專利名稱：彈簧卡緊夾的制作方法
技術領域：
本發明涉及具有獨立可調節導流葉片的徑流式廢氣渦輪增壓器的渦輪，所述導流葉片可以通過安裝在殼體內的各個導流葉片軸進行調節，而每個導流葉片軸通過一個回轉桿得以驅動。本發明涉及一個渦輪機的導流裝置和一個具有該導流裝置的廢氣渦輪增壓器，而所述渦輪機具有可旋轉地安裝的導流葉片和一個用于對導流葉片軸進行相互限位的彈簧卡緊夾。
背景技術：
廢氣渦輪，更具體地是廢氣渦輪增壓器中的廢氣渦輪，與內燃機一起使用。來自內燃機的廢氣作為驅動介質被用來驅動渦輪機葉輪。渦輪機葉輪通過一個軸連接到壓氣機葉輪上，而通過該壓氣機葉輪，送入內燃機的吸入氣體受到壓縮。同時在實踐中通常使用可變渦輪幾何結構(variable turbine geometry以下簡稱VTG)而不是使用一個固定的流階(flow cascade)(噴嘴環)。在這種情況下，渦輪導流葉片的入射角可以通過一個調節裝置調節到各自的工作點。
通常，一個VTG裝置包括多個安裝在軸的軸承座上的導流葉片和一個用于旋轉這些導流葉片的調節裝置。例如，在EP 0226444或者DE 4309636中描述了VTG裝置。
廢氣渦輪的導流葉片由于在工作中會被加熱到一個非常顯著的程度，其必須以合適的間隙安裝在軸承襯套內，這樣它們就不會堵塞。在導流葉片徑向支承點處的所述間隙，有時會在導流葉片軸和軸承襯套之間的支持面處導致振動磨損，這種磨損的發生有可能是由于例如軸承套在工作中產生的振動或者是由于變動的流體力。
文獻US 5,415,272揭示了一種具有彈簧卡緊夾的裝置，其中的彈簧卡緊夾設置在一對不旋轉的滾動軸之間，而其目的是為了緩沖滾軸輸送機的振動。

發明內容
本發明的目的是改進導流葉片軸的支承裝置，使得在支承點處產生較小的磨損。
通過夾持在軸之間的彈簧卡緊夾達到此目的，這樣軸受到的支持力在一個方向會增加，并且避免了該導流葉片軸在軸承襯套中的不確定運動，而所述的不確定運動是由于例如在廢氣渦輪中的機殼的振動或者流體力而產生的。
在兩個導流葉片軸之間使用彈簧卡緊夾會沿周向在支承點產生一個確定的力。這產生的效果是由夾持力和可變流體力導致的支持力總是正的，而且盡管機殼有振動，導流葉片恒定地靠在導襯上。
依照本發明的該彈簧卡緊夾設計為一方面，它在工作中不會脫離導流葉片軸，另一方面，不必拆開VTG裝置就可以對其安裝。
該彈簧卡緊夾可以安裝在現有渦輪機上，例如安裝在一個廢氣渦輪增壓器的渦輪上，這樣，就可以一個簡單的方式降低導流葉片軸承的將來磨損。
更進一步的優點記載在從屬權利要求中。


在下文中參考附圖詳細解釋本發明。在附圖中圖1示出了一個依照本發明的彈簧卡緊夾，它位于兩個導流葉片軸之間，并處于安裝狀態；圖2示出了作用在導流葉片軸上的力的一個示意圖，所述導流葉片軸安裝在一個軸承襯套中。
其中附圖標記說明如下1 彈簧卡緊夾11，12 支持區
13輔助安裝彎曲段14端部延伸21，22導流葉片軸3 軸承套4 軸承襯套5 在軸承襯套上的導流葉片軸的支持點FB1，FB2 卡緊夾力FS流體力V 振動運動具體實施方式
