特許 7401306 可変タービン幾何学的形状を有するタービン

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-12-11

(45)【発行日】2023-12-19

(54)【発明の名称】可変タービン幾何学的形状を有するタービン

(51)【国際特許分類】

   F02B 39/00 20060101AFI20231212BHJP

   F01D 17/16 20060101ALI20231212BHJP

【ＦＩ】

F02B39/00 D

F02B39/00 T

F01D17/16 C

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2019528477

(86)(22)【出願日】2017-11-27

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2020-05-14

(86)【国際出願番号】 US2017063222

(87)【国際公開番号】W WO2018102244

(87)【国際公開日】2018-06-07

【審査請求日】2020-10-12

(31)【優先権主張番号】102016123072.3

(32)【優先日】2016-11-30

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】500124378

【氏名又は名称】ボーグワーナー インコーポレーテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100093861

【弁理士】

【氏名又は名称】大賀 眞司

(74)【代理人】

【識別番号】100129218

【弁理士】

【氏名又は名称】百本 宏之

(72)【発明者】

【氏名】トーマス・ラム

(72)【発明者】

【氏名】レイフ・ハイディングスフェルダー

(72)【発明者】

【氏名】クリスチャン・ハイブト

(72)【発明者】

【氏名】フランク・シェラー

【審査官】中田 善邦

(56)【参考文献】

【文献】特開昭６２－１３９９３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００６－５１４１９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１１／００１４０３３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１０／０３１６４９０（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０２Ｂ ３３／００－ ４１／１０，

Ｆ０１Ｄ １７／００－ ２１／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

内燃機関用の可変タービン幾何学的形状を備えたタービンであって、
軸受ハウジング（１００）と、
タービンハウジング（２００）と、
複数の調整可能なブレード（３３０）を取り付けるためのブレード軸受リング（３１０）を有するカートリッジ（３００）と、を含み、
前記カートリッジ（３００）は、少なくとも３つのボルト（４００）を介して前記軸受ハウジング（１００）上に固定され、
前記軸受ハウジング（１００）は、各々の場合において、前記ボルト（４００）の数に対応する第１の穴（１１０）を有し、前記ブレード軸受リング（３１０）は前記ボルト（４００）の数に対応する第２の穴（３１２）を有し、各々の場合において、前記ボルト（４００）の第１の端部は前記対応する第１の穴（１１０）のうちの１つ内に配列され、前記ボルト（４００）の第２の端部は前記対応する第２の穴（３１２）のうちの１つ内に配列され、
前記ボルト（４００）の前記第１の端部と前記第１の穴（１１０）との間、及び前記ボルト（４００）の前記第２の端部と前記第２の穴（３１２）との間に圧入が提供されることを特徴とし、そして、
前記ボルト（４００）は、軸方向変位に対して抵抗するように前記第１及び第２の穴（１１０、３１２）内に配列されることを特徴とする、
タービン。

【請求項2】

第１のフランジが、前記タービンハウジング（２００）の方向に円周方向の第１の突出部（１２０）の形態で前記軸受ハウジング（１００）上に提供され、前記第１の穴（１１０）は、前記第１の突出部（１２０）内に配列されることを特徴とする、請求項１に記載のタービン。

【請求項3】

第２のフランジが、前記軸受ハウジング（１００）の方向に円周方向の第２の突出部（３１４）の形態で前記ブレード軸受リング（３１０）上に提供され、前記第２の穴（１１０）は、前記第２の突出部（３１４）内に配列されることを特徴とする、請求項２に記載のタービン。

【請求項4】

前記ボルト（４００）の数に対応する前記タービンハウジング（２００）の方向への軸方向の第１の突出部（１２０）が前記軸受ハウジング（１００）上に提供され、前記第１の穴（１１０）は、前記第１の突出部（１２０）内に配列されることを特徴とする、請求項１又は、３に記載のタービン。

【請求項5】

前記ボルト（４００）の数に対応する前記タービンハウジング（１００）の方向への軸方向の第２の突出部（３１４）が前記ブレード軸受リング（３１０）上に提供され、前記第２の穴（３１２）は、前記第２の突出部（３１４）内に配列されることを特徴とする、請求項１、２、又は、４に記載のタービン。

【請求項6】

前記第１の突出部並びに前記第２の突出部（１２０、３１４）、前記第１並びに第２の穴（１１０、３１２）、及び前記ボルト（４００）は、前記軸受ハウジング（１００）及び前記ブレード軸受リング（３１０）が互いに接触しない方式で構成されるか、または、前記第１の突出部（複数）並びに前記第２の突出部（複数）（１２０、３１４）、前記第１並びに第２の穴（１１０、３１２）、及び前記ボルト（４００）は、前記第１及び第２の突出部（１２０、３１４）の対向する半径方向表面が互いに接触する方式で構成されることを特徴とする、請求項３に記載のタービン。

