DE102013207440A1 - Verfahren zur Herstellung eines Hebels einer variablen Turbinengeometrie - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Hebels (5) einer variablen Turbinengeometrie (1), wobei der Hebel (5) einen Grundkörper (10) sowie einen mit dem Grundkörper (10) verbundenen und mit einem Verstellring (9) in Antriebsverbindung stehenden Pin (7) aufweist. Erfindungswesentlich ist hierbei, dass der Hebel (5) zumindest teilweise durch ein Pulververspritzgießen hergestellt ist. Die Erfindung betrifft ferner einen Hebel (5) für eine variable Turbinengeometrie (1), der mittels eines solchen Verfahrens hergestellt ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Hebels einer variablen Turbinengeometrie gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie einen Hebel für eine variable Turbinengeometrie, der mittels eines solchen Verfahrens hergestellt ist.
  • Eine variable Turbinengeometrie dient dem Zweck, einen von einem eine Turbine antreibenden Fluid, insbesondere von Abgas, durchströmten Querschnitt zu variieren. Zur Variation des Querschnitts weist die variable Turbinengeometrie üblicherweise Leitschaufeln auf, die drehbar gelagert sind, wobei die Änderung des Querschnitts durch eine entsprechende Drehung der Leitschaufeln realisiert wird. Die Drehung der Leitschaufeln erfolgt mittels zugehöriger Hebel bzw. Schaufelhebel, die drehfest mit einer solchen zugehörigen Leitschaufel verbunden sind. Der jeweilige Hebel ist hierbei mit einem Aktuator oder Verstelleinrichtung antriebsverbunden, um eine Drehung der Leitschaufeln zu erreichen. Gewöhnlich sind besagte, mit den Leitschaufeln verbundene Hebel jeweils in einer zugehörigen Ausnehmung eines Verstellrings drehbar gelagert, so dass eine entsprechende Bewegung, insbesondere Drehung, des Verstellrings zu einer Bewegung bzw. Drehung der Leitschaufeln führt. Auch der Verstellring kann mittels eines solchen Hebels bzw. Verstellhebels mit dem Aktuator antriebsverbunden sein, so dass dieser Hebel eine entsprechende Bewegung bzw. Drehung des Verstellrings bewirkt. Die Verbindung zwischen dem jeweiligen Hebel und dem Verstellring ist üblicherweise mittels eines Pins des Hebels realisiert, der in eine solche zugehörige Ausnehmung des Verstellrings drehbar bzw. bewegbar angeordnet ist. Durch die drehbare bzw. bewegbare Anordnung des Pins in der zugehörigen Ausnehmung kommt es zu einer Reibung zwischen dem Pin und dem Verstellring. Das häufige Verstellen der variablen Turbinengeometrie führt dabei zu einem erhöhten Verschleiß des Pins, der eine negative Auswirkung auf die Lebensdauer der variablen Turbinengeometrie und/oder auf die Genauigkeit der Verstellung der Leitschaufeln hat.
  • Um diesem Verschleiß entgegenzuwirken ist es aus der EP 1 757 786 A2 bekannt, den jeweiligen Pin mit einer Beschichtung zu versehen, wobei die Beschichtung beispielsweise Nitrit aufweist.
  • Nachteilig hierbei ist, dass derartige Beschichtungen, insbesondere aufgrund der in der variablen Turbinengeometrie herrschenden thermischen Bedingungen, nicht dauerhaft beständig sind und beispielsweise durch Reibung zwischen dem Pin und dem Verstellring abgenutzt werden können. In der Folge wird der Pin nach der Beschädigung bzw. Abtragung der Beschichtung einem erhöhten Verschleiß bzw. Abtragung ausgesetzt, was wiederum zur Verkürzung der Lebensdauer und/oder einer Verschlechterung der Einstellgenauigkeit der variablen Turbinengeometrie führt. Des Weiteren ist das Aufbringen der Beschichtung auf den Pin vergleichsweise schwierig und teuer. So darf der Pin beispielsweise in seinem Verbindungsbereich mit dem restlichen Hebel keine solche Beschichtung aufweisen, da die Verbindung zwischen dem Pin und dem restlichen Hebel, beispielsweise durch Verschweißen erfolgt.
  • Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für ein Verfahren zur Herstellung eines Hebels der eingangs genannten Art sowie für einen solchen Hebel eine verbesserte oder zumindest alternative Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere durch reduzierte Herstellungskosten und/oder eine erhöhte Verschleißbeständigkeit auszeichnet.
  • Dieses Problem wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, einen Hebel einer variablen Turbinengeometrie zumindest teilweise mit einem Pulververspritzgießverfahren herzustellen. Durch die Verwendung des Pulververspritzgießens zur zumindest teilweisen Herstellung des Hebels wird eine kostengünstige Herstellung des Hebels erreicht, wobei zugleich ein erhöhter Verschleißwiderstand des Hebels, insbesondere in erhöhtem Verschleiß ausgesetzten Bereichen realisierbar ist. Grundsätzlich weist ein solcher Hebel einen Grundkörper und einen mit dem Grundkörper verbundenen Pin auf. Zum Verbinden des Grundkörpers mit dem Pin, kann der Grundkörper beispielsweise eine Öffnung aufweisen, in der der Pin angeordnet und mit dem Grundkörper verbunden ist. Der Pin des Hebels dient der Antriebsverbindung mit einer Stelleinrichtung, insbesondere mit einem Verstellring der variablen Turbinengeometrie. Hierzu ist der Pin üblicherweise drehbar bzw. bewegbar in einer zugehörigen Ausnehmung des Verstellrings angeordnet.
  • Der Pin kann entweder der Übertragung der Bewegung einer Antriebseinrichtung auf den Verstellring dienen und somit als ein Verstellhebel ausgebildet sein oder mit einer Leitschaufel der variablen Turbinengeometrie verbunden sein und der Verstellung der Leitschaufel dienen und somit als ein Leitschaufelhebel ausgebildet sein. In beiden Fällen ist der Pin des Hebels im Verstellring bewegbar, insbesondere drehbar, angeordnet.
  • Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es insbesondere möglich, den Grundkörper und den Pin des Hebels aus unterschiedlichen Werkstoffen herzustellen. Dies ermöglicht den Einsatz unterschiedlicher Werkstoffe, wobei teurere und/oder resistentere Werkstoffe lediglich in Bereichen eingesetzt werden, in denen sie gebraucht werden. Der Rest des Hebels kann aus einem günstigeren und/oder weniger resistenten Werkstoff hergestellt werden, so dass die Gesamtkosten der Herstellung des Hebels reduziert werden können. Die Herstellung des Pins und des Grundkörpers kann hier zumindest in einzelnen Verfahrensschritten separat erfolgen und der Hebel anschließend durch das Verbinden der separat hergestellten Bestandteile hergestellt werden.
  • Das Pulververspritzgießen erfolgt durch das Spritzen eines Metallpulvers oder eines Keramikpulvers, das mit einem Binder zu einem Gemisch gemischt ist. Hierdurch wird die Herstellung von metallischen bzw. metallenthaltenden oder keramischen bzw. Keramik enthaltenden Hebeln ermöglicht. Bevorzugt wird beim Pulverspritzgießen ein Metallpulver-Binder-Gemisch verwendet. Hierbei handelt es sich insbesondere um ein Metallverspritzgießen bzw. Metal injection molding (MIM).
  • Die Herstellung des Pins kann dadurch erfolgen, dass zunächst ein Pingemisch aus einem Kunststoff und einem Metall zu einem Pingrünling spritzgegossen wird. Der Kunststoff dient hierbei also insbesondere als Binder. Anschließend erfolgt ein chemisches Lösen des Kunststoffs aus dem Pingrünling, wodurch ein Pinbraunling hergestellt wird. Anschließend kann die Herstellung des Pins dadurch erfolgen, dass der Pinbraunling gesintert wird.
  • Selbstverständlich ist es auch vorstellbar, den Pin durch ein beliebiges anderes Verfahren herzustellen. Der Pin kann beispielsweise gedreht oder geschliffen sein bzw. durch ein Drehverfahren oder ein Schleifverfahren hergestellt werden. Auch ist es vorstellbar den Pin im Anschluss an das Sintern weiter zu bearbeiten und beispielsweise zu schleifen und dergleichen.
