DE102017218050B4 - Turboladereinrichtung mit Federelement zum Verspannen des Leitapparates gegen das Turbinengehäuse und Federelement - Google Patents
Turboladereinrichtung mit Federelement zum Verspannen des Leitapparates gegen das Turbinengehäuse und Federelement Download PDFInfo
- Publication number
- DE102017218050B4 DE102017218050B4 DE102017218050.1A DE102017218050A DE102017218050B4 DE 102017218050 B4 DE102017218050 B4 DE 102017218050B4 DE 102017218050 A DE102017218050 A DE 102017218050A DE 102017218050 B4 DE102017218050 B4 DE 102017218050B4
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- spring element
- bearing housing
- housing
- diffuser
- 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.)
- Active
Links
Images
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
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D17/00—Regulating or controlling by varying flow
- F01D17/10—Final actuators
- F01D17/12—Final actuators arranged in stator parts
- F01D17/14—Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits
- F01D17/16—Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits by means of nozzle vanes
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
- F01D25/16—Arrangement of bearings; Supporting or mounting bearings in casings
-
- 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
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2220/00—Application
- F05B2220/40—Application in turbochargers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2240/00—Components
- F05B2240/10—Stators
- F05B2240/12—Fluid guiding means, e.g. vanes
- F05B2240/123—Nozzles
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2240/00—Components
- F05B2240/50—Bearings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2220/00—Application
- F05D2220/40—Application in turbochargers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2250/00—Geometry
- F05D2250/90—Variable geometry
-
- 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
- F05D2260/00—Function
- F05D2260/30—Retaining components in desired mutual position
- F05D2260/38—Retaining components in desired mutual position by a spring, i.e. spring loaded or biased towards a certain position
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Supercharger (AREA)
Abstract
Turboladereinrichtung, insbesondere für einen Abgasturbolader eines Verbrennungsmotors, mit einem Lagergehäuse (2), einer im Lagergehäuse (2) drehbar gelagerten Welle (9), einem auf der Welle (9) angeordneten Turbinenrad (8), einem Turbinengehäuse (6) für das Turbinenrad (8), einem zwischen Lagergehäuse (2) und Turbinengehäuse (6) angeordneten Leitapparat einer variablen Turbinengeometrie und einem zwischen Lagergehäuse (2) und Leitapparat angeordneten ringförmigen Federelement (1) zur axialen Verspannung des Leitapparates gegen das Turbinengehäuse (6), wobei das ringförmige Federelement (1) zwischen dem Lagergehäuse (2) und einem Schaufellagerring (3) des Leitapparates angeordnet ist und sich radial außen am Lagergehäuse (2) und radial innen an dem Schaufellagering (3) des Leitapparates abstützt, wobei das ringförmige Federelement (1) einen ringförmigen radialen Außenflansch (10) in Anlage mit dem Lagergehäuse (2) und eine Vielzahl von Laschen aufweist, die sich hiervon über einen Abschnitt (12) schräg radial einwärts in Richtung auf den Leitapparat erstrecken und einen sich daran anschließenden parallel zum ringförmigen Außenflansch (10) verlaufenden radialen Innenflansch (11) aufweisen, mit dem sie mit dem Schaufellagerring (3) in Anlage treten, wobei der radiale Innenflansch (11) jeder Lasche flächig an einem axial vorstehenden Abschnitt (17) des Schaufellagerringes (3) anliegt, dadurch gekennzeichnet, dass jeder radiale Innenflansch (11) einen sich hieran anschließenden abgewinkelten Federarmabschnitt (13) besitzt, mit dem er den axial vorstehenden Abschnitt (17) umgreift, wobei der abgewinkelte Federarmabschnitt (13) einen inneren Federarm (18) und einen äußeren Federarm (19) aufweist, womit er sich sowohl am Lagergehäuse (2) als auch am Schaufellagerring (3) abstützt.
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft eine Turboladereinrichtung, insbesondere für einen Abgasturbolader eines Verbrennungsmotors, mit einem Lagergehäuse, einer im Lagergehäuse drehbar gelagerten Welle, einem auf der Welle angeordneten Turbinenrad, einem Turbinengehäuse für das Turbinenrad, einem zwischen Lagergehäuse und Turbinengehäuse angeordneten Leitapparat einer variablen Turbinengeometrie und einem zwischen Lagergehäuse und Leitapparat angeordneten ringförmigen Federelement zur axialen Verspannung des Leitapparates gegen das Turbinengehäuse, wobei sich das ringförmige Federelement radial außen am Lagergehäuse und radial innen an einem Bauteil des Leitapparates abstützt.
