DE102008032926A1

DE102008032926A1 - Abgasturbolader für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102008032926A1
Application number: DE102008032926A
Authority: DE
Inventors: Christian Berger; Jochen Göckelmann; Robert Lemke; Anatolij Martens; Jochen Dr. Schäflein; Michael Wendland
Original assignee: Bosch Mahle Turbo Systems GmbH and Co KG
Current assignee: BMTS Technology GmbH and Co KG
Priority date: 2008-07-12
Filing date: 2008-07-12
Publication date: 2010-01-14

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Abgasturbolader für ein Kraftfahrzeug, mit einem ein Turbinenrad umgehenden Bypass, welcher durch ein von einer Stelleinrichtung steuer-/regelbares Wastegateventil regulierbar ist. Erfindungswesentlich ist dabei, dass ein im Wesentlichen lineares Verbindungselement (2) vorgesehen ist, das über einen ersten Anbindungspunkt mit der Stelleinrichtung und über einen zweiten Anbindungspunkt mit dem Wastegateventil verbunden ist, und dass im Bereich des Verbindungselementes (2) und/oder dessen Anbindungspunkten zumindest eine Schnellfixiereinrichtung (1) vorgesehen ist, über die ein Abstand zwischen den beiden Anbindungspunkten einstell- und fixierbar ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Abgasturbolader für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft außerdem ein, mit einem derartigen Abgasturbolader ausgestattetes Kraftfahrzeug.
Ein gattungsgemäßer Abgasturbolader ist bspw. aus der DE 602 02 237 T2 bekannt. Zur Betätigung eines so genannten Bypassventils, wird hierbei eine Stellanordnung mit einem Stellstab verwendet, der ein längliches Element umfasst. Zumindest ein Abschnitt dieses länglichen Elements ist dabei ausreichend flexibel ausgebildet, um sich bei einer Verwindung um die Achse des länglichen Elements biegen zu können. Hierdurch soll insbesondere ein bezüglich seiner Länge variierbarer Stellstab geschaffen werden.
Weitere gattungsgemäße Abgasturbolader sind bspw. aus der EP 1 400 658 A1 sowie aus der US 4,656,834 bekannt.
Um die Betätigung eines so genannten Bypassventils, welches üblicherweise einen, ein Turbinenrad des Abgasturboladers umgehenden, Bypasskanal freigibt bzw. verschließt, bewirken zu können, ist üblicherweise eine Stelleinrichtung vorgesehen, die über ein im Wesentlichen lineares Verbindungselement, bspw. vorhin genannten Stellstab, mit einem Bypassventil bzw. einem Wastegateventil wirkungsverbunden ist. Um dabei sowohl eine Montage erleichtern, als auch eine hohe Funktionszuverlässigkeit gewährleisten zu können, ist es erforderlich, das Verbindungselement, respektive den Stellstab, bezüglich seiner axialen Länge genau einstellen zu können.
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für einen Abgasturbolader der gattungsgemäßen Art, eine verbesserte Ausführungsform anzugeben, mit welcher eine Justierung eines Wastegateventils besonders schnell und einfach möglich ist.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, bei einem Abgasturbolader mit einem, ein Turbinenrad desselben umgehenden Bypasses, der durch ein sogenanntes Wastegateventil regulierbar ist, ein im Wesentlichen lineares Verbindungselement zwischen einem an der Stelleinrichtung angeordneten ersten Anbindungspunkt und einem im Bereich des Wastegateventils angeordneten zweiten Anbindungspunkt so auszubilden bzw. zu konstruieren, dass dieses bezüglich seiner Länge, das heißt insbesondere ein Abstand zwischen den beiden Anbindungspunkten, schnell und einfach mittels einer Schnellfixiereinrichtung fixierbar ist. Eine derartige Ausbildung des Abgasturboladers ermöglicht es, diese komplett vorzufertigen und zwischen der Stelleinrichtung und dem Wastegateventil ebenfalls bereits