  • Der Grundkörper wird vorzugsweise mittels des Pulverspritzgießens unter Verwendung von Metall, das heißt mit Hilfe des Metal-Injection-Molding-Verfahrens (MIM) hergestellt. Hierzu erfolgt zunächst das Spritzgießen eines Grundkörpergemischs zu einem Grundkörpergrünling, wobei das Grundkörpergemisch einen Kunststoff und zumindest ein Metall aufweist. Anschließend erfolgt ein chemisches Lösen des Kunststoffs aus dem Grundkörpergründling, wodurch ein Grundkörperbraunling hergestellt wird. Zur Herstellung des Hebels wird der Grundkörperbraunling vorzugsweise mit dem Pinbraunling, also mit dem noch nicht gesinterten Pin, verbunden. Die Verbindung der Braunlinge erfolgt hierbei beispielsweise dadurch, dass der Pinbraunling in der Öffnung des Grundkörperbraunlings angeordnet wird. Die Verbindung kann dabei auf beliebige Weise realisiert werden. Insbesondere können die Braunlinge miteinander verpresst oder verklebt werden. Anschließend erfolgt das gemeinsame Sintern des Grundkörperbraunlings und des damit verbundenen Pinbraunlings, wodurch der Hebel hergestellt wird. Das gemeinsame Sintern der Braunlinge führt hierbei zu einer stabilen Verbindung zwischen dem Pin und dem Grundkörper. Insbesondere wird durch das Sintern eine Pressverbindung zwischen dem Pin und dem Grundkörper erreicht.
  • Selbstverständlich kann der Hebel anschließend durch einen weiteren Verfahrensschritt bearbeitet werden. Insbesondere kann der Hebel anschließend geschliffen werden.
  • Bei einer alternativen Ausführungsform ist es vorstellbar, einen fertigen Pin mit dem Grundkörperbraunling zu verbinden und den Grundkörperbraunling anschließend gemeinsam mit dem Pin zu sintern. Auch hierdurch kommt es, insbesondere durch eine Pressverbindung, zu einer stabilen Verbindung zwischen dem Pin und dem Grundkörper.
  • Die Herstellung des Hebels kann gemäß einer weiteren Ausführungsform auch dadurch realisiert werden, dass das chemische Lösen des jeweiligen Kunststoffs aus dem jeweiligen Grünling gemeinsam erfolgt. Das heißt, dass das Lösen des Kunststoffs aus dem Grundkörpergrünling und des Kunststoffs aus dem Pingrünling in einem gemeinsamen Verfahrensschritt erfolgt. Bevorzugt erfolgt zuvor eine Verbindung des Grundkörpergrünlings mit dem Pingrünling. Mit anderen Worten, der Grundkörpergrünling und der Pingrünling werden miteinander verbunden, beispielsweise verpresst oder verklebt. Anschließend erfolgt ein gemeinsames Lösen des jeweiligen Kunststoffs aus dem Grundkörpergrünling und dem Pingrünling. Hierdurch entstehen also der Grundkörperbraunling und der Pinbraunling gemeinsam. Selbstverständlich können die Grünlinge beim chemischen Lösen des jeweiligen Kunststoffs auch separat angeordnet sein. Anschließend werden die miteinander verbundenen Grundkörperbraunling und Pinbraunling gesintert, um den Heben herzustellen. Bevorzugt wird hierbei für das Pingemisch und das Grundkörpergemisch der gleiche Kunststoff verwendet, um die gemeinsame Herstellung der Braunlinge zu vereinfachen. Diese Vereinfachung ist insbesondere dadurch gegeben, dass für das chemische Lösen das gleiche Lösemittel verwendet werden kann.
  • Das Grundkörpergemisch und das Pingemisch können, wie vorstehend erwähnt, jeweils den gleichen Kunststoff oder unterschiedliche Kunststoffe aufweisen. Das Grundkörpergemisch sowie das Pingemisch können ferner einen beliebigen metallischen Anteil aufweisen. So können das Grundkörpergemisch und das Pingemisch jeweils lediglich ein Metall oder unterschiedliche Metalle aufweisen. Es ist insbesondere vorstellbar, dass der so hergestellte Pin und/oder Grundkörper eine Legierung aufweist.
