用于生产排气涡轮增压器的可变几何涡轮的方法与流程

本发明涉及一种用于生产排气涡轮增压器的可变几何涡轮的方法。

背景技术：

增压设备(诸如排气涡轮增压器)能够装备有可变几何涡轮。可变几何涡轮配备有活动引导叶片，活动引导叶片能够影响或者改变涡轮的排气的流入截面。由于这种可变几何涡轮，因而能够改变在涡轮侧流入涡轮的排气，使得依靠可变几何涡轮，从而能够影响涡轮的旋转速度，以及排气涡轮增压器的性能。在压缩机侧，能够利用可变几何压缩机影响通过压缩机轮产生的空气/排气的流动。因此，通过使用可变几何涡轮，这种增压设备能够有利地被调节而具体地用于特定操作模式，并且向连接至增压设备的内燃机供给空气/排气的优化流。

但是，使用可变几何涡轮的缺陷是存在大量活动部件，用于当使用活动部件时在各个部件之间还通常存在相互游隙。因此，在制造可变几何涡轮的过程期间，高精确定位的活动部件是特别重要的。这尤其适用于可变几何涡轮的引导叶片，引导叶片典型地以旋转方式安装在一个或者两个所谓的引导叶片支撑环上。

为了调节可变几何涡轮的引导叶片的轴向游隙，EP0226444B1推荐了在可变几何涡轮的两个引导叶片支撑环之间使用间隔套筒。与该背景技术不同，DE1428171公开了一种具有双安装引导叶片的可变几何涡轮。为了防止卡住引导叶片，US2010/0008766A1提出了将阶梯间隔套筒轴向布置在两个引导叶片支撑环之间。

技术实现要素：

本发明提出的要解决的一个问题是创建用于生产可变几何涡轮的改进方法。

该问题的解决是通过独立权利要求的主题。优选实施例是从属权利要求的主题。

在根据本发明的用于生产用于排气涡轮增压器的可变几何涡轮的方法中，在第一步骤中，将第一和第二引导叶片支撑环共轴布置并且彼此间隔。在这之后，使用合适的镗孔设备，在相同镗孔处理中在至少一个第一引导叶片镗孔中创建第一引导叶片支撑环中。此外，依靠相同镗孔处理，创建对准该第一引导叶片镗孔的第二引导叶片镗孔。如此产生在引导叶片支撑环中的两个引导叶片镗孔被用于可调节地接收可变几何涡轮的引导叶片。当然，能够创建一对这种引导叶片镗孔用于可变几何涡轮的每个引导叶片。由于在单次镗孔处理的过程中产生两个引导叶片镗孔，因此，两个引导叶片镗孔的定位能够保持最小。这又允许低摩擦、可旋转的安装引导叶片，这对操作可变几何涡轮期间引导叶片的磨损具有有利的影响。尤其，能够防止卡住引导叶片，卡住引导叶片是由于制造容差因第一引导叶片镗孔从第二引导叶片镗孔横向偏移太多而引起的。

在本发明的一个有利修改中，方法具有额外方法步骤，由此，至少一个引导叶片布置成具有在两个引导叶片支撑环之间旋转的能力。布置至少一个引导叶片，使得引导叶片部分地接收在至少一个第一引导叶片镗孔中并且部分地接收在对准第一引导叶片镗孔的第二引导叶片镗孔中。优选地，旋转芯轴或者旋转轴的在轴向方向上彼此对置的两个轴向端部段接收在两个引导叶片镗孔中。在该情况下，旋转轴线由芯轴或者轴的中央纵向轴线限定，芯轴或者轴平行于两个引导叶片支撑环的中央纵向轴线延伸。

为了确保在两个引导叶片支撑环之间没有不想要的横向相对移动会在用于生产一对引导叶片镗孔的接头镗孔处理的过程中导致第一和第二贯通镗孔未对准，已经证明，在优选实施例中有利的是，将被机加工的两个引导叶片支撑环接收并且稳固在共用保持设备中。在制作引导叶片镗孔对期间，两个引导叶片支撑环仍然被保持在这种保持设备中。