- In modernen Kraftfahrzeugen werden zunehmend sogenannte Abgasturbolader mit variablen Turbinengeometrien (VTG) eingesetzt, bei welchen die Leistungsabgabe und das Ansprechverhalten an unterschiedliche Betriebsbedingungen des Verbrennungsmotors angepasst werden können. Die dabei eingesetzten variablen Turbinengeometrien weisen einen Leitapparat mit drehbaren Leitschaufeln auf und sind üblicherweise mittels eines Federelementes, insbesondere mittels einer Tellerfeder, gegenüber einem Turbinengehäuse der Turboladereinrichtung verspannt.
- So ist beispielsweise aus der
DE 10 2008 064 299 A1 eine Turboladereinrichtung bekannt, bei der eine einstückige Tellerfeder einen Leitschaufelring der variablen Turbinengeometrie gegen das Turbinengehäuse drückt. Die einstückig ausgebildete Tellerfeder besitzt einen umgebogenen Randbereich, der einen Federschenkel bildet, während ein Schutzschenkel der Tellerfeder als Hitzeschutz für den Federschenkel ausgebildet ist. Der Federschenkel stützt sich dabei radial innen am Lagergehäuse und radial außen am Leitapparat der variablen Turbinengeometrie ab und verspannt diesen gegen das Turbinengehäuse. - Aus der
DE 10 2008 005 404 A1 ist eine Turboladereinrichtung bekannt, bei der zwischen dem Leitapparat und dem Lagergehäuse zwei Tellerfedern angeordnet sind, welche sich mit ihrem einen Ende am Leitapparat abstützen, wobei eine erste Tellerfeder in radialer Richtung zwischen der Drehachse des Turbinenrades und den Schwenklagern der Leitschaufeln angeordnet ist und eine zweite Tellerfeder in radialer Richtung auf der von der Drehachse des Turbinenrades abgewandten Seite der Schwenklager angeordnet ist. Beide Tellerfedern dichten einen mit einem Verstellmechanismus des Leitapparates versehenen Verstellraum gegenüber dem Strömungskanal ab. - In Abgasturboladern mit einer variablen Turbinengeometrie (VTG) werden oft Leitapparate eingesetzt, die eine Kartuschen-Bauform aufweisen. Zur Befestigung der Kartusche benötigt man eine Zentrierung (koaxiale Ausrichtung von Kartusche und Turboladerachse), eine rotatorische Ausrichtung (Sicherung gegen Verdrehen) sowie eine axiale Fixierung bzw. Positionierung der Kartusche relativ zum Turbinenrad.
- Um die Funktionalität der Kartusche, d.h. eine Schaufelverstellung bei geringer Hysterese sowie geringem Verschleiß, zu gewährleisten, ist es wesentlich, dass die auf die Kartusche im Betrieb ausgeübten Zwangskräfte minimal sind. Das können zum einen Zwangskräfte aus dem Anbau am Motor sein (Abgasanlage, zusätzlich Verrohrung), zum anderen Kräfte, die aus der Befestigung herrühren und einen thermischen Ausgleich zwischen den Bauteilen mit unterschiedlichen Wärmedehnungen verhindern bzw. einschränken.
- Es hat sich dabei in der Praxis als zielführend erwiesen, den Leitapparat bzw. die Kartusche mittels eines federnden Elementes gegen das Turbinengehäuse zu drücken und somit axial relativ zum Turbinenrad zu positionieren. Ein derartiger Stand der Technik ist in den vorstehend erwähnten Veröffentlichungen beschrieben.
- Das in der vorstehend erwähnten
DE 10 2008 064 299 A1 beschriebene Federelement ist als Hitzeschild mit integrierter Tellerfederfunktion ausgebildet, welches sich radial innen am Lagergehäuse und radial außen am Schaufellagerring des Leitapparates abstützt. Durch die federnden Eigenschaften des Bauteiles können Deformationen im Gesamtsystem (durch äußere Kräfte bzw. thermische Dehnungen) ausgeglichen werden. Durch die Anforderung nach höheren Abgastemperaturen kommt es jedoch zu einer steigenden thermischen Belastung der einzelnen Bauteile. Speziell bei einem derartigen Federelement kann es passieren, dass dieses unter erhöhten Abgastemperaturen die Kraft zur Befestigung nicht mehr aufbringen kann, da hierbei der die Verspannung bewirkende Federschenkel radial außen am Leitapparat und radial innen am Lagergehäuse anliegt. - Bei der in der
DE 10 2008 005 404 A1 beschriebenen Anordnung stützt sich zwar die radial äußere Tellerfeder radial außen am Lagergehäuse und radial innen am Leitschaufelring des Leitapparates ab, jedoch weist hierbei die Tellerfeder ein umlaufend geschlossenes und flächiges Profil auf, mit dem zwar der entsprechende Strömungskanal des Turbinengehäuses abgedichtet wird, sich jedoch aufgrund der geschlossenen Bauweise Verbesserungswünsche in Bezug auf eine optimale Funktionsweise ergeben. - Auch die Druckschrift
JP 2010 229 908 A - Das Dokument