vorgefertigt das Verbindungselement einzusetzen. Vor der Endmontage wird dann ein Abstand der beiden Anbindungspunkte des Verbindungselements festgelegt und fixiert und dadurch die Funktionalität des Wastegateventils gewährleistet. Die Schnellfixiereinrichtung ist dabei als Oberbegriff für unterschiedlichste leicht handzuhabende und schnell zu montierende Fixiereinrichtungen, wie bspw. Klemmhülsen, Schraubverbindungen, etc. zu verstehen. Generell soll sich durch die erfindungsgemäße Schnellfixiereinrichtung die Montage des Abgasturboladers vereinfachen und die Qualität desselben aufgrund der exakten Einstellbarkeit des Verbindungselements erhöhen.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung, sind das Verbindungselement zweiteilig und die Schnellfixiereinrichtung als Klemmhülse ausgebildet, wobei mit letzterer die beiden Teile des Verbindungselements in gemeinsamen Überlappungsbereich miteinander verklemmbar sind. Eine derartige Klemmhülse kann bspw. in der Art einer Crimphülse ausgebildet sein, die über die sich überlappenden Bereiche des Verbindungselements geschoben und nach dem endgültigen Einstellen des Abstandes der beiden Anbindungspunkte mittels einer so genannten Crimpzange verquetscht wird. Durch das Verquetschen der Klemmhülse wird eine axiale Länge des Verbindungselements auf denkbar einfache und gleichzeitig zuverlässige Weise fixiert und damit ein Abstand der beiden längsendseitigen Anbindungspunkte des Verbindungselements fixiert. Derartige Klemmhülsen sind einerseits kostengünstig und in nahezu beliebiger Ausgestaltung herstellbar und andererseits äußerst leicht zu montieren, da zu einer Fixierung lediglich oben erwähnte Crimpzange benötigt wird.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung, weist das Verbindungselement einen rechteckförmigen Querschnitt auf und die Schnellfixiereinrichtung einen im Wesentlichen quer zum Verbindungselement angeordneten, axial geschlitzten und zumindest teilweise mit einem Außengewinde versehenden Stift sowie ein auf das Außengewinde aufschraubbares Fixierelement, insbesondere eine Klemmmutter, auf, wobei im fertigmontierten Zustand das Verbindungselement den Schlitz am Stift durchgreift und mittels des Fixierelements, respektive der Klemmmutter, im Schlitz fixiert wird. Eine derartig ausgebildete Schnellfixiereinrichtung ist ebenfalls kostengünstig herzustellen, bietet jedoch bspw. im Vergleich zu einer als Klemmhülse ausgebildeten Fixiereinrichtung den großen Vorteil, dass ein Lösen derselben sowie ein Nachjustieren des Abstandes der beiden Anbindungspunkte des Verbindungselements grundsätzlich möglich sind.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung, ist das Verbindungselement in seinem, mit der Schnellfixiereinrichtung zusammenwirkenden Bereich, aufgeraut. Eine derartige Aufrauung kann bspw. in dem Einbringen eines so genannten Fischgrätmusters erfolgen, was einerseits kostengünstig herstellbar ist und andererseits die Griffigkeit im Anbindungsbereich erhöht und dadurch eine zuverlässige Verbindung des Verbindungselements mit der Schnellfixiereinrichtung gewährleistet.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
Dabei zeigen, jeweils schematisch,
1 eine Schnittdarstellung einer als Klemmhülse ausgebildeten Schnellfixiereinrichtung,
2 eine Darstellung wie in 1, jedoch bei einer als Nietverbindung ausgebildeten Schnellfixiereinrichtung,
3 eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schnellfixiereinrichtung, jedoch im Vergleich zu den gemäß in 1 und 2 dargestellten Schnellfixiereinrichtungen als lösbare Schnellfixiereinrichtungen,
4 bis 7 weitere und schädliche Ausführungsformen möglicher lösbarer Schnellfixiereinrichtungen.