  • Bei bevorzugten Ausführungsformen unterscheiden sich die Werkstoffe, aus denen der Pin und der Grundkörper hergestellt sind. Aufgrund der erhöhten Verschleißbeanspruchung des Pins ist der Pin vorzugsweise aus solchen Werkstoffen hergestellt, die eine erhöhte Verschleißbeständigkeit aufweisen. Somit ist ein Verschleiß des Pins reduziert, während der restliche Hebel, also insbesondere der Grundkörper, aus weniger beständigem und günstigeren Werkstoffen hergestellt werden können. Somit werden gleichzeitig eine erhöhte Lebensdauer des Hebels und somit der variablen Turbinengeometrie und reduzierte Herstellungskosten erreicht.
  • Die Herstellung des Pins und des Grundkörpers aus unterschiedlichen Werkstoffen kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass das Grundkörpergemisch und das Pingemisch unterschiedlich sind. Das Grundkörpergemisch und das Pingemisch weisen also insbesondere unterschiedliche Bestandteile, beispielsweise unterschiedliche metallische Anteile und/oder unterschiedliche Metalle auf. Dabei werden das Grundkörpergemisch und das Pingemisch vorzugsweise derart gewählt, dass der Pin einen höheren Verschleißwiderstand und/oder Reibungswiderstand aufweist als der Grundkörper.
  • Die zumindest teilweise Herstellung des Pins durch das Pulverspritzgießen kann prinzipiell auch dadurch erfolgen, dass das Pingemisch auf einen Pinkern gespritzt wird. Der so hergestellte Pingrünling kann gemäß vorstehenden Erläuterungen beim Herstellungsverfahren eingesetzt werden. Das heißt, dass der Pingrünling mit dem zugehörigen Grundkörpergrünling verbunden und durch ein gemeinsames Lösen des jeweiligen Kunststoffs und des anschließenden gemeinsamen Sintern zum Hebel verarbeitet oder durch das chemische Lösen des Kunststoff zum Pinbraunling verarbeitet wird. Durch das Sintern kommt es hierbei zu einer stabilen Verbindung zwischen dem Pinkern und dem aufgespritzten Teil des Pins.
  • Entsprechendes gilt für den Grundkörper. Das heißt, dass das Grundkörpergemisch auf einen Grundkörperkern gespritzt werden kann. Mit dem so hergestellten Grundkörpergrünling wird anschließend erfindungsgemäß verfahren. Hierbei entsteht zwischen dem Grundkörperkern und dem gespritzten Teil durch das Sintern eine stabile Verbindung, so dass der Hebel insgesamt stabil ist.
  • Zur Verbesserung der Verbindung des Pins mit dem Verstellring und/oder der zugehörigen Leitschaufel, insbesondere eines Zapfens der Leitschaufel, oder der Antriebseinrichtung wird der Pin bei einer weiteren Ausführungsform mit einer Verbindungsstruktur versehen. Die Verbindungsstruktur wird hierbei auf denjenigen Bereichen des Pins aufgebracht, die der Verbindung des Pins mit den anderen, zuvor erwähnten, Bestandteilen dienen. Insbesondere wird also der in der Öffnung anzuordnende Bereich des Pins mit einer solchen Verbindungsstruktur versehen. Dabei ist es auch vorstellbar, den zuvor erwähnten Pinkern mit einer solchen Struktur zu versehen.
  • Die Verbindungsstruktur kann auf beliebige Weise ausgestaltet sein, sofern sie einer verbesserten Verbindung des Pins mit dem besagten Bestandteil und/oder einer besseren Antriebsübertragung dient. Die Verbindungsstruktur kann beispielsweise als eine Aufrauung, eine Schulter sowie eine Verzahnung ausgestaltet sein. Das Aufbringen der Verbindungsstruktur kann auf beliebige Weise erfolgen. Insbesondere kann die Verbindungsstruktur auf den Pin gespritzt, insbesondere im Zuge des Pulverspritzgießens, aufgebracht werden.
  • 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 Komponenten beziehen.
