本發(fā)明涉及根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分的渦輪增壓器。

背景技術(shù)：

從EP 1 564 380 A1已知這種類型的渦輪增壓器。

為了連接致動(dòng)裝置的內(nèi)部桿，提供了調(diào)節(jié)銷，該調(diào)節(jié)銷在一側(cè)連接到調(diào)節(jié)環(huán)，并且在另一側(cè)與內(nèi)部桿接合。高級(jí)基礎(chǔ)材質(zhì)與磨損優(yōu)化表面相結(jié)合，會(huì)確保耐用性。然而，在通用渦輪增壓器的情況下，這可能只能通過(guò)對(duì)焊接質(zhì)量方面和/或耐磨性方面進(jìn)行折衷來(lái)實(shí)現(xiàn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明的目的是提供一種權(quán)利要求1的前序部分中所述類型的渦輪增壓器，利用該渦輪增壓器可以實(shí)現(xiàn)渦輪增壓器導(dǎo)向裝置的調(diào)節(jié)銷的高焊接質(zhì)量和高耐磨性。

該目的通過(guò)權(quán)利要求1的特征來(lái)實(shí)現(xiàn)。從屬權(quán)利要求在每種情況下涉及可以以任何期望的技術(shù)有利方式彼此結(jié)合的其它方面。說(shuō)明書(shū)，特別是結(jié)合附圖，進(jìn)一步表征和說(shuō)明本發(fā)明。

因此，本發(fā)明提供了一種具有可變截面渦輪的渦輪增壓器，其具有帶有用于排氣的供應(yīng)管道的渦輪機(jī)殼體；具有可旋轉(zhuǎn)地安裝在渦輪機(jī)殼體中的渦輪機(jī)葉輪；并且具有在外側(cè)徑向地圍繞渦輪機(jī)葉輪的導(dǎo)向裝置，該導(dǎo)向裝置具有葉片軸承環(huán)，該導(dǎo)向裝置具有多個(gè)導(dǎo)向葉片，每個(gè)導(dǎo)向葉片具有安裝在葉片軸承環(huán)中的葉片軸，該導(dǎo)向裝置具有調(diào)節(jié)環(huán)，調(diào)節(jié)環(huán)通過(guò)在其一端固定在葉片軸上的相關(guān)聯(lián)的葉片桿可操作地連接到導(dǎo)向葉片，其中每個(gè)葉片桿在另一端具有桿頭，桿頭可設(shè)置成與調(diào)節(jié)環(huán)的相關(guān)聯(lián)的接合凹部接合，并且具有致動(dòng)裝置，該致動(dòng)裝置具有設(shè)置在渦輪機(jī)殼體中并且通過(guò)調(diào)節(jié)銷連接到調(diào)節(jié)環(huán)的內(nèi)部桿，其特征在于，調(diào)節(jié)銷具有焊接螺栓，耐磨套筒設(shè)置在焊接螺栓上。

在一種改進(jìn)中，焊接螺栓由具有良好焊接特性的材料形成。以這種方式，焊接螺栓可以無(wú)需大的耗費(fèi)就焊接到調(diào)節(jié)環(huán)。

在一種改進(jìn)中，焊接螺栓具有圓柱形螺栓本體，該螺栓本體在一端配備有支撐盤(pán)。支撐盤(pán)在焊接螺栓和調(diào)節(jié)環(huán)之間形成面鄰接。

在進(jìn)一步的改進(jìn)中，支撐盤(pán)具有比螺栓本體更大的直徑。支撐盤(pán)因此形成用于套筒的軸向界限。支撐表面相對(duì)于基本上平面的調(diào)節(jié)環(huán)正交地定位調(diào)節(jié)銷。

在進(jìn)一步的改進(jìn)中，支撐盤(pán)具有螺柱銷。在將調(diào)節(jié)銷焊接到調(diào)節(jié)環(huán)時(shí)，螺柱銷使調(diào)節(jié)銷相對(duì)于調(diào)節(jié)環(huán)精確定位對(duì)中。

為了接收螺柱銷，調(diào)節(jié)環(huán)可以具有可以相應(yīng)地成形的接收凹部。螺柱銷和/或接收凹部還可以成形為使得螺柱銷可以容易地插入到接收凹部中，例如通過(guò)圓錐形狀和/或通過(guò)在螺柱銷的軸向長(zhǎng)度上首先急劇變窄然后朝著螺柱銷的遠(yuǎn)端漸漸地變窄的直徑。

在進(jìn)一步的改進(jìn)中，螺栓本體在與支撐盤(pán)相對(duì)布置的端部處暴露。以這種方式，焊接電極可以設(shè)置成與焊接螺栓直接接觸，以便在焊接過(guò)程期間改善導(dǎo)電性并且為了定位焊接電極的目的。

在進(jìn)一步的改進(jìn)中，套筒抵靠支撐盤(pán)。相應(yīng)地構(gòu)造用于首次形成綠色產(chǎn)品的金屬注射成型工具，該綠色產(chǎn)品用于以下面進(jìn)一步描述的方式從兩個(gè)部件生產(chǎn)調(diào)節(jié)銷，其中第一部件形成焊接螺栓，第二部件形成套筒。