DE 10 2007 057 309 A1 betrifft ein Hitzeschild für einen Turbolader, der in Form einer Scheibe oder einer ein- oder mehrfach abgestuften Topfform ausgebildet ist, wobei ein Außenrand vorgesehen ist, wobei an dem Außenrand ein Federarm ausgebildet ist, zur Klemmfixierung des Hitzeschildes zwischen Lagergehäuse und Turbinengehäuse des Turboladers. - Die Druckschrift
DE 10 2009 012 065 A1 beschreibt einen Turbolader mit variabler Turbinengeometrie, wobei ein Leitschaufelträger mittels eines Federelement gegen Anschlagelemente verspannt ist wobei das Federelement als Kragfeder mit zumindest zwei Biegeschenkeln ausgebildet ist. - Schließlich offenbart auch Dokument
JP 2017 67 033 A - Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Turboladereinrichtung der eingangs beschriebenen Art vorzusehen, bei der eine weitgehend belastungsarme funktionsoptimierte Wirkungsweise des vorgesehenen Federelementes erreicht ist.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Turboladereinrichtung der angegebenen Art dadurch gelöst, dass das ringförmige Federelement zwischen dem Lagergehäuse und einem Schaufellagerring des Leitapparates angeordnet ist und sich radial außen am Lagergehäuse und radial innen an dem Schaufellagering des Leitapparates abstützt. Das ringförmige Federelement weist einen ringförmigen radialen Außenflansch in Anlage mit dem Lagergehäuse und eine Vielzahl von Laschen aufweist, die sich hiervon über einen Abschnitt schräg radial einwärts in Richtung auf den Leitapparat erstrecken und einen sich daran anschließenden parallel zum ringförmigen Außenflansch verlaufenden radialen Innenflansch aufweisen, mit dem sie mit dem Schaufellagerring in Anlage treten. Dabei liegt der radiale Innenflansch jeder Lasche flächig an einem axial vorstehenden Abschnitt des Schaufellagerringes an und besitzt einen sich hieran anschließenden abgewinkelten Federarmabschnitt besitzt, mit dem er den axial vorstehenden Abschnitt umgreift, wobei der abgewinkelte Federarmabschnitt einen inneren Federarm und einen äußeren Federarm aufweist, womit er sich sowohl am Lagergehäuse als auch am Schaufellagerring abstützt.
- Um eine besonders gleichmäßige Kraft auf den Leitapparat zu realisieren, wird erfindungsgemäß ein Federelement vorgeschlagen, das einer Ausrückfeder (beispielsweise einer PKW-Kupplung) ähnelt. Das Federelement hat einen ringförmigen radialen Außenflansch in Form eines geschlossenen bzw. durchlaufenden äußeren Ringes, der am Lagergehäuse anliegt.
- Radial nach innen kragen Federlaschen aus, die auf ein entsprechendes Bauteil des Leitapparates drücken. Die Federlaschen zentrieren das Federelement relativ zum Lagergehäuse und/oder in Bezug auf das entsprechende Bauteil des Leitapparates.
- Insgesamt ist das ringförmige Federelement in einem radial äußeren Bereich der Turboladereinrichtung angeordnet, so dass sich eine geringe Temperaturbelastung des Federelementes ergibt, und es kann über den gesamten Betriebsbereich der Turbine eine gleichmäßig hohe Kraft auf den Leitapparat und damit auf das Turbinengehäuse ausgeübt werden. Darüber hinaus ist das Federelement im radial äußeren Bereich kühler als im inneren Bereich, was zu einem geringeren Kraftabfall führt, so dass das Federelement versucht, sich im heißen Zustand aufgrund der stärkeren Wärmedehnung innen aufzurichten (größere Federhöhe und somit höhere Kraft). Durch die zentralere Anordnung der Krafteinleitung kommt es zu einer geringeren Deformation der Bauteile und einem gleichmäßigeren Schaufelspalt, was wiederum eine Spaltreduktion und somit einen besseren Wirkungsgrad zur Folge haben kann.
- Wesentlich für die Erfindung ist, dass das Federelement radial außen am kalten Bauteil (Lagergehäuse) und radial innen am heißen Bauteil (Leitapparat, VTG-Kartusche) anliegt.
- Dabei besitzen die Laschen einen sich schräg radial einwärts in Richtung auf den Leitapparat erstreckenden Abschnitt und einen sich hieran anschließenden insbesondere parallel zum ringförmigen Außenflansch verlaufenden radialen Innenflansch in Anlage mit dem Bauteil des Leitapparates. Der durchlaufende Außenflansch des Federelementes sowie die einzelnen Innenflansche der jeweiligen Laschen verlaufen somit insbesondere parallel zueinander und liegen flächig an entsprechenden Flächen des Lagergehäuses sowie des Leitapparates an. Sie haben einen radialen Abstand voneinander, der durch den Schrägabschnitt der Laschen überbrückt wird.
