用於排氣渦輪增壓器的可變渦輪機和/或壓縮機幾何結構的製作方法

2023-07-05 22:19:16 2

本發明涉及一種根據權利要求1的前序部分的用於排氣渦輪增壓器的可變渦輪機和/或壓縮機幾何結構。本發明還涉及帶有這樣的可變渦輪機和/或壓縮機幾何結構的排氣渦輪增壓器並且涉及用於組裝這樣的渦輪機和/或壓縮機幾何結構的方法。

背景技術：

原則上，存在用於可變渦輪機和/或壓縮機幾何結構的葉片支承圈上安裝調整圈的兩種可替換的可能性。第一種可能性為滑動軸承，其可以是簡單的以在製造工程方面製造，但需要相對大的致動力。為此目的的其他可能性為所謂的滾子軸承，其中調整圈經由多個輥子安裝在葉片支承圈上。後者的方法可以允許相對低的待實現的定位力，但這樣的安裝有輥子的可變渦輪機和/或壓縮機幾何結構的技術實現轉而相對複雜並且因此也是昂貴的。

從DE10262006B4已知正在討論的帶有通常的葉片支承圈的這種類型的用於排氣渦輪增壓器的可變渦輪機和/或壓縮機幾何結構，在所述葉片支承圈上以可旋轉的方式安裝有各個引導葉片。另外設置的為用於同時調整各個引導葉片的調整圈，其中定位圈與引導葉片的調整杆可操作地連接。調整圈的安裝因此經由輥子發生在葉片支承圈上。所述輥子本身具有與其一體製造的軸向延伸部，所述軸向延伸部插入在噴嘴圈和/或外殼部中的合適的孔中，所述軸向延伸部以自由旋轉的方式安裝在所述合適的孔中。在此，軸向延伸部具有小於實際的輥子的直徑的直徑。由於對應的孔插入在噴嘴圈和/或外殼中，並且各個輥子也需要分別地安裝，所以這樣的可變渦輪機和/或壓縮機幾何結構的製造是相對複雜的。更大的缺點是如下事實：可變渦輪機和/或壓縮機幾何結構不能作為帶有葉片支承圈、輥子、引導葉片以及調整圈的預先組裝單元而製造，並且不能作為單元安裝在渦輪機外殼中。

還從US7406826B2已知用於排氣渦輪增壓器的可變渦輪機和/或壓縮機幾何結構，其中然而調整圈相對於葉片支承圈經由滑動軸承安裝。

技術實現要素：

因此本發明的目的為開發正在討論的類型的可變渦輪機和/或壓縮機幾何結構的改進的或者至少是替換的實施方式，其特別允許簡單、花費有效的，且以上全部的單獨的預製造。

根據本發明，所述目的通過獨立權利要求的主題實現。有益的實施例為從屬權利要求的主題。

本發明基於如下的主要構思：不再將調整圈的滾子軸承的各個輥子經由葉片支承圈中的對應的軸向延伸部以可旋轉的方式安裝在可變渦輪機和/或壓縮機幾何結構的葉片支承圈上，而是取而代之的是為每個輥子裝配兩個引導輥環(輪凸緣)，並且提供設計至葉片支承圈的該端的互補軌道，憑此輥子確保可變渦輪機和/或壓縮機幾何結構僅經由輥子凸緣的結合性，而無需以可旋轉的方式在葉片支承圈中安裝至該端。如本身所知的，根據本發明的用於排氣渦輪增壓器的可變渦輪機和/或壓縮機幾何結構因此具有葉片支承圈，在所述葉片支承圈上/中以可旋轉的方式安裝有引導葉片。同樣設置的是用於同時調整引導葉片的調整圈，其中調整圈與各個引導葉片的調整杆可操作地連接。根據本發明，當調整調整圈時，現在為每個輥子在調整圈上設置輥子接合件，相應的輥子插入到所述輥子接合件中並且在所述輥子接合件上滾動。而且，每個輥子具有兩個引導輥環，每個引導輥環用作一種類型的凸緣，並且在兩個引導輥環之間延伸有溝槽，其中每個輥子經由所述輥子的引導輥環在葉片支承圈上滾動。通過引導輥環之間的相對小的接觸表面，葉片支承圈上的關聯的軌道被允許實現特別順暢的調整。為此目的，軌道布置在葉片支承圈上，所述軌道接合在兩個引導輥環之間的溝槽中。在同時將調整圈固定在葉片支承圈上的同時，每個輥子因此僅經由所述輥子的引導輥環而保持在葉片支承圈和調整圈上。不再需要各個輥子在葉片支承圈中分別的固定，這允許根據本發明的可變渦輪機和/或壓縮機幾何結構相對簡單且成本有效地製造，並且還提供了如下大的益處：可變渦輪機和/或壓縮機幾何結構能夠使用葉片支承圈、引導葉片、調整圈以及輥子作為分體地預製，並且能夠例如集成在排氣渦輪增壓器中。