圖2示意性地顯示了作用在導流葉片軸上的力，而所述導流葉片軸依照本發明由一個彈簧卡緊夾限位。由彈簧卡緊夾施加的、作用在周向上(廢氣渦輪的周向，在圖中以點劃線示出)的卡緊夾力FB形成了一個獨立于流體力FS和軸套振動V的一個正的支持力，也就是說，導流葉片軸2總是靠在導襯4上且不能升起。導流葉片軸的中心點在卡緊夾力FB的作用下沿著周向移動，直至所述的導流葉片軸頂到軸承襯套上。由于該卡緊夾力FB，導流葉片軸的支持點5在不同的流體力FS的作用下，作為不同工作點的函數，沿著軸承襯套的輪廓線平滑移動。因為受到最大表面壓力的位置沿著接觸輪廓線分布，這種效果減少了導流葉片軸和/或軸承襯套的磨損。該材料在截面上具有相當小的應力，這是一個導致導流葉片軸承以及整個VTG裝置的使用壽命的延長的因素。
彈簧卡緊夾沿徑向從外部安裝在兩個導流葉片軸之間，以便沿周向對軸承施加一個確定的卡緊夾力。依照本發明，由于卡緊夾兩端的造型，沒有必要為此安裝步驟而拆開VTG裝置。由此，維修被大大簡化，并且可以在現場，即在裝好的渦輪增壓器上直接進行維修。也可以沿徑向從內部將該彈簧卡緊夾推到導流葉片上。
在其頂端區域，該彈簧卡緊夾1在如圖1的裝配狀態下具有一個支持區域11，該支持區域沿著軸的輪廓線延伸大約120度角。這種對該軸的部分包繞極大地防止了彈簧卡緊夾的脫離，這種脫離會發生在廢氣渦輪工作過程中，尤其會發生在當導流葉片軸繞其軸線旋轉時對導流葉片的調整過程中。在其底端區域，該彈簧卡緊夾類似地具有一個支持區域12，該區域也沿著軸的輪廓部分地延伸。這兩個支持區域11和12沿著其相應的軸的輪廓線可進行相同程度或不同程度的延伸。
該彈簧卡緊夾的底端成形為它可以一種滑動的方式與底部導流葉片軸的圓周嚙合。這種對安裝的輔助通過一個彎曲段13實現，在彈簧卡緊夾的限位過程中，該彎曲段與此底端施加在軸上的力的方向相反。也就是說，彈簧卡緊夾端部的彎曲段13的方向與底部支持區域12的方向不同。如圖所示，在所述的彎曲段之后，也可形成一個短而直的片斷14，這個直片斷14使得在裝配過程中更加容易地將彈簧卡緊夾“裝”在兩軸之間。
裝配順序可以參考圖1進行解釋。首先，將彈簧卡緊夾垂直于頂部的軸，同時使頂部支持區域與軸結合(示于位置1’)，接著通過一個繞頂部軸的中心的旋轉運動沿箭頭方向將彈簧卡緊夾壓向底部軸的方位(示于位置1”)。該卡緊夾的底端然后被壓到第二個軸22上，直到其底部支持區域在軸的適當位置上鎖定到其最后的位置(以粗的邊界線畫出)。
該彈簧卡緊夾的彈性部分置于兩個支持區域11和12之間。在所示的實施例中它包括一個雙彎頭。視施加在軸上的彈簧力的需要而定，也可以提供其他形狀的彈簧元件，例如一個圓中一段弧，或者甚至一個螺旋彈簧。
圖中所示的彈簧卡緊夾是被推入兩個軸之間的位置，作為一種替代方案，依照本發明的減少磨損的支持力也可以通過推到軸上并圍繞兩個軸的彈簧卡緊夾實現。在這種情況下，支持表面面向軸并向內彎曲，并且卡緊夾沿周向將兩個軸壓到一起，而不是將它們向外推開。
此外，依照本發明的彈簧卡緊夾也可以用來相對于一個軸套突出部或以一種不旋轉的方式安裝的軸頸對一個單獨的軸進行限位。
在具有設置成一圈的多個軸的一個廢氣渦輪的導流裝置的應用中，相鄰設置的兩個軸或在其間裝有一個或更多軸的另外兩個軸可以通過依照本發明的彈簧卡緊夾得以相互限位。通過改變相互限位的軸之間的距離，施加在兩個軸上的卡緊夾力的角度可以改變。
為了防止在彈簧卡緊夾和導流葉片軸之間的交界面上可能由于軸上的卡緊夾力所導致的摩擦而產生的磨損，可以至少在該彈簧卡緊夾的支持區域提供一個防磨損的涂層(該涂層具有一個低的摩擦系數和/或低的磨損)。當然，該軸在與彈簧卡緊夾相接觸的區域也可以帶有涂層，或者可以在彈簧卡緊夾和軸之間安裝一個不會磨損的中間層，例如可以是套的形式，該套可以滑動地套在彈簧卡緊夾或軸上。