由于事實(shí)上調(diào)節(jié)銷由兩種材料形成，焊接螺栓可以由具有良好焊接特性的材料制成，另一方面，套筒可以由耐磨材料制成，使得可以以取決于應(yīng)用的方式為所述兩個(gè)部件選擇最佳適合的材料。

調(diào)節(jié)銷可以按具有以下步驟的方法制造：

a)注射成型在燒結(jié)過(guò)程之后具有良好焊接特性的第一部件，該第一部件是焊接螺栓的形式，

b)將焊接螺栓插入成型到在燒結(jié)過(guò)程之后耐磨的第二部件中，并且第二部件是圍繞焊接螺栓的套筒的形式，

c)通過(guò)加熱來(lái)燒結(jié)在步驟a)和b)之后產(chǎn)出的綠色產(chǎn)品。

以這種方式，形成可以焊接到調(diào)節(jié)環(huán)并且在操作期間表現(xiàn)出低磨損的調(diào)節(jié)銷。步驟c)也可以在壓力作用下進(jìn)行。

附圖說(shuō)明

從下面參照附圖對(duì)示例性實(shí)施例的描述中，本發(fā)明的其它細(xì)節(jié)、優(yōu)點(diǎn)和特征將變得顯而易見(jiàn)，附圖中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明的渦輪增壓器的基本結(jié)構(gòu)的剖視立體圖；

圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)向裝置的一部分的平面圖；以及

圖3是根據(jù)本發(fā)明的渦輪增壓器的渦輪機(jī)殼體的一部分的剖視圖。

具體實(shí)施方式

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的渦輪增壓器1，其具有渦輪機(jī)殼體2和通過(guò)軸承殼體19連接到所述渦輪機(jī)殼體的壓縮機(jī)殼體3。殼體2、3和19沿著旋轉(zhuǎn)軸線R布置。渦輪機(jī)殼體2部分地以截面示出，以便示出作為徑向外部導(dǎo)向裝置18的一部分的葉片軸承環(huán)6的布置，該徑向外部導(dǎo)向裝置具有分布在圓周上并且具有樞轉(zhuǎn)軸或葉片軸8的多個(gè)導(dǎo)向葉片7。以這種方式，根據(jù)導(dǎo)向葉片7的位置形成更大或更小的噴嘴橫截面，并且經(jīng)由供應(yīng)管道9供應(yīng)的以及經(jīng)由中心連接管10排出的內(nèi)燃機(jī)和/或燃料電池的排氣經(jīng)由噴嘴橫截面或多或少地沖擊在安裝在旋轉(zhuǎn)軸線R上的中心處的渦輪機(jī)葉輪4上，以便經(jīng)由渦輪機(jī)葉輪4驅(qū)動(dòng)安置在同一軸上的壓縮機(jī)葉輪17。

為了控制導(dǎo)向葉片7的運(yùn)動(dòng)或位置，設(shè)置有致動(dòng)裝置11。所述致動(dòng)裝置可以是任何期望的設(shè)計(jì)，但是優(yōu)選實(shí)施例具有控制殼體12，其控制緊固到其上的柱塞元件14的控制運(yùn)動(dòng)，使得所述柱塞元件的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為位于葉片軸承環(huán)6后面的調(diào)節(jié)環(huán)5的輕微旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。

圖2以放大比例示出了導(dǎo)向裝置18的一部分的平面圖。

示出了一個(gè)葉片桿20，作為所述導(dǎo)向裝置18的所有葉片桿的代表，其一端具有帶有凹部22的緊固環(huán)21，葉片軸8的一端固定在該凹部中。

葉片桿20的桿頭23設(shè)置在調(diào)節(jié)環(huán)5的接合凹部24中，并且因此與調(diào)節(jié)環(huán)5接合。

從圖2連同圖3可以看出，導(dǎo)向裝置18還具有調(diào)節(jié)銷25，該調(diào)節(jié)銷在一側(cè)連接到調(diào)節(jié)環(huán)5，并且在另一側(cè)與內(nèi)部桿26接合，內(nèi)部桿進(jìn)而通過(guò)圖3中可見(jiàn)的控制軸34連接到外部桿35，外部桿進(jìn)而操作性地連接到圖1中示出的致動(dòng)裝置11。為此目的，控制軸34借助于軸承裝置36可旋轉(zhuǎn)地安裝在渦輪機(jī)殼體2中。

