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弹簧卡紧夹

阅读:364发布:2020-05-12

专利汇可以提供弹簧卡紧夹专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且在两个相邻的导流 叶片 轴(21,22)之间使用 弹簧 卡紧夹(1)会在导衬中的导流叶片的支承点上产生了一个确定的 力 。因夹持力和与 流体 相关的抬升/漂移力而产生的导衬中导流叶片的支持力因此总是正的,并且导流叶片恒定地靠在导衬上。,下面是弹簧卡紧夹专利的具体信息内容。

1.一种涡轮机的导流装置,包括多个设置在可旋转地安装的导流 叶片轴(21,22)上的导流叶片,其特征在于两个相应的导流叶片轴 (21,22)通过一个弹簧卡紧夹(1)限位,所述的弹簧卡紧夹(1) 具有一个相应的轴支持区(11,12)用于容置一个相应的导流叶片轴 (21,22),并且在限位状态时,该可弹性变形的弹簧卡紧夹在两个支 持区的区域内向受限位的导流叶片轴方向产生两个相反的(FB1, FB2)。
2.一种涡轮机的导流装置,包括至少一个设置在可旋转地安装的 导流叶片轴(21,22)上的导流叶片,其特征在于所述的导流叶片轴 (21,22)通过一个弹簧卡紧夹(1)相对于一个壳体部分限位,所述 的弹簧卡紧夹(1)具有一个用于容置所述的导流叶片轴(21,22)的 轴支持区和一个用于容置所述的壳体部分的壳体支持区,并且在限位 状态时,该可弹性变形的弹簧卡紧夹在两个支持区的区域内,一方面 向受到限位的导流叶片轴方向,另一方面向壳体部分的方向产生两个 相反的力。
3.如权利要求1或2所述的导流装置,其特征在于所述的支持区 (11,12)设计成沿相反的方向弯曲。
4.如权利要求1至3中任一项所述的导流装置,其特征在于所述 的弹簧卡紧夹(1)和/或所述的导流叶片轴(21,22)具有防磨损的涂 层,并且/或者在弹簧卡紧夹(1)和导流叶片轴(21,22)之间设置有 一个防磨损的涂层。
5.如权利要求4所述的导流装置,其特征在于所述的支持区上涂 覆有一层防磨损的涂层。
6.一种废气涡轮增压器,其特征在于包含一个如权利要求1至5 中任一项所述的导流装置。
7.一种弹簧卡紧夹(1),用于对两个相互平行设置并且彼此之间 存在一段距离的轴(21,22)进行相互限位,其特征在于所述的弹簧 卡紧夹(1)具有一个相应的轴支持区(11,12)用于容置一个相应的 轴(21,22),并且在限位状态时,该可弹性变形的弹簧卡紧夹在两个 支持区的区域内向受到限位的轴的方向产生两个相反的力(FB1,FB2)。
8.如权利要求7所述的弹簧卡紧夹,其特征在于所述轴的支持区 (11,12)设计成在相反的方向上弯曲。
9.如权利要求7所述的弹簧卡紧夹,其特征在于,在两个所述轴 的支持区中的至少一个支持区(12)的周围,所述的弹簧卡紧夹包括 用于在两个待彼此限位的轴之间安装弹簧卡紧夹的装置(13,14)。
10.如权利要求9所述的弹簧卡紧夹,其特征在于用于安装弹簧 卡紧夹的所述装置包括一个辅助安装区(13,14),该辅助安装区包括 一个弯曲段(13),其弯曲方向与在弹簧卡紧夹进行限位时在该轴支持 区产生的力(FB2)相反。
11.如权利要求7所述的弹簧卡紧夹,其特征在于所述的支持区 涂覆了一层防磨损的涂层。
12.一种轴承装置,包括两个相互平行安装并彼此相距一段距离 的轴(21,22),其特征在于所述的两个轴通过一个如权利要求7至11 中任一项所述的弹簧卡紧夹(1)相互限位。