權利要求
1.一種渦輪機的導流裝置，包括多個設置在可旋轉地安裝的導流葉片軸(21，22)上的導流葉片，其特征在于兩個相應的導流葉片軸(21，22)通過一個彈簧卡緊夾(1)限位，所述的彈簧卡緊夾(1)具有一個相應的軸支持區(11，12)用于容置一個相應的導流葉片軸(21，22)，并且在限位狀態時，該可彈性變形的彈簧卡緊夾在兩個支持區的區域內向受限位的導流葉片軸方向產生兩個相反的力(FB1，FB2)。
2.一種渦輪機的導流裝置，包括至少一個設置在可旋轉地安裝的導流葉片軸(21，22)上的導流葉片，其特征在于所述的導流葉片軸(21，22)通過一個彈簧卡緊夾(1)相對于一個殼體部分限位，所述的彈簧卡緊夾(1)具有一個用于容置所述的導流葉片軸(21，22)的軸支持區和一個用于容置所述的殼體部分的殼體支持區，并且在限位狀態時，該可彈性變形的彈簧卡緊夾在兩個支持區的區域內，一方面向受到限位的導流葉片軸方向，另一方面向殼體部分的方向產生兩個相反的力。
3.如權利要求1或2所述的導流裝置，其特征在于所述的支持區(11，12)設計成沿相反的方向彎曲。
4.如權利要求1至3中任一項所述的導流裝置，其特征在于所述的彈簧卡緊夾(1)和/或所述的導流葉片軸(21，22)具有防磨損的涂層，并且/或者在彈簧卡緊夾(1)和導流葉片軸(21，22)之間設置有一個防磨損的涂層。
5.如權利要求4所述的導流裝置，其特征在于所述的支持區上涂覆有一層防磨損的涂層。
6.一種廢氣渦輪增壓器，其特征在于包含一個如權利要求1至5中任一項所述的導流裝置。
7.一種彈簧卡緊夾(1)，用于對兩個相互平行設置并且彼此之間存在一段距離的軸(21，22)進行相互限位，其特征在于所述的彈簧卡緊夾(1)具有一個相應的軸支持區(11，12)用于容置一個相應的軸(21，22)，并且在限位狀態時，該可彈性變形的彈簧卡緊夾在兩個支持區的區域內向受到限位的軸的方向產生兩個相反的力(FB1，FB2)。
8.如權利要求7所述的彈簧卡緊夾，其特征在于所述軸的支持區(11，12)設計成在相反的方向上彎曲。
9.如權利要求7所述的彈簧卡緊夾，其特征在于，在兩個所述軸的支持區中的至少一個支持區(12)的周圍，所述的彈簧卡緊夾包括用于在兩個待彼此限位的軸之間安裝彈簧卡緊夾的裝置(13，14)。
10.如權利要求9所述的彈簧卡緊夾，其特征在于用于安裝彈簧卡緊夾的所述裝置包括一個輔助安裝區(13，14)，該輔助安裝區包括一個彎曲段(13)，其彎曲方向與在彈簧卡緊夾進行限位時在該軸支持區產生的力(FB2)相反。
11.如權利要求7所述的彈簧卡緊夾，其特征在于所述的支持區涂覆了一層防磨損的涂層。
12.一種軸承裝置，包括兩個相互平行安裝并彼此相距一段距離的軸(21，22)，其特征在于所述的兩個軸通過一個如權利要求7至11中任一項所述的彈簧卡緊夾(1)相互限位。
全文摘要
在兩個相鄰的導流葉片軸(21，22)之間使用彈簧卡緊夾(1)會在導襯中的導流葉片的支承點上產生了一個確定的力。因夾持力和與流體相關的抬升/漂移力而產生的導襯中導流葉片的支持力因此總是正的，并且導流葉片恒定地靠在導襯上。
文檔編號F02B37/24GK1752417SQ200510102510
公開日2006年3月29日 申請日期2005年9月8日 優先權日2004年9月21日
發明者若埃爾·施林格, 阿德里安·科普 申請人:Abb渦輪系統有限公司