- Der ringförmige radiale Außenflansch kann als vollständig geschlossener durchlaufender Ring ausgebildet sein. Er kann jedoch auch Einschnitte bzw. Ausnehmungen zur Ausbildung der Laschen aufweisen. Die Einschnitte bzw. Ausnehmungen können dabei vom Innenumfang oder vom Außenumfang des Außenflansches ausgehen.
- Der radiale Innenflansch der Laschen besitzt erfindungsgemäß einen sich hieran anschließenden abgewinkelten Federarmabschnitt. Dieser Federarmabschnitt ist dabei zur Seite des Leitapparates hin umgebogen bzw. abgebogen.
- Gemäß der Erfindung ist das ringförmige Federelement zwischen dem Lagergehäuse und einem Schaufellagerring des Leitapparates angeordnet. Hierbei drücken die Laschen des ringförmigen Federelementes beispielsweise gegen den Schaufellagerring zwischen den einzelnen Schaufeln des Leitapparates. Dabei liegt der radiale Innenflansch der Laschen flächig an einem axial vorstehenden Abschnitt des Schaufellagerringes an und umgreift diesen mit dem abgewinkelten Federarmabschnitt. Der axial vorstehende Abschnitt des Schaufellagerringes steht dabei in Richtung auf das Lagergehäuse vor, und der abgewinkelte Federarmabschnitt der Lasche umgreift dabei den vorstehenden Abschnitt auf dessen radialer Innenseite in Richtung auf das Turbinengehäuse.
- Bereits vorstehend wurde erwähnt, dass der radiale Innenflansch der Laschen einen sich hieran anschließenden abgewinkelten Federarmabschnitt besitzt. Dieser abgewinkelte Federarmabschnitt stützt sich sowohl am Lagergehäuse als auch am Schaufellagerring ab. Die entsprechenden Federarmabschnitte der einzelnen Laschen zentrieren dabei den Leitapparat (die VTG-Kartusche) radial. Hierbei stützen sich die Federarmabschnitte sowohl am Lagergehäuse als auch am Schaufellagerring ab.
- Dabei sind die abgewinkelten Federarmabschnitte so ausgebildet, dass sie einen inneren Federarm und einen äußeren Federarm aufweisen. Dabei stützen sich die inneren Federarme am Schaufellagerring und die äußeren Federarme am Lagergehäuse ab oder auch umgekehrt.
Diese inneren und äußeren Federarme können entweder zusammen jeweils auf einer Federlasche oder abwechselnd auf benachbarten Federlaschen angeordnet sein. - Speziell kann das ringförmige Federelement über eine zusätzliche Lasche und/oder einen Stift in Umfangsrichtung am jeweiligen Bauteil des Leitapparates, insbesondere dem Leitschaufelring, fixiert sein. Hierdurch lässt sich eine Orientierung des Federelementes durchführen.
- Wie bereits eingangs erwähnt, ist es im Stand der Technik bekannt, das Federelement als Hitzeschild mit integrierter Tellerfederfunktion zu realisieren. Die vorliegende Erfindung wendet sich von diesem Prinzip ab und trennt die beiden Funktionen „Hitzeschild“ und „Federelement“. Es wird daher eine zweiteilige Komponente vorgesehen. Bei dieser Ausführungsform weist daher die erfindungsgemäße Turboladereinrichtung zusätzlich zu dem ringförmigen Federelement radial innerhalb hiervon ein als Hitzeschild dienendes Bauteil zwischen Lagergehäuse und Turbinenrad auf. Das als Hitzeschild dienende Bauteil erstreckt sich dabei vorzugsweise ringförmig um die Welle bis zu einem Schaufellagerring des Leitapparates, an dem bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform auch der Innenflansch der Laschen des radial außen angeordneten ringförmigen Federelementes anliegt. Das als Hitzeschild dienende Bauteil schirmt daher den direkt aneinandergrenzenden Bereich zwischen Lagergehäuse und Turbinenrad ab, während das radial außerhalb hiervon angeordnete ringförmige Bauelement die entsprechende Federfunktion ausübt und den Leitapparat, insbesondere den Leitschaufelring, gegen das Turbinengehäuse drückt bzw. verspannt.
- Das ringförmige Federelement drückt dabei insbesondere axial gegen das als Hitzeschild dienende Bauteil. Es hält damit dieses Bauteil in seiner axialen Position. Eine Federeigenschaft des als Hitzeschild dienenden Bauteiles ist somit nicht mehr erforderlich, so dass dieses auch aus einem kostengünstigeren Material gefertigt werden kann.