【請求項7】

前記ボルト（４００）の中央領域は、前記第１及び第２の端部よりも大きい直径を有し、それによってカラー（４１０）が形成されるか、または、
スリーブが前記ボルトの中央領域の周りに配列され、それによってカラー（４１０）が形成されることを特徴とする、請求項１～６のいずれか一項に記載のタービン。

【請求項8】

前記軸受ハウジング（１００）の方向に向かう前記カラー（４１０）の半径方向接触面は、前記軸受ハウジング（１００）の対向する半径方向表面上に平坦に載せられることを特徴とする、請求項７に記載のタービン。

【請求項9】

請求項１～８のいずれか一項に記載のタービンを備えたターボチャージャー。

【請求項10】

可変タービン幾何学的形状を有するタービンを組み立てるための方法であって、
軸受ハウジング（１００）を提供するステップと、
可変タービン幾何学的形状を有するカートリッジ（３００）を提供するステップと、
少なくとも３つのボルト（４００）を介して前記軸受ハウジング（１００）上に前記カートリッジ（３００）を固定するステップと、を含み、
少なくとも３つの第１の穴（１１０）が前記軸受ハウジング（１００）の半径方向外面にわたって分布するように提供され、少なくとも３つの第２の穴（３１２）が前記カートリッジ（３００）のブレード軸受リング（３１０）の半径方向外面にわたって分布するように提供され、各々の場合において、前記ボルト（４００）の第１の端部は前記対応する第１の穴（１１０）のうちの１つ内に配列され、前記ボルト（４００）の第２の端部は前記対応する第２の穴（３１２）のうちの１つ内に配列され、
かつ前記ボルト（４００）の前記第１の端部と前記第１の穴（１１０）との間、及び前記ボルト（４００）の前記第２の端部と前記第２の穴（３１２）との間に圧入が提供されることを特徴とし、そして、
前記ボルト（４００）は、軸方向変位に対して抵抗するように前記第１及び第２の穴（１１０、３１２）内に配列されることを特徴とする、方法。

【請求項11】

前記少なくとも３つのボルト（４００）の前記第１の端部が、最初に各々の場合において、前記軸受ハウジング（１００）の前記第１の穴（１１０）のうちの１つ内に配列され、その後、前記ボルト（４００）の前記第２の端部が各々の場合において、前記カートリッジ（３００）の前記第２の穴（３１２）のうちの１つ内に配列されるように前記カートリッジ（３００）が前記軸受ハウジング（１００）に接続されるか、または、前記少なくとも３つのボルト（４００）の前記第２の端部が、最初に各々の場合において前記カートリッジ（３００）の前記第２の穴（３１２）のうちの１つ内に配列され、その後、前記ボルト（４００）の前記第１の端部が各々の場合において、前記第１の穴（３１２）のうちの１つ内に配列されるように前記ボルト（４００）を有する前記カートリッジ（３００）が前記軸受ハウジング（１００）に接続されることを特徴とする、請求項１０に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、可変タービン幾何学的形状を有するターボチャージャーに関する。

【背景技術】

【0002】

さらに最近世代の車両はますます多くの充電装置が取り付けられる。目標需要及び法的要件を達成するためには、完全なドライブトレインの開発を促進し、個々の構成要素のみならず、それらの信頼性及び効率性に対してシステム全体を最適化することが必須的である。

【0003】

排気ガスターボチャージャーは、例えば、タービンホイールを有するタービンが内燃機関の排気ガス流れによって駆動されると公知されている。相互のシャフト（ｍｕｔｕａｌ ｓｈａｆｔ）上にタービンホイールとともに配列される圧縮機ホイールはエンジンに取り込まれた新鮮な空気を圧縮する。この手段によって、燃焼のためにエンジンに利用可能な空気量または酸素量が増加され、終局には内燃機関の出力向上を誘導する。

