere Bei- spiele für hochtemperaturbeständige Werkstoffe zu nennen.
Das Wälzkörperelement 32 kann beispielsweise ein Drehteil aus einem entsprechend temperaturbeständigen Metall bzw. Metall- legierung sein oder auch ein Sinterteil usw.. Des Weiteren kann das Wälzkörperelement 32 auch aus einer Werkstoffkombi- nation hergestellt werden, die einerseits entsprechend temperaturbeständig ist und andererseits ein Drehen des Wälzkör- perelements 32 auf dem Befestigungselement 44 erlaubt und ein Abrollen bzw. Abwälzen des Verstellringelements 36.
Obwohl die vorliegende Erfindung vorstehend anhand der bevorzugten Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar. Die zuvor beschriebenen Ausführungsformen sind dabei miteinander kombinierbar, insbesondere einzelne Merkmale davon .
Insbesondere ist die Erfindung nicht auf eine Kombination und Anordnung bzw. Ausführung der Elemente 26, 28, 30, 32, 34, 36 beschränkt, wie sie in den Fig. 1-6 dargestellt sind. Entscheidend ist, dass das Wälzkörperelement 32 statt auf einem separaten Stift auf einem Befestigungselement 44 für eine va- riable Turbinengeometrie 12 angeordnet ist, wobei beispielsweise eine Verstelleinrichtung, wie ein Verstellringelement 36, auf dem Wälzkörperelement 32 abrollen bzw. abwälzen kann. Dabei kann beispielsweise statt einem Distanzelement 34 oder zusätzlich zu diesem der erste Schaufellagerring 26 mit einer Aufnahme für das Wälzkörperelement 32 versehen sein. Das Distanzelement 34 kann beispielsweise lediglich zum Einstellen eines Abstands des Wälzkörperelements 32 und der anderen Teile 26, 28, 30 der variablen Turbinengeometrie vom Lagergehäuse 20 vorgesehen sein. Des Weiteren kann die Erfindung auf eine Vielzahl von Ausgestaltungen der variablen Turbinengeometrie angewendet werden. Die Erfindung ist nicht auf eine Ausgestaltung aus zwei Schaufellagerringen 26, 28 mit einer Distanzhülse 30 dazwischen und Leitschaufeln beschränkt, die über das Verstellringelement 36 und eine damit verbundenen Hebelelementeinrichtung 40 betätigt werden.