在根據本發明的方案的一個進一步有益的開發中，軸向延伸部作為葉片支承圈上的軸向止擋件布置在至少一個輥子上。軸向延伸部例如能夠具有特定的塗層，這明顯地提高了滑動特性，因此允許每個輥子的軸向延伸部相對容易地在葉片支承圈的整個表面滑動。

在根據本發明的方案的一個進一步有益的開發中，葉片支承圈上的軌道具有至少一個凹槽，所述凹槽允許輥子的插入。可變渦輪機和/或壓縮機幾何結構因此以插入式封蓋的方式組裝，其中各個輥子起初插入調整圈上的分別關聯的輥子接合件，並且調整圈隨後關於葉片支承圈定位以便葉片支承圈上的輥子接合件和凹槽允許輥子被引入到葉片支承圈的軌道中。調整圈隨後以插入式封蓋的形式旋轉，其中在所述輥子的引導輥環的基礎上輥子現在固定至葉片支承圈上的調整圈。各個引導葉片與其葉片支承耳軸現在穿過葉片支承圈，而調整杆隨後附接至葉片支承耳軸的背對相應的引導葉片的端部以便它們與調整圈可操作地連接。這能夠例如以每個調整杆具有叉形凹槽的方式實現，其中調整圈的關聯的耳軸需要接合，以允許當使調整圈旋轉時同時調整引導葉片。

本發明還基於如下的主要發明構思：為渦輪增壓器裝配這樣的可變渦輪機和/或壓縮機幾何結構，其中根據本發明的所述可變渦輪機和/或壓縮機幾何結構能夠例如預製為分體的部件並且不安裝在排氣渦輪增壓器的壓縮機外殼和/或渦輪機外殼中直到之後的組裝步驟。