【0004】

タービンはまた、排気ガスターボチャージャーから切り離されるか、または、例えば、燃料電池エンジン用の空気供給部と組み合わせて使用され得る。

【0005】

タービンは排気ガス流れによって駆動されるので、タービンホイール及びタービンハウジングの領域で非常に高い温度が発生する。可変タービン幾何学的形状（ｖａｒｉａｂｌｅ ｔｕｒｂｉｎｅ ｇｅｏｍｅｔｒｙ：ＶＴＧ）を有するタービンにおいて、ＶＴＧのカートリッジはタービンの内部に配列され、複数の調整可能に取り付けられたブレードを有するブレード軸受リングを含み、また非常に高温に達する。カートリッジは、タービンホイールが固定されるシャフトを取り付けるために機能する軸受ハウジングに結合され、そのため、カートリッジの熱も軸受ハウジングに伝達される。軸受ハウジング内の温度が高すぎると、効率や摩耗しやすさに悪影響を及ぼす可能性がある。さらに、熱放散及び熱伝達は、タービンハウジング内でタービンを駆動するために利用可能なエネルギーを減少させる。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明の目的は、それに対応して、特に可変タービン幾何学的形状のカートリッジとタービンハウジングとの間の接触領域に関して、改善された温度管理を有するタービンを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は、請求項１に記載の可変タービン幾何学的形状を有するタービン、請求項１２に記載のターボチャージャー、及び請求項１３に記載の可変タービン幾何学的形状を有するタービンを取り付けるための方法に関する。

【0008】

本発明によるタービンは、軸受ハウジングと、タービンハウジングと、複数の調整可能なブレードを取り付けるためのブレード軸受リングを有するカートリッジとを含む。カートリッジは、少なくとも３つのボルトを介して軸受ハウジング上に固定される。軸受ハウジングは３つのボルトを介してカートリッジにのみ接続されているので、高温の排気ガスが流れるカートリッジから軸受ハウジングにより少ない熱が伝達される。これは、排気ガスからのエネルギーがタービンハウジング内に留まり、したがって、タービンを駆動するために使用され得るので、タービンのより高い効率を誘導することを意味する。また、軸受ハウジングへのより低い熱伝達により、一般に軸受ハウジング及び軸受を冷却させるように機能する軸受ハウジング内のウォーターコア（ｗａｔｅｒ ｃｏｒｅ）が、例えば、省略され得る。軸受ハウジング内のより低い熱発達は、軸受ハウジング内の軸受を潤滑させるために循環する沸騰油（ｂｏｉｌｉｎｇ ｏｉｌ）の発生の危険の減少を誘導する。したがって、軸受ハウジング内に配列され得るピストンリングシールの早期摩耗及び故障の危険をまた防止することができ、そうでなければオイル漏れを誘発し得、最悪の場合にはタービンまたはターボチャージャーの全損失を誘発し得る。

【0009】

さらに、ボルトを介するカートリッジの固定は圧縮機までの熱伝達も減少させるので、圧縮機の効率も増加し得る。これらの効果により、タービンの生産コスト及び設置サイズを減少させるための可能性も生じる。別の利点は、軸受ハウジング及びカートリッジがボルトを介して互いに軸方向及び／または半径方向に容易に整列され得ることである。これにより、タービンの組立工程を単純化する。

【0010】

実施形態において、軸受ハウジングは、各々の場合において、ボルトの数に対応する第１の穴を有することができ、ブレード軸受リングは、ボルトの数に対応する第２の穴を有することができ、各々の場合において、ボルトの第１の端部は対応する第１の穴のうちの１つ内に配列され、ボルトの第２の端部は対応する第２の穴のうちの１つ内に配列される。ボルトは、回転可能に固定され／固定されるか、軸方向変位に対して抵抗するように穴内に配列され得る。ボルトの第１の端部と第１の穴との間及び／またはボルトの第２の端部と第２の穴との間に圧入（ｐｒｅｓｓ ｆｉｔ）が提供され得る。

【0011】

上述したすべての実施形態と組み合わせることができる実施形態において、第１の穴は軸受ハウジングの半径方向の側面（ｒａｄｉａｌ ｌａｔｅｒａｌ ｓｕｒｆａｃｅ）にわたって分布するように配列され得、第２の穴はカートリッジのブレード軸受リングの半径方向の側面にわたって分布するように配列され得る。

【0012】

上述したすべての実施形態と組み合わせることができる実施形態において、第１の穴及び／または第２の穴は、ブラインド穴（ｂｌｉｎｄ ｈｏｌｅ）として構成され得る。

【0013】

上述したすべての実施形態と組み合わせることができる実施形態において、第１のフランジは、タービンハウジングの方向に円周方向の第１の突出部の形態で提供され得、第１の穴は第１の突出部内に配列される。第２のフランジは、軸受ハウジングの方向に円周方向の第２の突出部の形態でブレード軸受リング上に提供され得、第２の穴は第２の突出部内に配列される。代替的に、ボルトの数に対応するタービンハウジングの方向への軸方向の第１の突出部は、軸受ハウジング上に提供され得、第１の穴は第１の突出部内に配列される。同様に、ボルトの数に対応するタービンハウジングの方向への軸方向の第２の突出部は、ブレード軸受リング上に提供され得、第２の穴は第２の突出部内に配列される。第１の突出部（複数）並びに第２の突出部（複数）、及び第１並びに第２の穴、そしてボルトは、軸受ハウジング及びブレード軸受リングが互いに接触しない方式で構成され得る。代替的に、第１の突出部（複数）並びに第２の突出部（複数）、及び第１並びに第２の穴、そしてボルトは、第１及び第２の突出部の対向する半径方向表面が互いに接触する方式で構成され得る。