Claims

Patentansprüche
1. Turbolader (10) mit einer variablen Turbinengeometrie (12), wobei der Turbolader aufweist: wenigstens ein oder mehrere Wälzkörperelemente (32), welche jeweils auf einem zugeordneten Befestigungselement (44) der variablen Turbinengeometrie (12) angeordnet sind, wobei eine Verstelleinrichtung (36) der variablen Turbinengeometrie (12) auf dem jeweiligen Wälzkörperelement (32) abwälzen bzw. ab- rollen kann.
2. Turbolader nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Wälzkörperelement (32) auf einem Schaft (54) des zu- geordneten Befestigungselements (44) drehbar angeordnet ist, wobei die Verstelleinrichtung (36), beispielsweise in Form eines Verstellringelements, auf der Außenseite (38) des Wälzkörperelements (32) abwälzen bzw. abrollen kann.
3. Turbolader nach wenigstens einem der Ansprüche 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Befestigungselement (44) bzw. die Befestigungselemente (44) die variable Turbinengeometrie (12) an dem Turboladergehäuse befestigen, beispielsweise an einem Lagergehäuse (20) des Turboladers (10).
4. Turbolader nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die variable Turbinengeometrie (12) beispielsweise zwei Schaufellagerringe (26, 28) aufweist mit jeweils einem dazwischen angeordneten Distanzstück (30), das jeweilige Wälzkörperelement (32) und wahlweise ein entsprechendes Distanzelement (34) in welchem das zugeordnete Wälzkörperelement (32) aufgenommen ist, wobei die Teile jeweils eine Öffnung (48) aufweisen, durch die das jeweilige Befestigungselement (44) hindurchführbar ist, um die Teile am Ende an dem Gehäuse (20) des Turboladers (10) zu befestigen.
5. Turbolader nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Distanzelement (34) eine Aufnahme (74) aufweist, in der das Wälzkörperelement (32) teilweise aufgenommen ist, wo- bei das Distanzelement (34) und/oder das Wälzkörperelement (32) wahlweise einen Absatz (62, 60) aufweisen, wobei die Verstelleinrichtung (36) beispielsweise zwischen den beiden Absätzen (62, 60) des Distanzelements (34) und des Wälzkörperelements (32) anordenbar ist.
6. Turbolader nach wenigstens einem der Ansprüche 4 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Schaft (54) des Befestigungselements (44) beispielsweise im Bereich der Öffnung (48) des ersten Schaufellage- rings (26), des zweiten Schaufellagerings (28), des Distanzstücks (30), des Distanzelements (34) und/oder des Wälzkörperelements (32) dünner bzw. schmäler ausgeführt ist.
7. Turbolader nach wenigstens einem der Ansprüche 4 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Schaft (54) des Befestigungselements (44) im Bereich der Öffnung (48) des ersten Schaufellagerings (26), des zweiten Schaufellagerrings (28), des Distanzstücks (30) und/oder des Distanzelements (34) einen Vorsprung (56) aufweist, zum Justieren des jeweiligen Teils.
8. Turbolader nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Schaft (54) des Befestigungselements (44) an seinem Ende einen Gewindeabschnitt (50) aufweist, um das Befestigungselement (44) mit dem Turboladergehäuse (20) zu ver- schrauben .
9. Turbolader nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Distanzelement (34) auf einem Absatz (58) des Turboladergehäuses (20) angeordnet ist.
10. Turbolader nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Schaft (54) des Befestigungselements (44) beispielsweise ein oder zwei Auflageflächen (72) aufweist, um die das Wälzkörperelement (32) drehbar angeordnet ist.
11. Turbolader nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Befestigungselement (44) beispielsweise eine Schrau- be (46) mit einem Schraubenkopf oder eine Stiftschraube (66) mit einer Mutter (68) ist.
12. Turbolader nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Befestigungselement (44) einen hochtemperaturbeständigen Werkstoff oder Werkstoffkombination aufweist oder daraus hergestellt ist, beispielsweise Nimonic 80, 90, 100, 110, dem Schraubenwerkstoffe 249/52, 49/80.
13. Turbolader nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Wälzkörperelement beispielsweise ein Drehteil oder eine Sinterteil ist, beispielsweise aus einem hochtemperaturbeständigen Werkstoff oder Werkstoffkombination .
PCT/EP2009/052935 2008-03-18 2009-03-12 Turbolader mit einer variablen turbinengeometrie vtg Ceased WO2009115451A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12/922,926 US8727711B2 (en) 2008-03-18 2009-03-12 Turbocharger with a variable turbine geometry VTG
CN200980109506.3A CN101978136B (zh) 2008-03-18 2009-03-12 具有可变涡轮几何形状vtg的涡轮增压器

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102008014678.1A DE102008014678B4 (de) 2008-03-18 2008-03-18 Turbolader mit einer variablen Turbinengeometrie VTG
DE102008014678.1 2008-03-18

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2009115451A1 true WO2009115451A1 (de) 2009-09-24

Family

ID=40688498

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2009/052935 Ceased WO2009115451A1 (de) 2008-03-18 2009-03-12 Turbolader mit einer variablen turbinengeometrie vtg

Country Status (4)