本發明的進一步重要的特徵和益處來自從屬權利要求、附圖以及基於附圖的相關附圖描述。

能夠理解的是，在不脫離本發明的範圍的情況下，前述特徵以及那些留待在下文中說明的特徵不僅可用於每一個所述的結合中，而且可用於其他結合中或單獨使用。

附圖說明

本發明優選的示例性實施例示出在附圖中並且在接下來的描述中更加詳細地說明，其中相同的附圖標記指代相同的、相似的或者功能上等同的部件。

每種情況中的附圖示意性地示出在：

圖1為穿過根據本發明的在輥子區域中的可變渦輪機和/或壓縮機幾何結構的剖面圖示，

圖2為具有額外的調整杆和引導葉片的如在圖1中的示意圖，

圖3為不具有引導葉片的可變渦輪機和/或壓縮機幾何結構的部分視圖,

圖4為不具有輥子的如在圖2中的圖示，

圖5為也不具有輥子的如在圖3中的圖示。

具體實施方式

根據圖1、圖2以及圖4，根據本發明的、用於排氣渦輪增壓器2的可變渦輪機和/或壓縮機幾何結構具有葉片支承圈3，在所述葉片支承圈上/中以可旋轉的方式安裝有引導葉片4。還設置有的是用於同時調整引導葉片4的調整圈5，其中所述調整圈5可操作地與引導葉片4的調整杆6連接。在此，經由輥子7進而發生調整圈5在葉片支承圈3上的安裝。根據本發明，現在在調整圈5上針對每個輥子7設置有分別的輥子接合件8(特別參見圖4和圖5)，相應的輥子7未被引導至調整圈5中，而是在上面滾動，即，當調整圈5旋轉時相對於葉片支承圈3一起帶走。如果更加密切地觀測輥子7，則顯然後者中的每一個具有兩個引導輥環9、9'，在其之間溝槽10延伸，並且在其上輥子7在葉片支承圈3上滾動。由於相應的輥子7經由相對小的引導輥環9、9'的外殼表面僅在葉片支承圈3上滾動，因此能夠實現相對小的滾動阻力。另外，軌道13布置在葉片支承圈3上，所述軌道13在輥子7的兩個引導輥環9、9'之間接合在溝槽10中。只要滑動摩擦減小塗層11布置在輥子7上的接觸表面和/或輥子接合件8上的接觸表面中的一個上，例如，調整圈5沿著溝槽10滑過其輥子接合件8並且因此在此是有益的。

如果特別地考慮圖1和圖2，能夠看出每個輥子7經由所述輥子7的兩個引導輥環9、9'而僅保持在葉片支承圈3和調整圈5上，這也提供了如下大的益處：可變渦輪機和/或壓縮機幾何結構1能夠被製造為分體的，並且還特別能夠被製造為預製部件。另外，軸向延伸部12(圖1)作為葉片支承圈3上的軸向止擋件布置在至少一個輥子7上，其中用於順暢安裝的滑動摩擦減小塗層11也附接於此處。所述塗層11可以附接至軸向延伸部12和/或附接至葉片支承圈12上的關聯的表面。

如果重新考慮圖1，顯然兩個引導輥環9、9'具有錐形內部側面18，其與葉片支承圈3上的軌道13的錐形外部側面19相對地分別定位。然而引導輥環9、9'上的錐形內部側面18比軌道13上的錐形外部側面19更陡峭地構造。例如，這提供了如下益處：相應的輥子7僅在內部側面18和軌道13的關聯的外部側面19之間的最小區域上接觸。同時，輥子7的錐形內側面18允許調整圈5的引導。

為了使根據本發明的可變渦輪機和/或壓縮機幾何結構1能夠儘可能簡單地組裝，軌道13在葉片支承圈3上包括至少一個凹槽14，經由所述凹槽14允許引入輥子7。根據本發明的可變渦輪機和/或壓縮機幾何結構如下地安裝：起初將輥子7插入調整圈5的關聯的輥子接合件8，其中調整圈5隨後關於葉片支承圈3定位使得葉片支承圈3上的輥子接合件8與凹槽14允許輥子7被引入到葉片支承圈3的軌道13中。如果調整圈5在軸向上被調整至其各個輥子7與引導輥環9、9'包圍軌道13的程度，則調整圈5相對於葉片支承圈3旋轉，這在調整圈5與葉片支承圈3之間產生插入式封蓋的類型。引導葉片4與其葉片支承耳軸15隨後穿過葉片支承圈3中的關聯的開口，並且調整杆6隨後堵塞在葉片支承耳軸15上，以便它們可操作地與調整圈5連接。例如，這能夠進而發生調整圈5接合到相應的調整杆6的關聯的凹槽17中，所述調整圈5包括適當地布置在其上的耳軸16。可變渦輪機和/或壓縮機幾何結構現在完成，並且作為預製的、分體的組件提供至進一步的用於製造排氣渦輪增壓器2的組裝工序。

根據本發明的可變渦輪機和/或壓縮機幾何結構1允許後者分體地預製，並且也允許調整圈5在葉片支承圈3上的輥子安裝以無需大的結構上的努力並因此具有低的製造成本而實現。