關(guān)于調(diào)節(jié)銷25的結(jié)構(gòu)，圖2和圖3示出了所述調(diào)節(jié)銷25具有內(nèi)部焊接螺栓27，該內(nèi)部焊接螺栓可以由具有良好焊接特性的材料制成。所述內(nèi)部焊接螺栓27焊接到調(diào)節(jié)環(huán)5上。為此目的，在圖2和圖3所示的特別優(yōu)選的實(shí)施例中，焊接螺栓27具有圓柱形螺栓本體29。所述圓柱形螺栓本體29在其整個(gè)長(zhǎng)度上被耐磨套筒28圍繞，如尤其可從圖3中看到的。在一端，螺栓本體29配備有支撐盤(pán)30，在圖2和圖3所示的實(shí)施例中，該支撐盤(pán)具有比螺栓本體29更大的外徑。在圖2和圖3所示的特別優(yōu)選的實(shí)施例中，在面向調(diào)節(jié)環(huán)5的底側(cè)上，支撐盤(pán)30具有可以接合到調(diào)節(jié)環(huán)5的接收凹部32中的螺柱銷31。焊接螺栓27焊接到調(diào)節(jié)環(huán)5上，這在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的情況下可以特別容易地進(jìn)行，因?yàn)榭梢詫⒑附勇菟?7的材料選擇為具有特別良好焊接特性的材料。

如圖2和圖3所示，焊接螺栓27在其遠(yuǎn)離調(diào)節(jié)環(huán)5的端部上設(shè)置有在一側(cè)開(kāi)口的可選的中心凹部33。

通過(guò)選擇套筒28的材料，確保在引言中所討論的另一優(yōu)點(diǎn)，即高耐磨性。如圖3所示，在其中所示的實(shí)施例中，套筒28鄰接支撐盤(pán)30并且可以以適當(dāng)?shù)姆绞焦潭ǖ胶附勇菟?，例如通過(guò)過(guò)盈配合或類似的適當(dāng)?shù)倪B接裝置。用于制造由焊接螺栓27和套筒28構(gòu)成的部件組件的一種選擇是MIM復(fù)合鑄造工藝。這里，“MIM”代表金屬注射成型(粉末注射成型)。在這種情況下，在注射成型工藝中加工設(shè)置有粘合劑的金屬粉末。隨后除去粘合劑，并進(jìn)行燒結(jié)過(guò)程。

在MIM復(fù)合鑄造工藝中，優(yōu)選地，套筒28和焊接螺栓27由設(shè)置有粘合劑的金屬粉末成型，并且由兩個(gè)部件構(gòu)成，其中，套筒28與焊接螺栓27一起形成單個(gè)綠色產(chǎn)品。從綠色產(chǎn)品中除去粘合劑。燒結(jié)除去粘合劑的棕色產(chǎn)品，以便制造調(diào)節(jié)銷25。

成品套筒28的耐磨合金優(yōu)選地包含以下成分：

25％至35％，優(yōu)選28％至33％的鉻，和/或

3％至20％，優(yōu)選5％至15％的鎢，和/或

1％至4％的碳，和/或

0.5％至3％的硅。

該合金優(yōu)選地基于鈷，鈷含量為至少20％。

用于焊接螺栓27的具有良好焊接特性的材料的示例是1.4571/X6CrNiMoTi17-12-2。

盡管上面已經(jīng)基于導(dǎo)向裝置18的調(diào)節(jié)銷25的示例討論了本發(fā)明的原理，但是基本上可以設(shè)想的是，根據(jù)本發(fā)明的這些原理也適用于排氣渦輪增壓器的遇到磨損問(wèn)題的其它區(qū)域。對(duì)此的一個(gè)示例是外部桿35的螺栓37(在圖3中可見(jiàn))。

為了補(bǔ)充本發(fā)明，在此明確地參考圖1至圖3中的本發(fā)明的說(shuō)明性陳述。在上面的描述中已經(jīng)給出了至少一個(gè)示例性實(shí)施例。然而不言而喻的是，進(jìn)一步的變型是可能的。此外，應(yīng)當(dāng)注意的是，各個(gè)示例性實(shí)施例僅僅是示例，并且不應(yīng)被視為限制本發(fā)明的范圍、使用或配置。相反，從上面的詳細(xì)描述中，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)想到實(shí)現(xiàn)示例性實(shí)施例的至少一種可能性。同樣不言而喻的是，在不脫離如所附權(quán)利要求和法律等同文件中所限定的本發(fā)明的保護(hù)范圍的情況下，可以對(duì)元件的功能和布置進(jìn)行各種改變。

參考標(biāo)號(hào)列表

1 渦輪增壓器/排氣渦輪增壓器

2 渦輪機(jī)殼體

3 壓縮機(jī)殼體

4 渦輪機(jī)葉輪

5 調(diào)節(jié)環(huán)

6 葉片軸承環(huán)

7 導(dǎo)向葉片

8 葉片軸

9 供應(yīng)管道

10 軸向連接器

11 致動(dòng)裝置

12 控制殼體

14 柱塞元件

17 壓縮機(jī)葉輪

18 導(dǎo)向裝置

19 軸承殼體

20 葉片桿

21 緊固環(huán)

22 凹部

23 桿頭

24 接合凹部

25 調(diào)節(jié)銷(復(fù)合材料銷或由兩種材料制成的銷)

26 內(nèi)部桿

27 焊接螺栓

28 套筒

29 螺栓本體

30 支撐盤(pán)

31 螺柱銷

32 接收凹部

33 在一側(cè)開(kāi)口的凹部

34 控制軸

35 外部桿

36 軸承裝置

37 螺栓

R 旋轉(zhuǎn)軸線