【0014】

上述したすべての実施形態と組み合わせることができる実施形態において、少なくとも３つのボルトは、円周方向に均等に分布するように配列され得る。

【0015】

上述したすべての実施形態と組み合わせることができる実施形態において、少なくとも３つのボルトは、カートリッジの調整リング内に半径方向に配列され得る。

【0016】

上述したすべての実施形態と組み合わせることができる実施形態において、少なくとも３つのボルトは、タービンのシャフトの回転軸に平行に配列され得る。

【0017】

上述したすべての実施形態と組み合わせることができる実施形態において、熱シート（ｈｅａｔ ｓｈｅｅｔ）がボルト内で半径方向に軸受ハウジングとブレード軸受リングとの間に配列され得る。

【0018】

上述したすべての実施形態と組み合わせることができる実施形態において、貫通路（ｔｈｒｏｕｇｈ ｐａｓｓａｇｅ）は、ブレード軸受リングと軸受ハウジング及び／またはタービンハウジングとの間に半径方向外側に提供され得る。貫通路は、全周にわたって延びることができる。

【0019】

上述したすべての実施形態と組み合わせることができる実施形態において、ボルトは、ボルトを通って延びる中央に配列された軸方向の穴を有することができる。

【0020】

上述したすべての実施形態と組み合わせることができる実施形態において、ボルトの中央領域は、第１及び第２の端部よりも大きい直径を有することができ、それによってカラー（ｃｏｌｌａｒ）が形成される。代替的に、スリーブがボルトの中央領域の周りに配列され得、それによってカラーが形成される。軸受ハウジングの方向に向かうカラーの半径方向接触面は、軸受ハウジングの対向する半径方向表面上に平坦に載せられ得る。このタイプのカラーには、タービンハウジング上のブレード軸受リングの平坦な軸方向支持部がボルトまたはボルトの周りのスリーブを介して利用可能になることが有利である。したがって、軸受ハウジングの半径方向表面は、これのために非常に平坦に研削され得、これによって、低い公差範囲がボルトと軸受ハウジングとの間の接続領域内に設定され得る。

【0021】

本発明は、上述した実施形態のいずれかによるタービンを含むターボチャージャーをさらに含む。

【0022】

本発明は、可変タービン幾何学的形状を有するタービンを組み立てるための方法をさらに含み、上記方法は、軸受ハウジングを提供するステップと、可変タービン幾何学的形状のカートリッジを提供するステップと、少なくとも３つのボルトを介してカートリッジを軸受ハウジングに固定するステップとを含む。

【0023】

実施形態において、少なくとも３つの第１の穴は軸受ハウジングの半径方向外面にわたって分布するように提供され得、少なくとも３つの第２の穴はカートリッジのブレード軸受リングの半径方向外面にわたって分布するように提供され得、各々の場合において、ボルトの第１の端部は対応する第１の穴のうちの１つ内に配列され得、ボルトの第２の端部は対応する第２の穴のうちの１つ内に配列され得る。少なくとも３つのボルトの第１の端部が最初に各々の場合において、軸受ハウジングの第１の穴のうちの１つ内に配列され得、その後、ボルトの第２の端部が各々の場合において、カートリッジの第２の穴のうちの１つ内に配列されるようにカートリッジが軸受ハウジングに接続される。代替的に、少なくとも３つのボルトの第２の端部が最初に各々の場合において、カートリッジの第２の穴のうちの１つ内に配列され得、その後、ボルトの第１の端部が各々の場合において、第１の穴のうちの１つ内に配列されるようにボルトを有するカートリッジが軸受ハウジングに接続される。

【図面の簡単な説明】

【0024】

本発明のさらなる詳細および特徴は、引き続き図によって説明される。

【0025】

【図1A】本発明によるタービンの第１の実施形態の部分断面を示す。

【図1B】本発明によるタービンの第２の実施形態の拡大断面を示す。

【図1C】本発明によるタービンの第３の実施形態の拡大断面を示す。

【発明を実施するための形態】

【0026】

可変タービン幾何学的形状を有する本発明によるタービンの実施形態が図に基づいて後述される。以後に説明されるすべての詳細事項及び利点は、タービン及びまた対応するタービンを有するターボチャージャーの両方に適用される。さらに、可変タービン幾何学的形状を有するタービンを組み立てるための方法が説明される。