- Das ringförmige Federelement ist vorzugsweise aus warmfestem Blech mit Federeigenschaften hergestellt.
- Die vorliegende Erfindung betrifft des Weiteren ein ringförmiges Federelement zur axialen Verspannung eines Leitapparates einer variablen Turbinengeometrie gegen das Turbinengehäuse für eine erfindungsgemäße Turboladereinrichtung, wie vorausgehend beschrieben.
- Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung im Einzelnen erläutert. Es zeigen:
-
1 einen Vertikalschnitt durch einen Teil einer Turboladereinrichtung; -
2 eine vergrößerte Schnittansicht eines Teiles der1 ; -
3 eine Stirnansicht eines Teiles der Turboladereinrichtung in Richtung auf das Turbinenrad gesehen; und -
4 eine räumliche Ansicht des Teiles der Turboladereinrichtung der3 . -
1 zeigt eine Vertikalschnittansicht eines Teiles einer Turboladereinrichtung. Ein auf einer Welle9 angeordnetes Turbinenrad8 ist innerhalb eines Turbinengehäuses6 gelagert. Die Welle9 ist in einer entsprechenden Bohrung über Wellenlager9a in einem Lagergehäuse2 angeordnet. - Ferner besitzt die Turboladereinrichtung eine variable Turbinengeometrie (VTG) mit einem entsprechenden Leitapparat, mittels dem die Leistungsabgabe und das Ansprechverhalten des Laders an unterschiedliche Betriebsbedingungen des Verbrennungsmotors angepasst werden können. Die entsprechende variable Turbinengeometrie weist hierbei drehbare Leitschaufeln auf, die am Schaufellagerring
3 drehbar gelagert sind. Ferner sind ein Schaufelhebel5 und ein Verstellring4 dargestellt. - Zwischen dem Lagergehäuse
2 und dem Turbinenrad8 ist ein die Welle umgebendes Bauteil7 vorgesehen, das als Hitzeschild dient. Dieses Bauteil7 erstreckt sich radial nach außen bis zum Schaufellagerring3 . - Ferner ist zwischen dem Lagergehäuse
2 und dem Schaufellagerring3 der variablen Turbinengeometrie ein Federelement1 angeordnet, das den Schaufellagerring3 und damit den gesamten Leitapparat der variablen Turbinengeometrie gegen das Turbinengehäuse6 drückt. Die genaue Position und die Ausbildung des Federelementes1 sind in der vergrößerten Darstellung der2 gezeigt. Das Federelement1 liegt mit einem geschlossenen und durchlaufenden ringförmigen Außenflansch10 flächig am Lagergehäuse2 an. Hiervon erstreckt sich eine Vielzahl von Laschen schräg radial nach innen. Diese Laschen weisen einen Schrägabschnitt12 auf, an den sich ein radial verlaufender Innenflansch11 anschließt, der sich parallel zum Außenflansch10 erstreckt. An den Innenflansch11 schließt sich ein sich zum Schaufellagerring3 hin erstreckender abgewinkelter Federarmabschnitt13 an. - Der radiale Innenflansch
11 des Federelementes1 liegt flächig an einem vorstehenden Abschnitt17 des Schaufellagerringes3 an, wobei der abgewinkelte Federarmabschnitt13 diesen vorstehenden Abschnitt17 umgreift. - Die
3 und4 zeigen das Federelement1 in einer Stirnansicht und einer räumlichen Ansicht. Man erkennt, dass sich von dem umlaufenden ringförmigen Außenflansch10 fünf Laschen mit einem Schrägabschnitt12 und einem Innenflansch11 radial nach innen erstrecken, wobei der Innenflansch11 am vorstehenden Abschnitt17 des Schaufellagerringes3 anliegt. Der abgewinkelte Federarmabschnitt13 umfasst zwei äußere Federarme19 und einen inneren Federarm18 , die das Federelement1 sowohl am Lagergehäuse als auch am Schaufellagerring abstützen. Zur Fixierung bzw. Orientierung in Umfangsrichtung besitzt das Federelement1 eine zusätzliche Lasche15 , die mit einem Stift16 zusammenwirkt. - Das in den Figuren dargestellte Federelement
1 ähnelt einer Ausrückfeder einer PKW-Kupplung. Die von dem geschlossenen ringförmigen Außenflansch10 nach innen kragenden Federlaschen drücken auf den Schaufellagerring3 zwischen den einzelnen Leitschaufeln. Entscheidend für eine gute Funktionsweise des Federelementes ist, dass dieses mit seinem geschlossenen ringförmigen Außenflansch10 am Lagergehäuse2 anliegt, das hier als kaltes Bauteil anzusehen ist, und mit einer Vielzahl von durch die Laschen gebildeten Innenflanschen11 am Leitapparat der variablen Turbinengeometrie anliegt, der hierbei als heißes Bauteil anzusehen ist. Hierdurch ist die Feder im radial äußeren Bereich kühler als im radial inneren Bereich, was zu einem geringen Kraftabfall führt, da die Feder versucht, sich im heißen Zustand aufgrund der stärkeren Wärmedehnung im inneren Bereich aufzurichten.