  • Es zeigen, jeweils schematisch
  • 1 einen Längsschnitt durch eine variable Turbinengeometrie,
  • 2 einen Hebel,
  • 3, 4 ein Grundkörper bei unterschiedlichen Herstellungsschritten,
  • 5, 6 einen Pin bei unterschiedlichen Herstellungsschritten,
  • 7 einen Schnitt durch den Pin bei einer anderen Ausführungsform,
  • 8 einen räumliche Ansicht eines Hebels während der Herstellung,
  • 9, 10 räumliche Ansichten des Pins, jeweils unterschiedlicher Ausführungsform.
  • Gemäß 1 weist eine variable Turbinengeometrie 1 mehrere Leitschaufeln 2 auf, wobei in 1 lediglich eine solche Leitschaufel 2 zu sehen ist. Die Leitschaufel 2 ist mittels eines Zapfens 3 drehbar in einem Schaufellagerring 4 gelagert. Auf der von der Leitschaufel 2 abgewandten Seite des Schaufellagerrings 4 ist ein Hebel 5 der variablen Turbinengeometrie 1 angeordnet, der mittels des Zapfens 3 drehfest mit der Leitschaufel 2 verbunden ist. Hierzu ist der Zapfen 3 in einer zugehörigen Zapfenaufnahme 6 des Hebels 5 angeordnet. Auf der dem Zapfen 3 gegenüberliegenden Seite weist der Hebel 5 einen Pin 7 auf. Der Pin 7 ist drehbar in einer zugehörigen Aufnahme 8 eines Verstellrings 9 der variablen Turbinengeometrie 1 angeordnet. Somit erfolgt durch eine Drehung des Verstellrings 9 um eine parallel zum Zapfen 3 verlaufende Drehachse eine entsprechende Drehung des Hebels 5 um den Zapfen 3 und somit eine Drehung der Leitschaufel 2 um den Zapfen 3. Durch die Verstellung der Leitschaufel 2 kommt es zu einer Reibung zwischen dem Pin 7 und dem Verstellring 9 im Bereich der Aufnahme 8.
  • Wie in 2 erkennbar ist, weist der Hebel 5 den Pin 7 sowie einen Grundkörper 10 auf. Dabei kann es sich beim Hebel 5 um einen Schaufelhebel 5' oder einen eine Drehbewegung auf den Verstellring 9 übertragenden Verstellhebel 5'' handeln. Beim Verstellhebel 5'' kann die Zapfenaufnahme 6 zur Verbindung des Verstellhebels 5'' mit einer Antriebseinrichtung eingesetzt werden oder entfallen. Nachfolgend wird der Hebel 5 am Beispiel des Schaufelhebels 5' beschrieben, wobei klar ist, dass auch der Verstellhebel 5'' analog hergestellt werden kann.
  • Der Grundkörper 10 weist die Zapfenaufnahme 6 sowie eine gegenüberliegende Öffnung 11 auf, in der der Pin 7 angeordnet und mit dem Grundkörper 10 verbunden ist. Die Öffnung 11 ist teilweise von einem abstehenden Absatz 12 umgeben. Der Hebel 5 weist ferner einen im Wesentlichen mittig angeordneten Abstandsabschnitt 13 auf, der den Schaufellagerring 4 kontaktiert (siehe 1).
  • Die Herstellung des Hebels 5 ist in den 3 und 4 dargestellt. Entsprechend 3 erfolgt zunächst ein Verspritzgießen eines Grundkörpergemischs 14 mit Hilfe einer Verspritzgießeinrichtung 15. Das Grundkörpergemisch 14 weist einen Kunststoff sowie zumindest ein Metall in Form eines Pulvers auf. Durch das Verspritzgießen des Grundkörpergemischs 14 wird hierbei ein Grundkörpergrünling 16 hergestellt. Der Grundkörpergrünling 16 enthält also insbesondere den Kunststoff sowie die metallischen Anteile des Grundkörpergemischs 14.