说明书全文

技术领域

发明涉及具有独立可调节导流叶片的径流式废气涡轮增压器的涡 轮,所述导流叶片可以通过安装在壳体内的各个导流叶片轴进行调节, 而每个导流叶片轴通过一个回转杆得以驱动。本发明涉及一个涡轮机的 导流装置和一个具有该导流装置的废气涡轮增压器,而所述涡轮机具有 可旋转地安装的导流叶片和一个用于对导流叶片轴进行相互限位的弹簧 卡紧夹。

背景技术

废气涡轮,更具体地是废气涡轮增压器中的废气涡轮,与内燃机一 起使用。来自内燃机的废气作为驱动介质被用来驱动涡轮机叶轮。涡轮 机叶轮通过一个轴连接到压气机叶轮上,而通过该压气机叶轮,送入内 燃机的吸入气体受到压缩。同时在实践中通常使用可变涡轮几何结构 (variable turbine geometry以下简称VTG)而不是使用一个固定的流阶 (flow cascade)(喷嘴环)。在这种情况下,涡轮导流叶片的入射可以 通过一个调节装置调节到各自的工作点。
通常,一个VTG装置包括多个安装在轴的轴承座上的导流叶片和一 个用于旋转这些导流叶片的调节装置。例如,在EP 0226444或者DE 43 09636中描述了VTG装置。
废气涡轮的导流叶片由于在工作中会被加热到一个非常显著的程 度,其必须以合适的间隙安装在轴承衬套内,这样它们就不会堵塞。在 导流叶片径向支承点处的所述间隙,有时会在导流叶片轴和轴承衬套之 间的支持面处导致振动磨损,这种磨损的发生有可能是由于例如轴承套 在工作中产生的振动或者是由于变动的流体
文献US 5,415,272揭示了一种具有弹簧卡紧夹的装置,其中的弹簧 卡紧夹设置在一对不旋转的滚动轴之间,而其目的是为了缓冲滚轴输送 机的振动。

发明内容

本发明的目的是改进导流叶片轴的支承装置,使得在支承点处产生 较小的磨损。
通过夹持在轴之间的弹簧卡紧夹达到此目的,这样轴受到的支持力 在一个方向会增加,并且避免了该导流叶片轴在轴承衬套中的不确定运 动,而所述的不确定运动是由于例如在废气涡轮中的机壳的振动或者流 体力而产生的。
在两个导流叶片轴之间使用弹簧卡紧夹会沿周向在支承点产生一个 确定的力。这产生的效果是:由夹持力和可变流体力导致的支持力总是 正的,而且尽管机壳有振动,导流叶片恒定地靠在导衬上。
依照本发明的该弹簧卡紧夹设计为:一方面,它在工作中不会脱离 导流叶片轴,另一方面,不必拆开VTG装置就可以对其安装。
该弹簧卡紧夹可以安装在现有涡轮机上,例如安装在一个废气涡轮 增压器的涡轮上,这样,就可以一个简单的方式降低导流叶片轴承的将 来磨损。
更进一步的优点记载在从属权利要求中。
附图说明
在下文中参考附图详细解释本发明。在附图中:
图1示出了一个依照本发明的弹簧卡紧夹,它位于两个导流叶片轴 之间,并处于安装状态;
图2示出了作用在导流叶片轴上的力的一个示意图,所述导流叶片 轴安装在一个轴承衬套中。
其中附图标记说明如下:
1      弹簧卡紧夹
11,12 支持区
13        辅助安装弯曲段
14        端部延伸
21,22    导流叶片轴
3         轴承套
4         轴承衬套
5         在轴承衬套上的导流叶片轴的支持点
FB1,FB2  卡紧夹力
FS        流体力
V         振动运动