Claims (9)
- Turboladereinrichtung, insbesondere für einen Abgasturbolader eines Verbrennungsmotors, mit einem Lagergehäuse (2), einer im Lagergehäuse (2) drehbar gelagerten Welle (9), einem auf der Welle (9) angeordneten Turbinenrad (8), einem Turbinengehäuse (6) für das Turbinenrad (8), einem zwischen Lagergehäuse (2) und Turbinengehäuse (6) angeordneten Leitapparat einer variablen Turbinengeometrie und einem zwischen Lagergehäuse (2) und Leitapparat angeordneten ringförmigen Federelement (1) zur axialen Verspannung des Leitapparates gegen das Turbinengehäuse (6), wobei das ringförmige Federelement (1) zwischen dem Lagergehäuse (2) und einem Schaufellagerring (3) des Leitapparates angeordnet ist und sich radial außen am Lagergehäuse (2) und radial innen an dem Schaufellagering (3) des Leitapparates abstützt, wobei das ringförmige Federelement (1) einen ringförmigen radialen Außenflansch (10) in Anlage mit dem Lagergehäuse (2) und eine Vielzahl von Laschen aufweist, die sich hiervon über einen Abschnitt (12) schräg radial einwärts in Richtung auf den Leitapparat erstrecken und einen sich daran anschließenden parallel zum ringförmigen Außenflansch (10) verlaufenden radialen Innenflansch (11) aufweisen, mit dem sie mit dem Schaufellagerring (3) in Anlage treten, wobei der radiale Innenflansch (11) jeder Lasche flächig an einem axial vorstehenden Abschnitt (17) des Schaufellagerringes (3) anliegt, dadurch gekennzeichnet, dass jeder radiale Innenflansch (11) einen sich hieran anschließenden abgewinkelten Federarmabschnitt (13) besitzt, mit dem er den axial vorstehenden Abschnitt (17) umgreift, wobei der abgewinkelte Federarmabschnitt (13) einen inneren Federarm (18) und einen äußeren Federarm (19) aufweist, womit er sich sowohl am Lagergehäuse (2) als auch am Schaufellagerring (3) abstützt.
- Turboladereinrichtung nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der ringförmige radiale Außenflansch (10) Einschnitte oder Ausnehmungen zur Ausbildung der Laschen aufweist. - Turboladereinrichtung nach
Anspruch 1 oder2 , dadurch gekennzeichnet, dass die Laschen des ringförmigen Federelementes (1) gegen den Schaufellagerring (3) zwischen den Schaufeln des Leitapparates drücken. - Turboladereinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das ringförmige Federelement (1) über eine zusätzliche Lasche (15) und einen Stift (16) in Umfangsrichtung am Bauteil des Leitapparates fixiert ist.
- Turboladereinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie zusätzlich zu dem ringförmigen Federelement (1) radial innerhalb hiervon ein als Hitzeschild dienendes Bauteil (7) zwischen Lagergehäuse (2) und Turbinenrad (8) aufweist.
- Turboladereinrichtung nach
Anspruch 5 , dadurch gekennzeichnet, dass sich das als Hitzeschild dienende Bauteil (7) ringförmig um die Welle (9) bis zu dem Schaufellagerring (3) des Leitapparates erstreckt. - Turboladereinrichtung nach
Anspruch 5 oder6 , dadurch gekennzeichnet, dass das ringförmige Federelement (1) axial gegen das als Hitzeschild dienende Bauteil (7) drückt. - Turboladereinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das ringförmige Federelement (1) aus warmfestem Blech mit Federeigenschaften hergestellt ist.
- Ringförmiges Federelement (1) zur axialen Verspannung eines Leitapparates einer radialen Turbinengeometrie gegen das Turbinengehäuse (6) für eine Turboladereinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche.