Entsprechend der 1, ist eine erfindungsgemäße Schnellfixiereinrichtung 1 gezeigt, mit welcher bspw. eine axiale Länge eines Verbindungselements 2, hier eines zweiteiligen Verbindungselements 2, einstellbar und fixierbar ist. Das Verbindungselement 2 ist dabei üblicherweise zwischen einer nicht gezeigten Stelleinrichtung und einem ebenfalls nicht gezeigten Wastegateventil angeordnet. Ein derartiges Wastegateventil kommt bei Abgasturboladern zum Einsatz und dient zur Steuerung/Regelung des Abgasturboladers bei unterschiedlichen Lastzuständen. Das Verbindungselement 2 gemäß den Darstellungen in den 1 und 2, weist ein erstes Teil 3 sowie ein zweites Teil 4 auf, die in einem Überlappungsbereich mit der erfindungsgemäßen Schnellfixiereinrichtung 1 unlösbar miteinander fixiert werden. Die gemäß der 1 dargestellte Schnellfixiereinrichtung 1 ist dabei als Klemmhülse ausgebildet, insbesondere als so genannte Crimphülse, mit welcher die beiden Teile 3 und 4 des Verbindungselements 2 im gemeinsamen Überlappungsbereich miteinander verklemmbar sind. Das zweite Teil 4 des Verbindungselements 2, weist dabei eine Aufnahme 5 auf, mit welcher dieses bspw. mit einem so genannten Stellhebel 14 (Wastegatehebel) gelenkig verbindbar ist.
Das gemäß der 2 dargestellte Verbindungselement 2 ist ebenfalls zweiteilig ausgebildet und besteht demgemäß ebenfalls aus einem ersten Teil 3 und einem zweiten Teil 4. Die gemäß der 2 dargestellte Schnellfixiereinrichtung 1 ist hierbei jedoch als Niet ausgebildet, mit welcher die beiden Teile 3 und 4 des Verbindungselements 2 im gemeinsamen Überlappungsbereich unlösbar miteinander vernietet sind.
Betrachtet man die Schnellfixiereinrichtung 1 gemäß der 3, so weist diese einen im Wesentlichen quer zum Verbindungselement 2 angeordneten, axial geschlitzten und zumindest teilweise mit einem nicht dargestellten Außengewinde versehenen Stift 6 sowie ein auf das Außengewinde aufschraubbares Fixierelement 7 auf. Das Fixierelement 7 kann dabei bspw. als so genannte Klemmmutter ausgebildet sein. Mittels des Fixierelements 7, welches entweder direkt oder wie in 3 gezeigt, indirekt über ein Zwischenelement 8 auf das Verbindungselement 2 einwirkt, kann letzteres klemmend fixiert werden. Im Unterschied zu den gemäß in 1 und 2 gezeigten Schnellfixiereinrichtungen 1, ist die gemäß der 3 dargestellte Fixiereinrichtung 1 dabei lösbar, so dass das Verbindungselement 2 in unterschiedlichen Lagen neu fixierbar ist.
Die gemäß der 4 dargestellte Schnellfixiereinrichtung 1, weist eine Hülse 9 mit einer komplementär zum Außendurchmesser des Verbindungselements 2 ausgebildeten Durchgangöffnung 10 auf. Gleichzeitig ist an der Hülse 9 ein Zapfen 11 vorgesehen, welcher bspw. gelenkig mit einem Stellhebel 14 verbunden ist. Zur Fixierung des Verbindungselements 2 in der Hülse 9, ist eine Fixierschraube 12, vorzugsweise mit einem Sechskantkopf, vorgesehen, die derart in ein komplementär zum Außengewinde der Fixierschraube 12 ausgebildetes Innengewinde an der Hülse 9 einschraubbar ist, so dass diese das Verbindungselement 2 in der Hülse 9 verklemmt.
Die gemäß der 5 dargestellte Schnellfixiereinrichtung 1 ist als Führungshülse mit einer, eine Stufe 13 aufweisenden und das Verbindungselement 2 aufnehmenden Innenkontur ausgebildet. Die Schnellfixiereinrichtung 1 weist dabei – ähnlich wie in 4 gezeigt – einen Zapfen 11 auf, über welche letztere mit einem Stellhebel 14 gelenkig verbunden ist. Im Bereich der Stufe 13 weist die Schnellfixiereinrichtung gemäß den 5b bis 5d eine Durchgangsöffnung 10' auf, durch welche ein Einpressstift 15 derart hindurchpressbar ist, dass das Verbindungselement 2 an der Stufe 13 abknickt bzw. umgebogen wird und dadurch fixiert werden kann.
Eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schnellfixiereinrichtung 1, ist bspw. in den 6a und 6b gezeigt. Hierbei wird eine Hülse 9, welche von dem Verbindungselement 2 bzw. einem umgebogen Rand desselben durchdrungen wird, orthogonal zur Durchdringungsrichtung des Verbindungselements von einer Fixierschraube 12 durchdrungen, welche an ihrem in Einschraubrichtung vorderen Ende einen Dorn 16 aufweist, der sich beim Einschrauben zwischen die beiden Lagen des umgebogenen Verbindungselements 2 ein- und dadurch letzteres auseinanderdrückt und in der Hülse 9 verklemmt. Ebenso wie bei den voran gegangenen Figuren, weisen die Schnellfixiereinrichtungen 1 gemäß den 6a und 6b einen Zapfen 11 auf, an welchem bspw. ein Stellhebel 14 einer Stelleinrichtung eines Abgasturboladers, gelenkig angebunden ist.
Eine Schnellfixiereinrichtung 1, wie sie bspw. in der 7 gezeigt ist, weist im Vergleich zu den bisher beschriebenen Schnellfixiereinrichtungen 1, einen mit dem Wastegateventil oder mit einer Stelleinrichtung des Abgasturboladers fest verbundenen Stellhebel 14 auf, der eine zylindrische Durchgangsöffnung 10'' besitzt, in welcher ein komplementär zur Durchgangsöffnung 10'' ausgebildetes Scheibenelement 16 um dessen Achse 17 drehbar gelagert ist. An dem Scheibenelement 16 ist dabei ein parallel zur Scheibenachse 17 abstehender, exzentrischer und mit einer für das Verbindungselement 2 vorgesehenen Durchgangsöffnung 10''' ausgestatteter Pin 18 angeordnet. Der Pin 18 ist dabei um seine parallel zur Achse 17 verlaufende Achse drehbar bezüglich des Scheibenelements 16 gelagert. Durch das Zusammenwirken zwischen dem drehbaren Scheibenelement 16, dem ebenfalls drehbaren Pin 18 und dem durch den Pin 18 hindurchdringenden Verbindungselement 2, kann durch eine Verdrehbewegung des Scheibenelements 16 ein Abstand zwischen den beiden Anbindungspunkten des Verbindungselements 2 einerseits am Pin 18 und andererseits bspw. an einem nicht gezeigten Wastegateventil oder an einer ebenfalls nicht gezeigten Stelleinrichtung verändert werden. Ist der richtige Abstand gefunden, kann die Verdrehbarkeit des Scheibenelements 16 mittels einer Fixierschraube 12 aufgehoben werden. Hierdurch lässt sich ebenfalls der Abstand zwischen den beiden Anbindungspunkten des Verbindungselements 2 am Stellhebel 14 bzw. an der Stelleinrichtung einfach und schnell variieren und einfach und schnell fixieren. Im Unterschied zu einer als Klemmhülse ausgebildeten Schnellfixiereinrichtung 1, ist die gemäß der 7 dargestellte Schnellfixiereinrichtung 1 mehrfach lösbar bzw. fixierbar.
Insgesamt kann mit den unterschiedlichsten Ausgestaltungen der Schnellfixiereinrichtungen 1 ein schnelles und einfaches Einstellen des Verbindungsglieds 2 sowie ein einfaches und schnelles Fixieren des vorab eingestellten Verbindungselements 2 erfolgen.
Selbstverständlich kann die erfindungsgemäße Schnellfixiereinrichtung 1 auch bei beliebigen anderen, in der Länge einstellbaren, Bauteilen, insbesondere bei einem Abgasturbolader, eingesetzt werden, so zum Beispiel an in einem VTG-Bereich oder bei einer Verbindung zwischen einer VTG-Stelleinrichtung und einem VTG-Hebel. VTG steht hierbei für variable Turbinengeometrie. Natürlich ist dabei das Einsatzgebiet der Schnellfixiereinrichtung 1 nicht nur auf Abgasturbolader beschränkt, sondern kann auf weitere Maschinenelemente ausgedehnt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 60202237 T2 [0002]
- EP 1400658 A1 [0003]
- US 4656834 [0003]

Claims

Abgasturbolader für ein Kraftfahrzeug, mit einem, ein Turbinerad umgehenden Bypass, welcher durch ein, von einer Stelleinrichtung steuer-/regelbares Wastegateventil regulierbar ist, dadurch gekennzeichnet, – dass ein im Wesentlich lineares Verbindungselement (2) vorgesehen ist, das über einen ersten Anbindungspunkt mit der Stelleinrichtung und über einen zweiten Anbindungspunkt mit dem Wastegateventil verbunden ist, – dass im Bereich des Verbindungselementes (2) und/oder dessen Anbindungspunkten zumindest eine Schnellfixiereinrichtung (1) vorgesehen ist, über die ein Abstand zwischen den beiden Anbindungspunkten einstell- und fixierbar ist.