Country Link
US (1) US8727711B2 (de)
CN (1) CN101978136B (de)
DE (1) DE102008014678B4 (de)
WO (1) WO2009115451A1 (de)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009065763A3 (de) * 2007-11-21 2010-01-14 Bosch Mahle Turbo Systems Gmbh & Co. Kg Ladeeinrichtung
DE102009052982A1 (de) * 2009-10-31 2011-05-05 Bosch Mahle Turbo Systems Gmbh & Co. Kg Variable Turbinen- und/oder Verdichtergeometrie
DE102010004622A1 (de) * 2010-01-14 2011-07-21 Bosch Mahle Turbo Systems GmbH & Co. KG, 70376 Variable Turbinen- und/oder Verdichtergeometrie
WO2018102244A1 (en) * 2016-11-30 2018-06-07 Borgwarner Inc. Turbine with variable turbine geometry

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008000776B4 (de) * 2008-01-21 2022-04-14 BMTS Technology GmbH & Co. KG Turbine mit varialber Turbinengeometrie, insbesondere für einen Abgasturbolader, sowie Abgasturbolader
DE102008051041B4 (de) * 2008-10-09 2014-03-13 Continental Mechanical Components Germany Gmbh Turbolader mit Befestigungselementen zum Befestigen von Schaufellagerringen einer variablen Turbinengeometrie VTG
JP5527306B2 (ja) * 2011-11-04 2014-06-18 トヨタ自動車株式会社 可変容量型ターボチャージャ
US9530525B2 (en) * 2012-04-18 2016-12-27 Bwxt Nuclear Operations Group, Inc. Locking fastener for securing components in a nuclear reactor
JP6163789B2 (ja) * 2013-03-01 2017-07-19 株式会社Ihi 可変ノズルユニット及び可変容量型過給機
US10294856B2 (en) * 2013-11-26 2019-05-21 Borgwarner Inc. VTG turbocharger with wastegate controlled by a common actuator
JP6331736B2 (ja) * 2014-06-13 2018-05-30 株式会社Ihi 可変ノズルユニット及び可変容量型過給機
JP6476615B2 (ja) * 2014-07-04 2019-03-06 株式会社Ihi 可変ノズルユニット及び可変容量型過給機
DE102014218342A1 (de) * 2014-09-12 2016-03-17 Bosch Mahle Turbo Systems Gmbh & Co. Kg Variable Turbinen- und/oder Verdichtergeometrie für einen Abgasturbolader
JP6768287B2 (ja) * 2014-11-21 2020-10-14 ボーグワーナー インコーポレーテッド 一軸のセルフセンタリングピボット部を有する可変タービンジオメトリベーン
US10329948B2 (en) * 2016-02-10 2019-06-25 Borgwarner Inc. Stamped variable geometry turbocharger lever using retention collar
US20170234153A1 (en) * 2016-02-17 2017-08-17 Borgwarner Inc. Guide Apparatus for a Turbocharger Including a Vane Lever Integrated Adjustment Ring Axial Travel Stop
EP3535480B1 (de) * 2016-11-02 2021-06-23 Borgwarner Inc. Turbine mit einem mehrteiligen turbinengehäuse
US10570759B2 (en) * 2017-07-10 2020-02-25 GM Global Technology Operations LLC Variable-geometry turbine housing intake channel for an exhaust driven turbocharger
DE102017118795B4 (de) 2017-08-17 2025-01-02 Ihi Charging Systems International Gmbh Verstellbarer Leitapparat für eine Turbine, Turbine für einen Abgasturbolader und Abgasturbolader
DE102017118794B4 (de) * 2017-08-17 2025-01-02 Ihi Charging Systems International Gmbh Verstellbarer Leitapparat für eine Turbine, Turbine für einen Abgasturbolader und Abgasturbolader
US11136997B2 (en) * 2019-07-23 2021-10-05 Ford Global Technologies, Llc Methods and systems for a compressor housing
DE102021108686A1 (de) * 2021-04-07 2022-10-13 Borgwarner Inc. Turbinenanordnung mit separater leiteinrichtung
DE102021121533A1 (de) 2021-08-19 2023-02-23 Ihi Charging Systems International Gmbh Abgasturbolader mit verstellbarem Leitapparat