具体实施方式

图2示意性地显示了作用在导流叶片轴上的力,而所述导流叶片轴 依照本发明由一个弹簧卡紧夹限位。由弹簧卡紧夹施加的、作用在周向 上(废气涡轮的周向,在图中以点划线示出)的卡紧夹力FB形成了一个 独立于流体力FS和轴套振动V的一个正的支持力,也就是说,导流叶片 轴2总是靠在导衬4上且不能升起。导流叶片轴的中心点在卡紧夹力FB 的作用下沿着周向移动,直至所述的导流叶片轴顶到轴承衬套上。由于 该卡紧夹力FB,导流叶片轴的支持点5在不同的流体力FS的作用下,作 为不同工作点的函数,沿着轴承衬套的轮廓线平滑移动。因为受到最大 表面压力的位置沿着接触轮廓线分布,这种效果减少了导流叶片轴和/或 轴承衬套的磨损。该材料在截面上具有相当小的应力,这是一个导致导 流叶片轴承以及整个VTG装置的使用寿命的延长的因素。
弹簧卡紧夹沿径向从外部安装在两个导流叶片轴之间,以便沿周向 对轴承施加一个确定的卡紧夹力。依照本发明,由于卡紧夹两端的造型, 没有必要为此安装步骤而拆开VTG装置。由此,维修被大大简化,并且 可以在现场,即在装好的涡轮增压器上直接进行维修。也可以沿径向从 内部将该弹簧卡紧夹推到导流叶片上。
在其顶端区域,该弹簧卡紧夹1在如图1的装配状态下具有一个支 持区域11,该支持区域沿着轴的轮廓线延伸大约120度角。这种对该轴 的部分包绕极大地防止了弹簧卡紧夹的脱离,这种脱离会发生在废气涡 轮工作过程中,尤其会发生在当导流叶片轴绕其轴线旋转时对导流叶片 的调整过程中。在其底端区域,该弹簧卡紧夹类似地具有一个支持区域 12,该区域也沿着轴的轮廓部分地延伸。这两个支持区域11和12沿着 其相应的轴的轮廓线可进行相同程度或不同程度的延伸。
该弹簧卡紧夹的底端成形为:它可以一种滑动的方式与底部导流叶 片轴的圆周啮合。这种对安装的辅助通过一个弯曲段13实现,在弹簧卡 紧夹的限位过程中,该弯曲段与此底端施加在轴上的力的方向相反。也 就是说,弹簧卡紧夹端部的弯曲段13的方向与底部支持区域12的方向 不同。如图所示,在所述的弯曲段之后,也可形成一个短而直的片断14, 这个直片断14使得在装配过程中更加容易地将弹簧卡紧夹“装”在两轴 之间。
装配顺序可以参考图1进行解释。首先,将弹簧卡紧夹垂直于顶部 的轴,同时使顶部支持区域与轴结合(示于位置1’),接着通过一个绕顶 部轴的中心的旋转运动沿箭头方向将弹簧卡紧夹压向底部轴的方位(示 于位置1”)。该卡紧夹的底端然后被压到第二个轴22上,直到其底部支 持区域在轴的适当位置上定到其最后的位置(以粗的边界线画出)。
该弹簧卡紧夹的弹性部分置于两个支持区域11和12之间。在所示 的实施例中它包括一个双弯头。视施加在轴上的弹簧力的需要而定,也 可以提供其他形状的弹簧元件,例如一个圆中一段弧,或者甚至一个螺 旋弹簧。
图中所示的弹簧卡紧夹是被推入两个轴之间的位置,作为一种替代 方案,依照本发明的减少磨损的支持力也可以通过推到轴上并围绕两个 轴的弹簧卡紧夹实现。在这种情况下,支持表面面向轴并向内弯曲,并 且卡紧夹沿周向将两个轴压到一起,而不是将它们向外推开。
此外,依照本发明的弹簧卡紧夹也可以用来相对于一个轴套突出部 或以一种不旋转的方式安装的轴颈对一个单独的轴进行限位。
在具有设置成一圈的多个轴的一个废气涡轮的导流装置的应用中, 相邻设置的两个轴或在其间装有一个或更多轴的另外两个轴可以通过依 照本发明的弹簧卡紧夹得以相互限位。通过改变相互限位的轴之间的距 离,施加在两个轴上的卡紧夹力的角度可以改变。
为了防止在弹簧卡紧夹和导流叶片轴之间的交界面上可能由于轴上 的卡紧夹力所导致的摩擦而产生的磨损,可以至少在该弹簧卡紧夹的支 持区域提供一个防磨损的涂层(该涂层具有一个低的摩擦系数和/或低的 磨损)。当然,该轴在与弹簧卡紧夹相接触的区域也可以带有涂层,或者 可以在弹簧卡紧夹和轴之间安装一个不会磨损的中间层,例如可以是套 的形式,该套可以滑动地套在弹簧卡紧夹或轴上。
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