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102017218050.1A DE102017218050B4 (de) | 2017-10-10 | 2017-10-10 | Turboladereinrichtung mit Federelement zum Verspannen des Leitapparates gegen das Turbinengehäuse und Federelement |
CN201880066469.1A CN111247314B (zh) | 2017-10-10 | 2018-09-10 | 具有用于抵靠涡轮机壳体夹紧引导装置的弹簧元件的涡轮增压器以及弹簧元件 |
US16/652,141 US11168579B2 (en) | 2017-10-10 | 2018-09-10 | Turbocharger device with spring element for clamping the guide device against the turbine housing, and spring element |
PCT/EP2018/074259 WO2019072464A1 (de) | 2017-10-10 | 2018-09-10 | Turboladereinrichtung mit federelement zum verspannen des leitapparates gegen das turbinengehäuse und federelement |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102017218050.1A DE102017218050B4 (de) | 2017-10-10 | 2017-10-10 | Turboladereinrichtung mit Federelement zum Verspannen des Leitapparates gegen das Turbinengehäuse und Federelement |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102017218050A1 DE102017218050A1 (de) | 2019-04-11 |
DE102017218050B4 true DE102017218050B4 (de) | 2021-11-04 |
Family
ID=63586683
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102017218050.1A Active DE102017218050B4 (de) | 2017-10-10 | 2017-10-10 | Turboladereinrichtung mit Federelement zum Verspannen des Leitapparates gegen das Turbinengehäuse und Federelement |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11168579B2 (de) |
CN (1) | CN111247314B (de) |
DE (1) | DE102017218050B4 (de) |
WO (1) | WO2019072464A1 (de) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3929407A1 (de) * | 2020-06-23 | 2021-12-29 | ABB Schweiz AG | Modularer düsenring für eine turbinenstufe einer strömungsmaschine |
US11732601B2 (en) * | 2021-12-06 | 2023-08-22 | Borgwarner Inc. | Variable turbine geometry assembly |
WO2024171506A1 (ja) * | 2023-02-15 | 2024-08-22 | 株式会社Ihi | 過給機 |
US11834955B1 (en) * | 2023-03-29 | 2023-12-05 | Borgwarner Inc. | Variable turbine geometry assembly |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0217A (ja) | 1987-11-12 | 1990-01-05 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | 面光源素子 |
JPH0433A (ja) | 1990-04-11 | 1992-01-06 | Nissan Motor Co Ltd | 粘度可変流体封入制御型エンジンマウント |
DE102007057309A1 (de) | 2007-11-28 | 2009-06-10 | Continental Automotive Gmbh | Hitzeschild und Turbolader mit einem Hitzeschild |
DE102008005404A1 (de) | 2008-01-21 | 2009-07-23 | Bosch Mahle Turbo Systems Gmbh & Co. Kg | Turbolader |
DE102008064299A1 (de) | 2008-12-20 | 2010-07-01 | Bosch Mahle Turbo Systems Gmbh & Co. Kg | Ladeeinrichtung |
DE102009012065A1 (de) | 2009-03-06 | 2010-09-09 | Bosch Mahle Turbo Systems Gmbh & Co. Kg | Ladeeinrichtung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einer variablen Turbinengeometrie |
JP2010229908A (ja) | 2009-03-27 | 2010-10-14 | Ihi Corp | 可変ノズル機構および可変容量型ターボチャージャ |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE502004006675D1 (de) * | 2004-09-21 | 2008-05-08 | Abb Turbo Systems Ag | Leitschaufelvorrichtung einer Strömungsmaschine und Strömungsmaschine |
JP5113770B2 (ja) * | 2006-03-14 | 2013-01-09 | ボーグワーナー インコーポレーテッド | ターボチャージャー |
DE102008000776B4 (de) | 2008-01-21 | 2022-04-14 | BMTS Technology GmbH & Co. KG | Turbine mit varialber Turbinengeometrie, insbesondere für einen Abgasturbolader, sowie Abgasturbolader |
US8079217B2 (en) * | 2008-11-24 | 2011-12-20 | Honeywell International Inc. | Turbocharger with variable turbine nozzle actuated by hydraulic and mechanical spring forces |
DE102009053237B4 (de) * | 2009-11-13 | 2016-01-14 | Continental Automotive Gmbh | Turbolader mit einer Lagerbockeinrichtung für ein in Längsrichtung geteiltes Turboladergehäuse |
KR20120086743A (ko) * | 2009-12-17 | 2012-08-03 | 가부시키가이샤 아이에이치아이 | 터보차저 |
DE102010054288A1 (de) * | 2009-12-22 | 2011-06-30 | Schaeffler Technologies GmbH & Co. KG, 91074 | Stützfeder |
CN102822472B (zh) * | 2011-03-31 | 2015-01-28 | 丰田自动车株式会社 | 涡轮增压器 |
KR101965248B1 (ko) * | 2011-08-24 | 2019-04-03 | 보르그워너 인코퍼레이티드 | 연료 전지용 공기 공급 장치 |