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6145313A (en) * 1997-03-03 2000-11-14 Allied Signal Inc. Turbocharger incorporating an integral pump for exhaust gas recirculation
EP1536103A1 (de) * 2003-11-28 2005-06-01 BorgWarner Inc. Strömungsmaschine mit Leitgitter und Befestigungseinrichtung dafür
DE102004023210A1 (de) * 2004-05-11 2005-12-08 Volkswagen Ag Abgasturbolader für eine Brennkraftmaschine mit variabler Turbinengeometrie
WO2008118833A1 (en) * 2007-03-26 2008-10-02 Honeywell International Inc. Variable-vane assembly having fixed axial-radial guides and fixed radial-only guides for unison ring
WO2009065763A2 (de) * 2007-11-21 2009-05-28 Bosch Mahle Turbo Systems Gmbh & Co. Kg Ladeeinrichtung

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1308144A (en) * 1969-06-11 1973-02-21 Pilkington Brothers Ltd Manufacture of all glass welded double glazing units
US4804316A (en) * 1985-12-11 1989-02-14 Allied-Signal Inc. Suspension for the pivoting vane actuation mechanism of a variable nozzle turbocharger
CA1270120A (en) * 1985-12-11 1990-06-12 Alliedsignal Inc. Suspension for the pivoting vane actuation mechanism of a variable nozzle turbocharger
DE3941715A1 (de) * 1989-12-18 1991-06-20 Porsche Ag Abgasturbolader fuer eine brennkraftmaschine
JP3842943B2 (ja) * 2000-01-24 2006-11-08 三菱重工業株式会社 可変ターボチャージャ
DE10262006B4 (de) * 2002-03-05 2005-09-22 Borgwarner Turbo Systems Gmbh Turbolader für Fahrzeuge mit verbesserter Aufhängung für den Betätigungsmechanismus der variablen Düsen
DE50205914D1 (de) 2002-08-26 2006-04-27 Borgwarner Inc Verstellbares Leitgitter für eine Turbineneinheit
DE10311205B3 (de) * 2003-03-14 2004-09-16 Man B & W Diesel Ag Leitapparat für eine Radialturbine
DE10337495B4 (de) * 2003-08-14 2016-09-22 Volkswagen Ag Abgasturbolader für eine Brennkraftmaschine
DE10337491A1 (de) * 2003-08-14 2005-03-17 Volkswagen Ag Abgasturbolader für eine Brennkraftmaschine
DE102004023279A1 (de) * 2004-05-11 2005-12-01 Volkswagen Ag Abgasturbolader für eine Brennkraftmaschine mit variabler Turbinengeometrie
DE102004037082A1 (de) * 2004-07-30 2006-03-23 Volkswagen Ag Abgasturbolader mit variabler Turbinengeometrie
JP4275081B2 (ja) * 2005-02-10 2009-06-10 三菱重工業株式会社 可変容量型排気ターボ過給機のスクロール構造及びその製造方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6145313A (en) * 1997-03-03 2000-11-14 Allied Signal Inc. Turbocharger incorporating an integral pump for exhaust gas recirculation
EP1536103A1 (de) * 2003-11-28 2005-06-01 BorgWarner Inc. Strömungsmaschine mit Leitgitter und Befestigungseinrichtung dafür
DE102004023210A1 (de) * 2004-05-11 2005-12-08 Volkswagen Ag Abgasturbolader für eine Brennkraftmaschine mit variabler Turbinengeometrie
WO2008118833A1 (en) * 2007-03-26 2008-10-02 Honeywell International Inc. Variable-vane assembly having fixed axial-radial guides and fixed radial-only guides for unison ring
WO2009065763A2 (de) * 2007-11-21 2009-05-28 Bosch Mahle Turbo Systems Gmbh & Co. Kg Ladeeinrichtung