根据本发明的另一有利修改，在执行步骤b)之前或者之后，在第一引导叶片支撑环中制作至少一个第一贯通镗孔，并且制作对准该第一贯通镗孔的额外第二贯通镗孔。得到的镗孔设计成接收紧固元件，依靠紧固元件，两个引导叶片支撑环能够被紧固至壳体部分，尤其被紧固至排气涡轮增压器的轴承壳体或者涡轮壳体的壳体部分。因为两个贯通镗孔产生在相同镗孔处理期间，此处还能够的是–正如上述的两个引导叶片镗孔–在两个贯通镗孔的对准方位期间彼此的容差保持得较低。这利于精确的紧固引导叶片支撑环至壳体部分。紧固器件能够是螺丝或者螺接销或者螺接螺栓。清楚的是，为了以机械稳定的方式将可变几何涡轮的两个引导叶片支撑环紧固至所述壳体部分，不仅单个第一和第二贯通镗孔，而且若干对这种第一和第二贯通镗孔能够被镗制。优选地，提供了三个第一和第二贯通镗孔，在顶视图中在两个引导叶片支撑环上向下看时，贯通镗孔能够相对于彼此尤其以120°角度布置。

引导叶片支撑环能够优选位于相同保持设备中，相同保持设备还用于制作引导叶片镗孔用于制作所述贯通镗孔。

优选地，此处提出的方法能够具有第一额外方法步骤，由此，定心套筒布置于两个引导叶片支撑环之间，使得其对准第一和第二贯通镗孔。在此之后，在额外第二方法步骤中，紧固元件插入两个额外贯通镗孔并且进入定心套筒。这是以这种方式完成的：使得紧固元件穿过两个贯通镗孔并且以径向游隙穿过定心套筒。在放置通过两个贯通镗孔/定心套筒之后，紧固元件在轴向方向上伸出超过第一引导叶片支撑环，使得其能够紧固至轴承壳体或者涡轮壳体的壳体部分。为此，外螺纹能够再一次设置在紧固元件中的伸出超过引导叶片支撑环的部分中。依靠定心套筒，紧固元件能够居中在两个引导叶片支撑环之间，这显著增强将两个引导叶片支撑环定位于彼此的准确度并且防止卡住引导叶片。依靠紧固元件，诸如以紧固螺栓或者螺接销/螺栓方式的一个紧固元件，两个引导叶片支撑环能够这样定位，还能够精确地紧固在轴承壳体或者涡轮壳体的壳体部分上。

特别优选地，能够使用定心套筒，定心套筒具有第一轴向端部段，第一轴向端部段沿着间隔套筒的轴向方向接入轴向中间段。所述轴向中间段在轴向方向上接入与第一轴向端部段对置的第二轴向端部段。第一径向台阶形成在第一轴向端部段和轴向中间段之间的过渡区域中的定心套筒的外周表面上。相应地，第二径向台阶形成在轴向中间段和第二轴向端部段之间。两个径向台阶被定型，使得定心套筒的半径在轴向中间段中增大。借助于这两个径向台阶，定心套筒额外地实现了间隔元件的功能，用于调节两个引导叶片支撑环相对于彼此的轴向距离。

特别建议的，所述定心套筒布置于两个引导叶片支撑环之间，使得第一轴向端部段接收在第一贯通镗孔中，第二轴向端部段接收在第二贯通镗孔中。在该变型中，两个引导叶片支撑环以稳定的方式靠着轴向中间段支承在轴向方向上。以该方式，能够非常精确地确定并且以容易的方式调节两个引导叶片支撑环之间的期望轴向距离。

在可替换优选实施例中也使用定心套筒，使第一轴向端部段沿着定心套筒的轴向方向融入轴向中间段。所述轴向中间段还沿着轴向方向接入对置第一轴向端部段的第二轴向端部段。在该变型中，但是，定心套筒布置于两个引导叶片支撑环之间，使得第一轴向端部段接收在第一贯通镗孔中，第二轴向端部段接收在第二贯通镗孔中。此外，在定心套筒的中间段的区域中，间隔套筒布置在径向外侧，两个引导叶片支撑环能够靠着间隔套筒被轴向支承。