【0027】

図１Ａは、本発明によるタービンの一実施形態の上半部の側面図を示す。タービンは、軸受ハウジング１００と、タービンハウジング２００と、複数の調整可能なブレード３３０を取り付けるためのブレード軸受リング３１０を有するカートリッジ３００とを含む。カートリッジ３００は、少なくとも３つのボルト４００を介して軸受ハウジング１００上に固定される。ボルト４００は、例えば温度安全性材料から製造され得る。軸受ハウジング１００は、３つのボルト４００を介してカートリッジにのみ接続されているので、カートリッジ３００を過ぎて流れる排気ガスからのより少ない熱が軸受ハウジング１００に伝達される。これは、排気ガスからのエネルギーがタービンハウジング２００内に留まり、したがって、タービンのタービンホイールを駆動するために使用され得るので、タービンのより高い効率を誘導することを意味する。また、軸受ハウジング１００へのより低い熱伝達により、一般に軸受ハウジング１００及びその中に配列された軸受を冷却させるように機能する軸受ハウジング１００内のウォーターコアが、例えば、省略され得る。軸受ハウジング１００内のより低い熱発達は、軸受ハウジング１００内の軸受を潤滑させるために循環する沸騰油の発生の危険の減少をさらに誘導する。したがって、軸受ハウジング１００内に配列され得るピストンリングシールの早期摩耗及び故障の危険をまた防止することができ、そうでなければオイル漏れを誘発し得、最悪の場合にはタービンまたはターボチャージャーの全損失を誘発し得る。

【0028】

さらに、ボルト４００を介するカートリッジ３００の固定は圧縮機までの熱伝達も減少させるので、圧縮機の効率もまた増加し得る。これらの効果により、タービンの生産コスト及び設置サイズを減少させるための可能性も生じる。別の利点は、軸受ハウジング１００及びカートリッジ３００がボルト４００を介して互いに軸方向及び／または半径方向に容易に整列され得ることである。これにより、タービンの組立工程を単純化する。

【0029】

図１Ａから明らかなように、軸受ハウジング１００は、第１の穴１１０を有する。ブレード軸受リング３１０は、第２の穴３１２を含む。第１の穴１１０及び第２の穴３１２の数は、各々の場合において、ボルト４００の数に対応する。各々の場合において、ボルト４００の第１の端部は対応する第１の穴１１０のうちの１つ内に配列され、ボルト４００の第２の端部は対応する第２の穴３１２のうちの１つ内に配列され、ボルト４００がカートリッジ３００と軸受ハウジング１００との間の接続を形成し、これにより、カートリッジ３００が軸受ハウジング１００上に固定され、タービンハウジング２００内に位置決めされる。ボルト４００は、回転可能に固定され／固定されるか、軸方向変位に対して抵抗するように第１及び／または第２の穴１１０、３１２内に配列され得る。ボルト４００の第１の端部と第１の穴１１０との間、及び／またはボルト４００の第２の端部と第２の穴３１２との間に圧入提供され得る。

【0030】

少なくとも３つのボルト４００が、タービンのシャフトの回転軸に平行に整列され、円周方向に均等に分布するように配列され得る。その後、それに対応して、第１の穴１１０は、軸受ハウジング１００の半径方向側面にわたって円周方向に均等に分布するように配列され、第２の穴３１２は、カートリッジ３００のブレード軸受リング３１０の半径方向側面にわたって円周方向に均等に分布するように配列される。図１Ａ～図１Ｃで明らかなように、第１の穴１１０及び第２の穴３１２は、ブラインド穴として構成され得る。さらに、少なくとも３つのボルト４００は、カートリッジ３００の調整リング３２０内に半径方向に配列される（図１Ａ参照）。

