DE102008053079A1 - Abgasturbolader für eine Brennkraftmaschine - Google Patents

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Stefan Ortmann
Raphael Hofer
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Abstract

Abgasturbolader (1) für eine Brennkraftmaschine, insbesondere für eine Diesel-Brennkraftmaschine, mit einem verstellbaren Leitapparat (2) für eine Turbine des Abgasturboladers (1), wobei der Leitapparat (2) über ein Koppelelement (3) mit einer Stellvorrichtung (4) gelenkig verbunden ist und wobei der Leitapparat (2) von der Stellvorrichtung (4) über das Koppelelement (3) verstellbar ist, wobei das Koppelelement (3) aus einem temperaturbeständigen Kunststoff ist. Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Koppelelementes werden Korrosionsprobleme und somit Fehlfunktionen des Abgasturboladers vermieden.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Abgasturbolader für eine Brennkraftmaschine, insbesondere für eine Diesel-Brennkraftmaschine, mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Die Erfindung geht von der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2004 020 340 A1 aus. Aus dieser ist ein Abgasturbolader für eine Brennkraftmaschine mit einem verstellbaren Leitapparat bekannt. Mit dem Leitapparat können die Abgase der Brennkraftmaschine, abhängig vom Betriebspunkt der Brennkraftmaschine, gezielt auf die Turbine des Abgasturboladers geleitet werden, um für jeden Betriebspunkt eine optimale Leistung zu erzielen. Der Leitapparat ist hierbei über ein Koppelelement, einer Koppelstange, mit einer Stellvorrichtung, z. B. einer Druckdose, gelenkig verbunden, wobei der Leitapparat von der Stellvorrichtung über diese Koppelstange verstellbar ist. Derartige Koppelemente bestehen nach dem derzeitigen Stand der Technik aus Metall und sind in der Regel mit einer Beschichtung gegen Verschleiß und Korrosion geschützt.
  • Nachteilig an diesem Stand der Technik ist, dass die an der Kraftübertragung beteiligten Bauteile verschleißbeständig sein müssen. Weiter müssen die beweglichen Bauteile auch korrosionsbeständig sein, da sie im Motorraum auch Spritzwasser und im Winter Streusalz ausgesetzt sind. Im ungünstigsten Fall kann es nach einem Abtrag der Schutzschichten durch Verschleiß zur Korrosion und in Folge dessen zu einer festkorrodierten Koppelstange kommen. Dies macht sich für einen Fahrzeuglenker als Leistungsverlust bemerkbar und führt in der Regel zum Austausch des Abgasturboladers. Ein Verschleiß führt darüber hinaus zu einem veränderten Regelverhalten des Abgasturboladers.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, o. g. Nachteile zu vermeiden.
  • Diese Aufgabe wird durch das Merkmal im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gelöst.
  • Erfindungsgemäß wird das Koppelelement aus temperaturbeständigem Kunststoff ausgeführt. Die Materialpaarung Kunststoff/Metall verursacht wesentlich weniger Reibung und Verschleiß an den gelenkigen Kontaktstellen. Durch Entfall der Beschichtung gegen den Verschleiß der Verbindungsbolzen am Stellelement und an dem Abgasturbolader können diese Bauteile in vorteilhafter Weise kostengünstiger hergestellt werden. Diese müssen lediglich gegen Korrosion geschützt sein, was in der Regel durch den Einsatz nichtrostender Stähle umgesetzt wird.
  • Die Ausgestaltung gemäß Patentanspruch 2 ist eine besonders bevorzugte gelenkige Variante.
  • Die Herstellung gemäß Patentanspruch 3 ist eine besonders bevorzugte kostengünstige Herstellmethode. Die bei den metallischen Koppelelementen aufwendigen Herstellverfahren wie Biegen, Schweißen, Bohren, Drehen und Beschichten können entfallen.
  • Im Folgenden ist die Erfindung anhand eines besonders bevorzugten Ausführungsbeispieles in einer einzigen Figur näher erläutert.
  • 1 zeigt die Aufsicht auf einen dreidimensional dargestellten, erfindungsgemäß ausgestalteten Abgasturbolader.