特别建议的，紧固元件能够构造为螺丝或者螺栓或者销，每个均具有外螺纹。而且，第一和/或第二引导叶片镗孔能够优选设计为贯通镗孔或者盲镗孔。

而且本发明关注一种可变几何涡轮，尤其是依靠上文提出的方法生产的可变几何涡轮。可变几何涡轮包括共轴布置的第一引导叶片支撑环和第二引导叶片支撑环，并且第一引导叶片支撑环与后者隔开一距离。在第一引导叶片支撑环中存在至少一个第一引导叶片镗孔，在第二引导叶片支撑环中存在对准第一引导叶片镗孔的至少一个第二引导叶片镗孔。在两个引导叶片镗孔中，总是安装能够旋转的引导叶片。此外，在第一引导叶片支撑环中存在至少一个第一贯通镗孔，在第二引导叶片支撑环中存在对准第一贯通镗孔的至少一个第二贯通镗孔。每对第一和第二贯通镗孔与相应的定心套筒配合。定心套筒具有第一轴向端部段，第一轴向端部段沿着轴向方向接入轴向中间段并且从该轴向中间段接入第二轴向端部段，第二轴向端部段又对置第一轴向端部段。定心套筒布置于两个引导叶片支撑环之间，使得第一轴向端部段接收在第一贯通镗孔中，第二轴向端部段接收在第二贯通镗孔中。

根据本发明，紧固元件接收在两个贯通镗孔以及定心套筒中，紧固元件穿过两个贯通镗孔以及穿过具有径向游隙的定心套筒。紧固元件在轴向方向上伸出超过第一引导叶片支撑环，用于将两个引导叶片支撑环紧固至壳体部分。定心套筒用作将两个引导叶片支撑环相对于彼此定心以防止卡住安装的引导叶片。所述定心是通过定心套筒的外径实现的。另一方面，定心套筒的内径定尺寸为，使得紧固元件和定心套筒之间存在游隙。以该方式，能够抵消不想要的机械应力，不想要的机械应力是通过在操作可变几何涡轮期间定心套筒以及紧固元件中的温度波动引起的。

在本发明的一个有利修改中，第一径向台阶形成在第一轴向端部段和轴向中间段之间的过渡区域中的定心套筒的外周表面上，第二径向台阶形成在轴向中间段和第二轴向端部段之间。依靠两个径向台阶，定心套筒的半径在轴向中间段中增加。其结果是，定心套筒在轴向中间段中相比于在轴向端部段具有增加的套筒厚度。以该方式，两个轴向端部段能够接收在引导叶片支撑环的相应的贯通镗孔中，两个引导叶片支撑环能够支承在轴向中间段中，所述轴向中间段在轴向方向上具有增加的套筒厚度。换句话说，在该变型中轴向中间段类似于间隔元件起作用。因为，代替间隔套筒，这种间隔功能已经集成在定心套筒中，所以不需要单独的间隔套筒。这导致安装可变几何涡轮的益处。

可替换于此，除了定心套筒，能够提供单独间隔套筒。在该方案中所述间隔套筒布置在定心套筒的轴向中间段的区域的径向外侧，并且邻近定心套筒，放置在其上。两个引导叶片支撑环靠着间隔套筒被轴向支承。在该变型中，为了防止卡住安装的引导叶片，定心套筒用作将两个引导叶片支撑环定心在彼此上。另一方面，间隔套筒用作确保两个引导叶片支撑环之间的期望轴向距离。因为两个套筒实现为单独部件，所以它们能够接连安装在可变几何涡轮中。这以显著方式简化了安装处理。在组装期间，人们将部件数量降低到一值，但是这能够通过将“定心”以及“间隔”功能分配在两个部件之间来进行，这两个部件将分别以非常经济的方式制备。