【0031】

ボルト４００は、中央に配列され、軸方向に延びる穴をさらに有することができ、前記穴はボルト４００を介して延びる（図示せず）。

【0032】

図１Ａ及び図１Ｂでは、タービンハウジング２００の方向に向かう円周方向の第１の突出部１２０の形態で軸受ハウジング１００上に第１のフランジを有するタービンの一実施形態が示されており、第１の穴１１０は、第１の突出部１２０内に配列される。第２のフランジは、軸受ハウジング１００の方向に円周方向の第２の突出部３１４の形態でブレード軸受リング３１０上に提供され、第２の穴１１０は、第２の突出部３１４内に配列される。１つの代替実施形態において、ボルト４００の数に対応するタービンハウジング２００の方向への軸方向の第１の突出部１２０は、軸受ハウジング１００上に提供され得（したがって、突出部が全周にわたって延長せず）、第１の穴１１０は、第１の突出部１２０内に配列される。同様に、ボルト４００の数に対応するタービンハウジング１００の方向への軸方向の第２の突出部３１４は、ブレード軸受リング３１０上に提供され得、第２の穴３１２は、第２の突出部３１４内に配列される。しかしながら、全周にわたって延びる突出部もまた、軸受ハウジング１００またはカートリッジ３００上に提供され得、これはボルト４００の数に対応する（軸受ハウジング１００及びカートリッジ３００からの対応する他の構成要素上の）個々の対向する突出部と組み合わせることができる。図１Ｂ及び図１Ｃの実施形態から明らかなように、第１の突出部（複数）並びに第２の突出部（複数）１２０、３１４、及び第１並びに第２の穴１１０、３１２、そしてボルト４００は、軸受ハウジング１００及びブレード軸受リング３１０が互いに接触しない方式で構成され得る。代替的に、（図１Ａの実施形態を参照）、第１の突出部（複数）並びに第２の突出部（複数）１２０、３１４、及び第１並びに第２の穴１１０、３１２、そしてボルト４００は、第１及び第２の突出部１２０、３１４の対向する半径方向表面が互いに接触する方式で構成され得る。

【0033】

熱シート５００がボルト４００内で半径方向に軸受ハウジング１００とブレード軸受リング３１０との間に配列され得る。熱シート５００を有するタービンの一実施形態が、例えば、図１Ａに示されている。

【0034】

同様に、図１Ａに示したタービンの実施形態において、半径方向の外側に延びる貫通路６００が、ブレード軸受リング３１０と軸受ハウジング１００及び／またはタービンハウジング２００との間に提供される。貫通路は、全周にわたって延びることができる。特に、カートリッジ３００またはカートリッジ３００のブレード軸受リング３１０と軸受ハウジング１００及び／またはタービンハウジング２００との間の半径方向の外側への接触はない。

【0035】

図１Ｂ及び図１Ｃの実施形態に示したように、ボルト４００の中央領域は、ボルト４００の第１及び第２の端部よりも大きい直径を有することができ、それによってカラー４１０が形成される。カラー４１０を有するボルト４００は、一体型のワンピース構成要素として構成され得る。代替的に、スリーブがボルト４００の中央領域の周りに配列され得、それによってカラー４１０が形成される。これは、ボルト４００が、例えば、段付きピン、スリーブ付きピン、またはその周囲にスリーブ付きコレット（ｃｏｌｌｅｔ）として構成され得ることを意味する。カラー４１０を有するボルト４００が使用される場合には、軸受ハウジング１００の方向に向かうカラー４１０の半径方向接触面は、軸受ハウジング１００の対向する半径方向表面上に平坦に載せられ得る。ここで、本出願の文脈内において、半径方向表面は、タービンのシャフトの回転軸に対して垂直に配列される平面内に置かれる表面に関連することを明確にする必要がある。図１Ｂに示したように、軸受ハウジングの半径方向表面は、突出部１１０上に形成され得る。代替的に、図１Ｃに示したように、カラー４１０の接触面は、軸受ハウジング１００の平面的な半径方向表面（突出部なし）上に置かれることができる。このタイプのカラー４１０には、タービンハウジング１００上のブレード軸受リング３１０の平坦な軸方向支持部がボルト４００またはボルト４００の周りのスリーブを介して利用可能になることが有利である。したがって、軸受ハウジング１００の半径方向表面は、特に突出部（複数）１１０が提供されない場合、これのために非常に平坦に研削され得、それによって、低い公差範囲がボルト４００と軸受ハウジング１００との間の接続領域内に設定され得る。

【0036】

本発明は、上述した実施形態のいずれかによるタービンを含むターボチャージャーをさらに含む。軸受ハウジング１００、タービンハウジング２００、及びカートリッジ３００を有するタービンに加えて、このタイプのターボチャージャーは、タービンのタービンホイールによって共通のシャフトを介して駆動される圧縮機ホイールが内部に配列された圧縮機を含む。

【0037】

本発明は、可変タービン幾何学的形状を有するタービンを組み立てるための方法をさらに含む。上記方法は、以下のステップを含む：最初に、軸受ハウジング１００及び可変タービン幾何学的形状のカートリッジ３００が提供される。その後、カートリッジ３００が少なくとも３つのボルト４００を介して軸受ハウジング１００上に固定される。最後に、カートリッジ３００を取り囲むタービンハウジング２００及びカートリッジ内に配列されたタービンホイールが軸受ハウジング１００に結合され得る。

【0038】

ボルト４００を適用し、かつ位置決めするために、少なくとも３つの第１の穴１１０は軸受ハウジング１００の半径方向外面にわたって分布するように提供され、少なくとも３つの第２の穴３１２はカートリッジ３００のブレード軸受リング３１０の半径方向外面にわたって分布するように提供される。組み立て中に、各々の場合において、ボルト４００の第１の端部は対応する第１の穴１１０のうちの１つ内に配列され、ボルト４００の第２の端部は対応する第２の穴３１２のうちの１つ内に配列される。