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009065763A3 (de) * 2007-11-21 2010-01-14 Bosch Mahle Turbo Systems Gmbh & Co. Kg Ladeeinrichtung
US8845279B2 (en) 2007-11-21 2014-09-30 Bosch Mahle Turbo Systems Gmbh & Co. Kg Supercharger device
DE102009052982A1 (de) * 2009-10-31 2011-05-05 Bosch Mahle Turbo Systems Gmbh & Co. Kg Variable Turbinen- und/oder Verdichtergeometrie
EP2317081A3 (de) * 2009-10-31 2012-04-04 Bosch Mahle Turbo Systems GmbH & Co. KG Variable Turbinen- und/oder Verdichtergeometrie
DE102010004622A1 (de) * 2010-01-14 2011-07-21 Bosch Mahle Turbo Systems GmbH & Co. KG, 70376 Variable Turbinen- und/oder Verdichtergeometrie
DE102010004622B4 (de) * 2010-01-14 2014-02-13 Bosch Mahle Turbo Systems Gmbh & Co. Kg Variable Turbinen- und/oder Verdichtergeometrie
DE102010004622B8 (de) * 2010-01-14 2014-04-17 Bosch Mahle Turbo Systems Gmbh & Co. Kg Variable Turbinen- und/oder Verdichtergeometrie
WO2018102244A1 (en) * 2016-11-30 2018-06-07 Borgwarner Inc. Turbine with variable turbine geometry
US11060413B2 (en) 2016-11-30 2021-07-13 Borgwarner Inc. Turbine with variable turbine geometry

Also Published As

Publication number Publication date
CN101978136B (zh) 2014-05-28
DE102008014678A1 (de) 2010-04-15
US20110014033A1 (en) 2011-01-20
DE102008014678B4 (de) 2014-08-14
US8727711B2 (en) 2014-05-20
CN101978136A (zh) 2011-02-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102008014678B4 (de) Turbolader mit einer variablen Turbinengeometrie VTG
EP3350464B1 (de) Planetengetriebe für eine windkraftanlage mit gleitgelagerten planetenrädern
DE102010038185B4 (de) Düseneinrichtung eines Turboladers variabler Geometrie
DE3618331A1 (de) Betaetigungshebel fuer ein paar verstellbare leitschaufeln
WO2011057949A1 (de) Axiallageranordnung für eine welle eines turboladers
DE10324166B4 (de) Rotorblattanschluss
EP1520959B1 (de) Turbokompressor mit verstellbaren Leitschaufeln
DE102008020932A1 (de) Turbolader mit einer variablen Turbinengeometrie VTG
AT524520B1 (de) Gleitlagerung, sowie eine mit der Gleitlagerung ausgestattete Gondel für eine Windkraftanlage
EP2499379A2 (de) Turboladergehäuse und werkzeugeinrichtung zur bearbeitung des turboladergehäuses
DE102016216496A1 (de) Gewindetrieb
DE10141457A1 (de) Einstellanordnung für Axialspiel und Vorbelastung bei Lagern
DE2811659C3 (de) Strömungsregulator
WO2010040643A1 (de) Turbolader mit befestigungselementen zum befestigen von schaufellagerringen einer variablen turbinengeometrie vtg
DE10313167B4 (de) Leitschaufelverstellung für Turbolader mit variabler Turbinengeometrie
EP3194800B1 (de) Bremsvorrichtung und bremsbacke
DE102013011106A1 (de) Abgasturbolader
EP2317081B1 (de) Variable Turbinen- und/oder Verdichtergeometrie
DE102007052735B4 (de) Ladeeinrichtung
DE102015216306A1 (de) Leitschaufel für eine variable Turbinengeometrie, Verfahren zur Herstellung einer Leitschaufel und Turbolader mit einer Leitschaufel
DE102007027455A1 (de) Turbolader mit wenigstens einem Einstellteil zum Einstellen eines Spalts an einem Laufrad
EP3999749B1 (de) Folienlager
DE10214569A1 (de) Statorschaufelsegmentbefestigung für eine Gasturbine
DE102021121462A1 (de) Verstellbare Leitschaufel für eine Gasturbine, Gasturbine und Verfahren zur Montage einer verstellbaren Leitschaufel für eine Gasturbine
DE102010013697B4 (de) Turbolader

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 200980109506.3

Country of ref document: CN

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 09721652

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 12922926

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 09721652

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1