附图说明

附图被绘制，每个图示意地示出：

图1是依靠根据本发明的生产方法生产的处于安装状态的可变几何涡轮的例子的立体图，

图2是图1的可变几何涡轮在引导叶片的区域中沿着引导叶片支撑环的轴向方向A的纵向截面，

图3是图1的可变几何涡轮沿着引导叶片支撑环的轴向方向A在两个贯通镗孔的区域中的纵向截面，用于紧固引导叶片支撑环在排气涡轮增压器的壳体部分上，其中，使用定心以及间隔套筒的单件设计，即，定心套筒还呈现间隔元件的功能，

图4是图3的例子的变型，其中使用定心以及间隔套筒的两件设计。

具体实施方式

图1示出了依靠根据本发明的生产方法生产的处于安装状态的可变几何涡轮1的例子的立体图。可变几何涡轮1包括第一引导叶片支撑环2a和第二引导叶片支撑环2b，第一引导叶片支撑环2a共轴于第二引导叶片支撑环2b并且与第二引导叶片支撑环2b隔开一轴向距离。在第一引导叶片支撑环2a中存在三个第一贯通镗孔3a。在第二引导叶片支撑环2b中存在三个第二贯通镗孔3b，每个第一贯通镗孔3a齐平于与其配合的第二贯通镗孔3b。在例子的变型中，该数量能够不同。关于第一引导叶片支撑环2a的顶视图，在其周向方向U上，存在两个相邻的彼此以120°角度布置的第一贯通镗孔3a。

为了制作可变几何涡轮1的贯通镗孔3a、3b，两个引导叶片支撑环2a、2b共轴以及以一距离彼此间隔布置。每个第一贯通镗孔3a以及相应的对应第二贯通镗孔3b在每个情况下依靠合适的镗孔器件在单次镗孔处理的过程中生产。这意味着每个第一贯通镗孔3a精确对准其对应第二贯通镗孔3b。每个第一贯通镗孔3A和其对应第二贯通镗孔3b这样形成以接收精确地定位在两个引导叶片支撑环2a、2b中的紧固元件10，依靠紧固元件，两个引导叶片支撑环3a、3b能够被紧固至轴承壳体或者涡轮壳体的壳体部分11(为了清晰，仅示出在图3和图4中)。

而且，在第一引导叶片支撑环2a中布置了多个第一引导叶片镗孔4a。在第二引导叶片支撑环2b中，为第一引导叶片支撑环2a的每个第一引导叶片镗孔4a设置了对准第一引导叶片镗孔4a的第二引导叶片镗孔4b。第一引导叶片镗孔4a相对于第一引导叶片支撑环2a的中央纵向轴线M彼此旋转对称布置。第二引导叶片支撑环2b的第二引导叶片镗孔4b也是如此，可以有必要的修改。可变几何涡轮1的引导叶片5总是轴向布置在第二引导叶片支撑环2a、2b之间，因而总是布置在一个第一引导叶片镗孔4a和一个第二引导叶片镗孔4b之间。

第一和第二引导叶片镗孔4a、4b还能够由合适的镗孔器件生产。为此，在相同镗孔处理的过程中，生产第一引导叶片支撑环2a中的至少一个第一引导叶片镗孔4a和对准该第一引导叶片镗孔4a的第二引导叶片镗孔4b，使得两个引导叶片镗孔4a、4b设计成用于可调节地接收引导叶片5。引导叶片5能够轴向布置于两个引导叶片支撑环2a、2b之间，使得每个引导叶片5能够相对于两个引导叶片支撑环2a、2b转动，并且总是局部被接收在其对应第一引导叶片镗孔4a和对准该第一引导叶片镗孔4a的第二引导叶片镗孔4b中。由于在相同镗孔步骤中生产的两个引导叶片镗孔4a、4b的对准布置，相应的引导叶片5能够非常精确地接收在两个引导叶片镗孔4a、4b中。因而，以该方式，能够在很大程度上或者甚至完全防止引导叶片5的不想要的歪斜以及操作期间增加的磨损。