【0039】

少なくとも３つのボルト４００の第１の端部が、最初に各々の場合において、軸受ハウジング１００の第１の穴１１０のうちの１つ内に配列され得、その後、ボルト４００の第２の端部が各々の場合において、カートリッジ３００の第２の穴３１２のうちの１つ内に配列されるようにカートリッジ３００が軸受ハウジング１００に接続され得る。代替的に、少なくとも３つのボルト４００の第２の端部が、最初に各々の場合において、カートリッジ３００の第２の穴３１２のうちの１つ内に配列され得、その後、ボルト４００の第１の端部が各々の場合において、第１の穴３１２のうちの１つ内に配列されるようにボルト４００を有するカートリッジ３００が軸受ハウジング１００に接続され得る。

【0040】

本発明が以上説明され、添付された特許請求の範囲に定義されているが、本発明はまた、以下の実施形態によって代案的に定義されてもよいことが理解されるべきである：

【0041】

実施形態１
内燃機関用の可変タービン幾何学的形状を備えたタービンであって、
軸受ハウジング（１００）と、
タービンハウジング（２００）と、
複数の調整可能なブレード（３３０）を取り付けるためのブレード軸受リング（３１０）を有するカートリッジ（３００）と、を含み、
カートリッジ（３００）は、少なくとも３つのボルト（４００）を介して軸受ハウジング（１００）上に固定されることを特徴とする、タービン。

【0042】

実施形態２
軸受ハウジング（１００）は、各々の場合において、ボルト（４００）の数に対応する第１の穴（１１０）を有し、ブレード軸受リング（３１０）はボルト（４００）の数に対応する第２の穴（３１２）を有し、各々の場合において、ボルト（４００）の第１の端部は対応する第１の穴（１１０）のうちの１つ内に配列され、ボルト（４００）の第２の端部は対応する第２の穴（３１２）のうちの１つ内に配列されることを特徴とする、実施形態１に記載のタービン。

【0043】

実施形態３
ボルト（４００）は、回転可能に固定され／固定されるか、軸方向変位に対して抵抗するように第１及び／または第２の穴（１１０、３１２）内に配列されることを特徴とする、実施形態２に記載のタービン。

【0044】

実施形態４
ボルト（４００）の第１の端部と第１の穴（１１０）との間、及び／またはボルト（４００）の第２の端部と第２の穴（３１２）との間に圧入が提供されることを特徴とする、実施形態２または３に記載のタービン。

【0045】

実施形態５
第１の穴（１１０）は軸受ハウジング（１００）の半径方向側面にわたって分布するように配列され、第２の穴（３１２）はカートリッジ（３００）のブレード軸受リング（３１０）の半径方向側面にわたって分布するように配列されることを特徴とする、実施形態２～４のいずれか１つに記載のタービン。

【0046】

実施形態６
第１の穴（１１０）及び／または第２の穴（３１２）は、ブラインド穴として構成されることを特徴とする、実施形態２～５のいずれか１つに記載のタービン。

【0047】

実施形態７
第１のフランジが、タービンハウジング（２００）の方向に円周方向の第１の突出部（１２０）の形態で軸受ハウジング（１００）上に提供され、第１の穴（１１０）は、第１の突出部（１２０）内に配列されることを特徴とする、実施形態２～６のいずれか１つに記載のターボチャージャー。

【0048】

実施形態８
第２のフランジが、軸受ハウジング（１００）の方向に円周方向の第２の突出部（３１４）の形態でブレード軸受リング（３１０）上に提供され、第２の穴（１１０）は、第２の突出部（３１４）内に配列されることを特徴とする、実施形態２～７のいずれか１つに記載のターボチャージャー。

【0049】

実施形態９
ボルト（４００）の数に対応するタービンハウジング（２００）の方向への軸方向の第１の突出部（１２０）が軸受ハウジング（１００）上に提供され、第１の穴（１１０）は、第１の突出部（１２０）内に配列されることを特徴とする、実施形態２～６及び８のいずれか１つに記載のタービン。

【0050】

実施形態１０
ボルト（４００）の数に対応するタービンハウジング（１００）の方向への軸方向の第２の突出部（３１４）がブレード軸受リング（３１０）上に提供され、第２の穴（３１２）は、第２の突出部（３１４）内に配列されることを特徴とする、実施形態２～５及び７のいずれか１つに記載のタービン。

【0051】

実施形態１１
第１の突出部（複数）並びに第２の突出部（複数）（１２０、３１４）、第１並びに第２の穴（１１０、３１２）、及びボルト（４００）は、軸受ハウジング（１００）及びブレード軸受リング（３１０）が互いに接触しない方式で構成されることを特徴とする、実施形態８～１０のいずれか１つに記載のタービン。