  • Anschließend erfolgt ein, mit einem Pfeil 16 symbolisiertes, chemisches Lösen des Kunststoffs aus dem Grundkörpergrünling 16, wodurch ein Grundkörperbraunling 18 hergestellt wird. Dabei weisen der Grundkörpergrünling 16 und der Grundkörperbraunling 18 im Wesentlichen die gleiche Form auf wie der Grundkörper 10.
  • Die Herstellung des Pins 7 kann beispielsweise wie in den 5 und 6 dargestellt erfolgen. Zunächst erfolgt das Spritzgießen eines Pingemischs 19 mittels einer Spritzgießeinrichtung 15. Hierdurch entsteht ein Pingrünling 20. Das Pingemisch 19 weist hierbei einen Kunststoff sowie zumindest ein Metall in Form eines Pulvers, auf. Anschließend erfolgt das chemische Lösen 17 des Kunststoffs aus dem Pingrünling 20, wodurch ein Pinbraunling 21 hergestellt wird.
  • In 7 ist eine alternative Variante zur Herstellung des Pins 7 gezeigt. Hierbei wird das Pingemisch 19 auf einen Pinkern 22 verspritzgegossen, so dass der Pingrünling 20 den Pinkern 22 aufweist, der zumindest bereichsweise vom verspritzgegossenen Pingemisch 19 umgeben ist.
  • Zur Herstellung des Hebels 5 wird gemäß einer bevorzugten Variante, wie in 8 dargestellt, der Grundkörperbraunling 18 mit dem Pinbraunling 21 verbunden. Dies erfolgt dadurch, dass der Pinbraunling 21 in die Öffnung 11 des Grundkörperbraunlings 18 geschoben und anschließend, beispielsweise durch Verkleben oder Verpressen, mit dem Grundkörperbraunling 18 verbunden wird. Im Anschluss erfolgt ein gemeinsames Sintern des mit dem Pinbraunling 21 verbundenen Grundkörperbraunlings 18. Dadurch entsteht eine stabile Pressverbindung zwischen dem Grundkörper 10 und dem Pin 7, wodurch der Hebel 5, wie er in 2 dargestellt ist, hergestellt wird.
  • Alternativ ist es vorstellbar, den Grundkörpergrünling 16 mit dem Pingrünling 20 zu verbinden. Anschließend erfolgt das gemeinsame Lösen des jeweiligen Kunststoffs aus dem Grundkörpergrünling 16 und dem Pingrünling 20. Danach werden die nach dem chemischen Lösen des jeweiligen Kunststoffs hergestellten Grundkörperbraunling 18 und Pinbraunling 21 durch gemeinsames Sintern miteinander verbunden.
  • Bei weiteren Varianten wird der bereits fertig hergestellte Pin 7 mit dem Grundkörpergrünling 16 verbunden. Der bereits fertig hergestellte Pin 7 kann insbesondere durch die in den 5 und 6 dargestellten Verfahrensschritte und ein anschließendes Sintern des Pinbraunlings 21 hergestellt sein. Nach dem Verbinden des Grundkörpergrünlings 16 mit dem Pin 7 erfolgen das chemische Lösen des Kunststoffs aus dem Grundkörpergrünling 16 und das anschließende Sintern. Ebenso kann der fertig hergestellte Pin 7 mit dem Grundkörperbraunling 18 verbunden und der Grundkörperbraunling 18 anschließend gesintert werden, um den Hebel 5 herzustellen.
  • Bevorzugt sind der Pin 7 und der Grundkörper 10 aus unterschiedlichen Werkstoffen hergestellt. Hierbei ist der Pin 7 aus einem solchen Werkstoff hergestellt, der im Vergleich zum Werkstoff des Grundkörpers 10 eine erhöhte Verschleißbeständigkeit bzw. einen erhöhten Verschleißwiderstand und/oder eine erhöhte Reibungsbeständigkeit bzw. einen erhöhten Reibungswiderstand aufweist. Somit ist es möglich, den durch das Zusammenwirken mit dem Verstellring 9 höher beanspruchten Pin 7 aus einem beständigeren und teureren Werkstoff herzustellen als den Grundkörper 10. Dementsprechend kann der Hebel 5 insgesamt kostengünstig hergestellt und verschleißbeständig ausgestaltet werden.