Abgasturbolader für ein Kraftfahrzeug mit einer variablen Turbinengeometrie, welche durch eine Stelleinrichtung steuer-/regelbar ist, dadurch gekennzeichnet, – dass ein im Wesentlich lineares Verbindungselement (2) vorgesehen ist, das über einen ersten Anbindungspunkt mit der Stelleinrichtung und über einen zweiten Anbindungspunkt mit einem Stellhebel verbunden ist, – dass im Bereich des Verbindungselementes (2) und/oder dessen Anbindungspunkten zumindest eine Schnellfixiereinrichtung (1) vorgesehen ist, über die ein Abstand zwischen den beiden Anbindungspunkten einstell- und fixierbar ist.
Abgasturbolader nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, – dass das Verbindungselement (2) zweiteilig ausgebildet ist, – dass die Schnellfixiereinrichtung (1) als Klemmhülse ausgebildet ist, mit welcher die beiden Teile (3, 4) des Verbindungselementes (2) im gemeinsamen Überlappungsbereich miteinander verklemmbar sind.
Abgasturbolader nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, – dass das Verbindungselement (2) zweiteilig ausgebildet ist, – dass die Schnellfixiereinrichtung (1) als Niet ausgebildet ist, mit welcher die beiden Teile (3, 4) des Verbindungselementes (2) im gemeinsamen Überlappungsbereich miteinander vernietet sind, oder – dass die Schnellfixiereinrichtung (1) als Hülse mit einer Fixierschraube (12) ausgebildet ist, mit welcher die beiden Teile (3, 4) des Verbindungselementes (2) im gemeinsamen Überlappungsbereich miteinander verschraubt oder verklemmt sind.
Abgasturbolader nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, – dass das Verbindungselement (2) einen rechteckförmigen Querschnitt aufweist, – dass die Schnellfixiereinrichtung (1) einen im wesentlichen quer zum Verbindungselement (2) angeordneten axial geschlitzten und zumindest teilweise mit einem Außengewinde versehenen Stift (6) sowie ein auf das Außengewinde aufschraubbaren Fixierelement (7), insbesondere eine Klemmmutter, aufweist, wobei das Verbindungselement (2) den Schlitz durchgreift (10) und mittels des Fixierelementes (7) fixiert ist.
Abgasturbolader nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, – dass die Schnellfixiereinrichtung (1) einen mit dem Wastegateventil oder mit der Stelleinrichtung fest verbundenen Stellhebel (14) aufweist, der eine zylindrische Durchgangsöffnung (10'') besitzt, in welcher ein komplementär dazu ausgebildetes Scheibenelement (16) um dessen Achse (17) drehbar gelagert ist, – wobei an dem Scheibenelement (17) ein parallel zur Achse (17) abstehender, exzentrischer und mit einer für das Verbindungselement (2) vorgesehenen Durchgangsöffnung (10''') ausgestatteter Pin (18) angeordnet ist, der axial drehbar bezüglich dem Scheibenelement (16) gelagert ist, – wobei mittels einer Fixierschraube (12) die Verdrehbarkeit des Scheibenelementes (16) bezüglich des Stellhebels (14) aufhebbar ist.
Abgasturbolader nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, – dass die Schnellfixiereinrichtung (1) als Führungshülse mit einer, eine Stufe (13) aufweisenden und das Verbindungselement (2) aufnehmenden Innenkontur und einem nach außen abstehenden Zapfen (11) ausgebildet ist, – wobei an dem Zapfen (11) ein Wastegate- oder Stellhebel gelenkig angebunden ist, – wobei an der Schnellfixiereinrichtung (1) im Bereich der Stufe (13) eine Durchgangsöffnung (10) vorgesehen ist, durch welche ein Einpressstift (15) derart hindurch pressbar ist, dass das Verbindungselement (2) an der Stufe (13) abgeknickt und dadurch fixiert ist.
Abgasturbolader nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (2) in seinem mit der Schnellfixiereinrichtung (1) zusammenwirkenden Bereich aufgeraut ist.
Kraftfahrzeug mit einem Abgasturbolader nach einem der Ansprüche 1 bis 8.