【0052】

実施形態１２
第１の突出部（複数）並びに第２の突出部（複数）（１２０、３１４）、第１並びに第２の穴（１１０、３１２）、及びボルト（４００）は、第１及び第２の突出部（１２０、３１４）の対向する半径方向表面が互いに接触する方式で構成されることを特徴とする、実施形態８～１０のいずれか１つに記載のタービン。

【0053】

実施形態１３
少なくとも３つのボルト（４００）は、円周方向に均等に分布するように配列されることを特徴とする、実施形態１～１２のいずれか１つに記載のタービン。

【0054】

実施形態１４
少なくとも３つのボルト（４００）は、カートリッジ（３００）の調整リング（３２０）内に半径方向に配列されることを特徴とする、実施形態１～１３のいずれか１つに記載のタービン。

【0055】

実施形態１５
少なくとも３つのボルト（４００）は、タービンのシャフトの回転軸に平行に配列されることを特徴とする、実施形態１～１４のいずれか１つに記載のタービン。

【0056】

実施形態１６
熱シート（５００）が、ボルト（４００）内で半径方向に軸受ハウジング（１００）とブレード軸受リング（３１０）との間に配列されることを特徴とする、実施形態１～１５のいずれか１つに記載のタービン。

【0057】

実施形態１７
貫通路（６００）が、ブレード軸受リング（３１０）と軸受ハウジング（１００）及び／またはタービンハウジング（２００）との間に半径方向外側に提供されることを特徴とする、実施形態１～１６のいずれか１つに記載のタービン。

【0058】

実施形態１８
貫通路は、全周にわたって延びることを特徴とする、実施形態１７に記載のタービン。

【0059】

実施形態１９
ボルト（４００）は、ボルト（４００）を介して延びる中央に配列された軸方向穴を有することを特徴とする、実施形態１～１８のいずれか１つに記載のタービン。

【0060】

実施形態２０
ボルト（４００）の中央領域は、第１及び第２の端部よりも大きい直径を有し、それによってカラー（４１０）が形成されるか、または、
スリーブがボルトの中央領域の周りに配列され、それによってカラー（４１０）が形成されることを特徴とする、実施形態１～１９のいずれか１つに記載のタービン。

【0061】

実施形態２１
軸受ハウジング（１００）の方向に向かうカラー（４１０）の半径方向接触面は、軸受ハウジング（１００）の対向する半径方向表面上に平坦に載せられることを特徴とする、実施形態２０に記載のタービン。

【0062】

実施形態２２
実施形態１～２１のいずれか１つに記載のタービンを備えたターボチャージャー。

【0063】

実施形態２３
可変タービン幾何学的形状を有するタービンを組み立てるための方法であって、
軸受ハウジング（１００）を提供するステップと、
可変タービン幾何学的形状を有するカートリッジ（３００）を提供するステップと、少なくとも３つのボルト（４００）を介して軸受ハウジング（１００）上にカートリッジ（３００）を固定するステップと、を含む、方法。

【0064】

実施形態２４
少なくとも３つの第１の穴（１１０）が軸受ハウジング（１００）の半径方向外面にわたって分布するように提供され、少なくとも３つの第２の穴（３１２）がカートリッジ（３００）のブレード軸受リング（３１０）の半径方向外面にわたって分布するように提供され、各々の場合において、ボルト（４００）の第１の端部は対応する第１の穴（１１０）のうちの１つ内に配列され、ボルト（４００）の第２の端部は対応する第２の穴（３１２）のうちの１つ内に配列されることを特徴とする、実施形態２３に記載の方法。

【0065】

実施形態２５
少なくとも３つのボルト（４００）の第１の端部が、最初に各々の場合において、軸受ハウジング（１００）の第１の穴（１１０）のうちの１つ内に配列され、その後、ボルト（４００）の第２の端部が各々の場合において、カートリッジ（３００）の第２の穴（３１２）のうちの１つ内に配列されるようにカートリッジ（３００）が軸受ハウジング（１００）に接続されることを特徴とする、実施形態２４に記載の方法。

【0066】

実施形態２６
少なくとも３つのボルト（４００）の第２の端部が、最初に各々の場合において、カートリッジ（３００）の第２の穴（３１２）のうちの１つ内に配列され、その後、ボルト（４００）の第１の端部が各々の場合において、第１の穴（３１２）のうちの１つ内に配列されるようにボルト（４００）を有するカートリッジ（３００）が軸受ハウジング（１００）に接続されることを特徴とする、実施形態２４に記載の方法。

【図1A】

【図1B】

【図1C】