  • Die Herstellung des Grundkörpers 10 und des Pins 7 auch unterschiedlichen Werkstoffen wird insbesondere dadurch erreicht, dass sich das Grundkörpergemisch 14 und das Pingemisch 19 unterscheiden. Insbesondere enthalten das Grundkörpergemisch 14 und das Pingemisch 19 unterschiedliche metallische Bestandteile. Auch können sich die Kunststoffe des Grundkörpergemischs 14 und des Pingemischs 19 unterscheiden.
  • 9 und 10 zeigen weitere Varianten des Pins 7. Darin ist zu erkennen, dass der jeweilige Pin 7 in seinem mit dem Verstellring 9 in Kontakt stehenden Bereich eine Verbindungsstruktur 23 aufweist. Bei der in 9 darstellten Variante ist die Verbindungsstruktur 23 als eine umlaufende Schulter 24 ausgestaltet, während sie in 10 als eine über einen Bereich von im Wesentlichen 180° verlaufende Verzahnung 25 ausgestaltet ist. In 2 ist eine weitere Variante des Pins 7 gezeigt, bei der die Verbindungsstruktur 13 als eine Aufrauhung 26 ausgestaltet ist. In diesen Fällen ist hiermit eine verbesserte Verbindung des Pins 7 mit dem Verstellring 9 realisiert, so dass zwischen dem Verstellring 9 und dem Pin 7 erhöhte Kräfte und insbesondere Momente übertragen werden können. Der Pin 7 kann auch im mit dem Grundkörper 10 verbundenen Bereich eine solche Verbindungsstruktur 23 aufweisen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • EP 1757786 A2 [0003]

Claims (11)

  1. Verfahren zur Herstellung eines Hebels (5) einer variablen Turbinengeometrie (1), wobei der Hebel (5) einen Grundkörper (10) und einen Pin (7) aufweist, über welchen der Hebel (5) mit einem Verstellring der variablen Turbinengeometrie (1) antriebverbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Hebel (5) zumindest teilweise durch Pulverspritzgießen hergestellt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (10) und der Pin (7) aus unterschiedlichen Werkstoffen hergestellt werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch die Verfahrensschritte – Spritzgießen eines Pingemischs (19) zu einem Pingrünling (20), wobei das Pingemisch (19) einen Kunststoff und zumindest ein Metall enthält, – chemisches Lösen des Kunststoffs aus dem Pingrünling (20) zur Herstellung eines Pinbraunlings (21).
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Pinbraunling (21) zur Herstellung des Pins (7) gesintert wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Pin (7) durch Drehen und/oder Schleifen nachbearbeitet wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, gekennzeichnet durch die Verfahrensschritte – Spritzgießen eines Grundkörpergemischs (14) zu einem Grundkörpergrünling (16), wobei das Grundkörpergemisch (14) einen Kunststoff und zumindest ein Metall enthält, – chemisches Lösen des Kunststoffs aus dem Grundkörpergrünling (16) zur Herstellung eines Grundkörperbraunlings (18), – Verbinden des Grundkörperbraunlings (18) mit dem Pin (7) oder dem Pinbraunling (21), – gemeinsames Sintern des Grundkörperbraunlings (18) und des damit verbundenen Pins (7) oder Pinbraunlings (21).
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das chemische Lösen des Kunststoffs aus dem Grundkörpergrünling (16) und des Kunststoffs aus dem Pingrünling (20) gemeinsam erfolgt.
  8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Grundkörpergemisch (14) und das Pingemisch (19) derart gewählt werden, dass der Pin (7) einen höheren Verschleißwiderstand und/oder Reibungswiderstand aufweist als der Grundkörper (10).
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Pingemisch (19) auf einen Pinkern (22) gespritzt wird.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Pin (7) in seinem mit dem Verstellring (9) zu verbindenden und/oder in seinem in einer Öffnung (11) des Grundkörpers (10) anzuordnenden Bereich mit einer Verbindungsstruktur (23), insbesondere einer Aufrauhung (26) und/oder einer Schulter (24) und/oder einer Verzahnung (25), versehen wird.
  11. Hebel (5) für eine variable Turbinengeometrie (1), wobei der Hebel (5) nach einem Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche hergestellt ist.
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