  • 1 zeigt die Aufsicht auf einen dreidimensional dargestellten, erfindungsgemäß ausgestalteten Abgasturbolader 1. Der Abgasturbolader 1 weist ein Turbinengehäuse 6 und ein Verdichtergehäuse 7 auf. Für das Turbinengehäuse 6 ist ein Leitapparat 2 vorgesehen, mit dem die Gase betriebspunktabhängig von der Brennkraftmaschine auf das Turbinenrad geleitet werden können. Zum Verstellen des Leitapparates 2 ist eine Stellvorrichtung 4, im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein elektrischer Stellmotor, vorgesehen, die über ein Koppelelement 3, welches jeweils mit einem Bolzen 5 an dem Leitapparat 2 und der Stellvorrichtung 4 angelenkt ist, verstellt werden kann. Da ein Leitapparat 2 hinreichend aus dem Stand der Technik, z. B. der europäischen Patentschrift EP 1 642 009 B1 , bekannt ist, wird dieser hier nicht näher erläutert.
  • Erfindungsgemäß ist das Koppelelement 3 aus einem temperaturbeständigen Kunststoff. Der Leitapparat 2 und die Stellvorrichtung 4 sind jeweils mit einem Bolzen 5, die in je einer Bohrung in dem Koppelelement 3 anordenbar sind, gelenkig an das Koppelelement 3 angebunden. Vorzugsweise wird das Koppelelement 3 in einem Spritzgussverfahren hergestellt.
  • Der Kunststoff weist eine langfristige Temperaturbeständigkeit auf, um auch ungünstige Betriebsbedingungen, wie z. B. langsame Bergfahrt mit Anhänger oder Abstellen des Fahrzeugs mit heißem Motor, abzudecken. Beispielsweise sollte der Kunststoff zumindest 200°C langfristig ausgesetzt werden können. In kühleren Einbausituationen ist es auch möglich weniger temperaturfeste Kunststoffe einzusetzten, die üblicher Weise kostengünstiger sind. Als Kunststoff kommt beispielsweise das Material ”Iglidur H2®” der Firma IGUS zur Anwendung. Es sind aber auch andere Kunststoffe der Firma IGUS (z. B. Iglidur X®, Iguton G® usw.) für diese Anwendung geeignet, sowie Kunststoffe mit Polyetherketon (PEEK) oder Polyetherketonketon (PEKK) Anteilen anderer Hersteller.
  • Das Koppelelement 3 des erfindungsgemäßen Abgasturboladers 1 kann für alle Abgasturbolader 1 mit variabler Turbinengeometrie eingesetzt werden sowie auch in Abgasturboladern 1 in mehrstufigen Systemen mit einer Abgasregelklappe, Wastegateklappe, Verdichterbypassklappe etc.. Selbstverständlich kann das Koppelelement 3 auch für Abgasturbolader 1 von Otto-Brennkraftmaschinen verwendet werden.
  • Die erfindungsgemäße Ausgestaltung führt zu Korrosions-, Verschleiß-, Kosten- und Gewichtsvorteilen. Insbesondere zu erwähnen ist auch die wesentlich größere konstruktive Gestaltungsfreiheit aufgrund des bevorzugten Herstellverfahrens.
    • 1
    Abgasturbolader
    2
    Leitapparat
    3
    Koppelelement
    4
    Stellvorrichtung
    5
    Bolzen
    6
    Turbinengehäuse
    7
    Verdichtergehäuse
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 102004020340 A1 [0002]
    • - EP 1642009 B1 [0011]

Claims (3)

  1. Abgasturbolader (1) für eine Brennkraftmaschine, insbesondere für eine Diesel-Brennkraftmaschine, mit einem verstellbaren Leitapparat (2) für eine Turbine des Abgasturboladers (1), wobei der Leitapparat (2) über ein Koppelelement (3) mit einer Stellvorrichtung (4) gelenkig verbunden ist und wobei der Leitapparat (2) von der Stellvorrichtung (4) über das Koppelelement (3) verstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Koppelelement (3) aus einem temperaturbeständigen Kunststoff ist.
  2. Abgasturbolader nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Leitapparat (2) und/oder die Stellvorrichtung (4) mit einem Bolzen (5), der in einer Bohrung in dem Koppelelement (3) anordenbar ist, gelenkig an das Koppelelement (3) angebunden ist.
  3. Abgasturbolader nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Koppelelement (3) in einem Spritzgussverfahren hergestellt ist.
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