DE102011086310A1 (de) | 2011-11-14 | 2013-05-16 | Continental Automotive Gmbh | Abgasturbolader mit einer variablen Turbinengeometrie und einer Tellerfeder zur Abdichtung |
JP6442389B2 (ja) * | 2015-10-01 | 2018-12-19 | 株式会社豊田自動織機 | ターボチャージャ |
-
2017
- 2017-10-10 DE DE102017218050.1A patent/DE102017218050B4/de active Active
-
2018
- 2018-09-10 CN CN201880066469.1A patent/CN111247314B/zh active Active
- 2018-09-10 WO PCT/EP2018/074259 patent/WO2019072464A1/de active Application Filing
- 2018-09-10 US US16/652,141 patent/US11168579B2/en active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0217A (ja) | 1987-11-12 | 1990-01-05 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | 面光源素子 |
JPH0433A (ja) | 1990-04-11 | 1992-01-06 | Nissan Motor Co Ltd | 粘度可変流体封入制御型エンジンマウント |
DE102007057309A1 (de) | 2007-11-28 | 2009-06-10 | Continental Automotive Gmbh | Hitzeschild und Turbolader mit einem Hitzeschild |
DE102008005404A1 (de) | 2008-01-21 | 2009-07-23 | Bosch Mahle Turbo Systems Gmbh & Co. Kg | Turbolader |
DE102008064299A1 (de) | 2008-12-20 | 2010-07-01 | Bosch Mahle Turbo Systems Gmbh & Co. Kg | Ladeeinrichtung |
DE102009012065A1 (de) | 2009-03-06 | 2010-09-09 | Bosch Mahle Turbo Systems Gmbh & Co. Kg | Ladeeinrichtung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einer variablen Turbinengeometrie |
JP2010229908A (ja) | 2009-03-27 | 2010-10-14 | Ihi Corp | 可変ノズル機構および可変容量型ターボチャージャ |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20200248578A1 (en) | 2020-08-06 |
DE102017218050A1 (de) | 2019-04-11 |
WO2019072464A1 (de) | 2019-04-18 |
US11168579B2 (en) | 2021-11-09 |
CN111247314A (zh) | 2020-06-05 |
CN111247314B (zh) | 2022-12-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE102017218050B4 (de) | Turboladereinrichtung mit Federelement zum Verspannen des Leitapparates gegen das Turbinengehäuse und Federelement | |
DE3510230C2 (de) | Brennkammer für ein Gasturbinentriebwerk | |
DE10122464C1 (de) | Mantelring | |
DE102008029080B4 (de) | Abgasturbolader für ein Kraftfahrzeug | |
EP3040560B1 (de) | Gehäusevorrichtung für eine verdichterstufe einer mehrstufig ausgeführten verdichtervorrichtung und verfahren zur herstellung einer gehäusevorrichtung | |
EP3153667B1 (de) | Sicherungsvorrichtung zur axialen sicherung einer laufschaufel und rotorvorrichtung mit einer derartigen sicherungsvorrichtung | |
DE102008005404A1 (de) | Turbolader | |
DE102016117960A1 (de) | Turbolader | |
CH713775A2 (de) | Turbolader. | |
EP1734231B1 (de) | Turbolader mit variabler turbinengeometrie | |
DE102012000890A1 (de) | Befestigungselement und Enteisungsvorrichtung eines Fluggasturbinentriebwerks | |
EP3091188B1 (de) | Strömungsmaschine mit einer dichtungseinrichtung | |
DE102008020732A1 (de) | Ladeeinrichtung | |
WO2014198453A1 (de) | Abgasturbolader mit einem radial-axial-turbinenrad | |
DE3241709A1 (de) | Reibungskupplungsaggregat | |
EP3159505B1 (de) | Zwischengehàuse für eine gasturbine | |
EP2984295A1 (de) | Dichtringsegment für einen stator einer turbine | |
EP1653049B1 (de) | Leitschaufelring einer Strömungsmaschine und zugehöriges Modifikationsverfahren | |
DE102010036071A1 (de) | Gehäuseseitige Struktur einer Turbomaschine | |
EP2196628A1 (de) | Leitschaufelträger | |
EP1666700A2 (de) | Gasturbine | |
EP3109520A1 (de) | Dichtungsträger, leitschaufelkranz und strömungsmaschine | |
DE102021211009A1 (de) | Lagergehäuse eines Abgasturboladers mit Hitzeschild, Abgasturbinenbaugruppe und Abgasturbolader | |
DE112021002928T5 (de) | Turbolader | |
DE102018212257B4 (de) | Abgasturbolader mit variabler Turbinengeometrie |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R163 | Identified publications notified | ||
R012 | Request for examination validly filed | ||
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: VITESCO TECHNOLOGIES GMBH, DE Free format text: FORMER OWNER: CONTINENTAL AUTOMOTIVE GMBH, 30165 HANNOVER, DE |
|
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: VITESCO TECHNOLOGIES GMBH, DE Free format text: FORMER OWNER: VITESCO TECHNOLOGIES GMBH, 30165 HANNOVER, DE |
|
R020 | Patent grant now final |