在制作贯通镗孔3a、3b和引导叶片镗孔4a、4b期间，两个引导叶片支撑环2a、2b能够被接收及稳固在共用保持设备(未示出)中。以该方式能够确保，在贯通镗孔3a、3b和引导叶片镗孔4a、4b相对于彼此的对准布置中得到的容差能够保持较小，这能够特别精确的将引导叶片5在引导叶片镗孔4a、4b中引导以及将紧固元件10在贯通镗孔3a、3b中引导。

图2示出了图1的可变几何涡轮1的纵向段，在引导叶片5的区域中沿着引导叶片支撑环2a、2b的轴向方向A。根据图2，每个引导叶片5包括芯轴6以及叶片元件7，芯轴6平行于两个引导叶片支撑环2a、2b的轴向方向A布置，叶片元件7不可旋转地布置在芯轴6上。每个引导叶片5能够相对于两个引导叶片支撑环2a、2b绕着旋转轴线D旋转，旋转轴线D由芯轴6的中央纵向轴线限定。芯轴6被其对置安置的端部段8a、8b部分地分别接收在第一或者第二引导叶片支撑环2a、2b的第一或者第二引导叶片镗孔4a或者4b中。

图3示出了图1的可变几何涡轮1的纵向段，在两个贯通镗孔3a、3b的区域中沿着引导叶片支撑环2a、2b的轴向方向A。人们注意到，定心套筒9布置于引导叶片支撑环2a、2b之间，对准两个贯通镗孔3a、3b。一方面，定心套筒9用作两个引导叶片支撑环2a、2b之间的间隔元件，另一方面，其用作定心元件用于将两个引导叶片支撑环2a、2b相对于彼此定心。此外，定心套筒9还用作以径向游隙接收紧固元件10，以最小化或者甚至完全避免紧固元件10上的侧向负荷。依靠紧固元件10，包括引导叶片5的两个引导叶片支撑环2a、2b能够紧固至排气涡轮增压器的轴承壳体或者涡轮壳体的壳体部分11。

定心套筒9具有第一轴向端部段12a，第一轴向端部段12a沿着其轴向方向A接入轴向中间段12b并且从轴向中间段12b流入与第一轴向端部段12a对置的第二轴向端部段12c。定心套筒9布置于两个引导叶片支撑环2a、2b之间，使得第一轴向端部段12a接收在第一贯通镗孔3a中，第二轴向端部段12c接收在第二贯通镗孔3b中。两个引导叶片支撑环2a、2b靠着定心套筒的轴向中间段12b被轴向支承。

正如图3示出的，在定心套筒9的外周表面14上，第一径向台阶13形成在第一轴向端部段12a和轴向中间段12b之间的过渡区域中。第二径向台阶13b形成在轴向中间段12b和第二轴向端部段12c之间。利用两个径向台阶13a、13b，相比于在两个轴向端部段12a、12c中，实现增加定心套筒9在轴向中间段12中的半径R。

图4图示了图3的例子的一个变型。在图4的例子中，定心套筒9'不具有图3所示的图3的定心套筒9的两个径向台阶13a、13b。但是，相反，除了定心套筒9'，设置了间隔套筒15。间隔套筒15布置在定心套筒9'的轴向中间段12b的区域的径向外侧，与定心套筒9'隔开一距离。间隔套筒15轴向布置于两个引导叶片支撑环2a、2b之间的两个贯通镗孔3a、3b外侧。

间隔套筒15作用在两个引导叶片支撑环2a、2b上，作为单独间隔元件，两个引导叶片支撑环2a、2b靠着间隔套筒15被轴向支承。另一方面，定心套筒9'单独用作将两个引导叶片支撑环2a、2b相对于彼此定心并且以一游隙接收紧固元件。

正如图3和图4图的例子所示，紧固元件10能够设计为螺栓。可替换于此，紧固元件10还能够以紧固螺栓或者紧固销方式设计。

优选地，第一和第二引导叶片镗孔4a、4b能够设计为贯通镗孔，或者两个镗孔中的一个作为盲镗孔。