DE102013209864A1

DE102013209864A1 - Valve device and method of manufacturing a flap device for a wastegate of a turbocharger

Info

Publication number: DE102013209864A1
Application number: DE102013209864.2A
Authority: DE
Inventors: Klaus Daut
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2013-05-28
Filing date: 2013-05-28
Publication date: 2014-12-04

Abstract

Es ist eine Klappenvorrichtung (1) für ein Wastegate eines Turboladers offenbart. Die Klappenvorrichtung besteht aus einem Tragelement (3) und einer Klappe (5). Erfindungsgemäß besteht die Klappe (5) aus einem gesinterten keramischen Werkstoff. Ferner ist ein Herstellungsverfahren einer Klappenvorrichtung (1) für ein Wastegate eines Turboladers offenbart. Erfindungsgemäß besteht ein Tragelement (3) aus einem temperaturfesten Rundstahl und wird an einem ersten Ende (7) platt gepresst und eine Aussparung (7) ausgestanzt. Anschließend wird eine Klappe (5) mit einem Zapfen (13) aus einem keramischen Werkstoff gesintert. Dabei entspricht der Zapfen (13) im Wesentlichen der Form der Aussparung (11). Abschließend wird der Zapfen (13) der Klappe (5) an der Aussparung (11) des Tragelements (3) gefügt und das Tragelement (3) im Bereich der Aussparung (11) verstemmt.A flap device (1) for a wastegate of a turbocharger is disclosed. The flap device consists of a support element (3) and a flap (5). According to the invention, the flap (5) consists of a sintered ceramic material. A manufacturing method of a flap device (1) for a wastegate of a turbocharger is also disclosed. According to the invention, a support element (3) consists of a temperature-resistant round steel and is pressed flat at a first end (7) and a recess (7) is punched out. A flap (5) with a pin (13) is then sintered from a ceramic material. The pin (13) corresponds essentially to the shape of the recess (11). Finally, the pin (13) of the flap (5) is joined to the recess (11) of the support element (3) and the support element (3) is caulked in the region of the recess (11).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Klappenvorrichtung für ein Wastegate eines Turboladers, bestehend aus einem Tragelement und einer Klappe.The present invention relates to a flap device for a wastegate of a turbocharger, comprising a support element and a flap.

Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Herstellungsverfahren einer Klappenvorrichtung für ein Wastegate eines Turboladers.Furthermore, the present invention relates to a manufacturing method of a flap device for a wastegate of a turbocharger.

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Turbolader der eingangs genannten Art weisen im Allgemeinen eine Turbine und einen Verdichter auf. Dabei sind dann ein Turbinenrad der Turbine und ein Verdichterrad des Verdichters auf einer gemeinsamen Welle angeordnet. Ein Abgasstrom einer an den Turbolader angeschlossenen Brennkraftmaschine treibt nun die Turbine an und die Turbine wiederum den Verdichter. Der Verdichter kann dadurch Frischluft verdichten und die verdichtete Luft der Brennkraftmaschine zuführen.Turbochargers of the type mentioned initially have a turbine and a compressor. In this case, a turbine of the turbine and a compressor of the compressor are then arranged on a common shaft. An exhaust stream of an engine connected to the turbocharger now drives the turbine and the turbine in turn drives the compressor. The compressor can thereby compress fresh air and supply the compressed air to the internal combustion engine.

Eine Form der Ladedruckregelung des Turboladers ist hierbei ein turbinenseitiger Bypass bzw. ein sogenannter Wastegate-Kanal. Die Turbine wird dabei so klein gewählt, dass die Anforderungen an das Drehmomentverhalten bei niedrigen Drehzahlen erfüllt werden können und eine gute Fahrbarkeit des Motors erreicht wird. Bei dieser Auslegung wird der Turbine kurz vor dem Erreichen des maximalen Drehmoments jedoch mehr Abgas zugeführt, als für die Erzeugung des Ladedrucks notwendig ist. Daher wird nach dem Erreichen des erforderlichen Ladedrucks ein Teil des Abgasstroms durch den Wastegate-Kanal um die Turbine herum geleitet. Der Wastegate-Kanal wird hierzu über eine Klappenvorrichtung je nach Betriebszustand teilweise oder vollständig geöffnet oder geschlossen. Die Klappenvorrichtung befindet sich somit im Heißgas und wird von ca. 1.000°C heißen Abgasen umströmt.One form of boost pressure control of the turbocharger here is a turbine-side bypass or a so-called wastegate channel. The turbine is chosen so small that the requirements for the torque behavior can be met at low speeds and good driveability of the engine is achieved. In this design, however, the turbine is fed more exhaust gas shortly before reaching the maximum torque than is necessary for the generation of the boost pressure. Therefore, after reaching the required boost pressure, a portion of the exhaust stream is directed through the wastegate passage around the turbine. For this purpose, the wastegate channel is partially or completely opened or closed via a flap device depending on the operating state. The flap device is thus located in the hot gas and is surrounded by about 1,000 ° C hot exhaust gases.

Die aus dem Stand der Technik bekannten Klappenvorrichtungen für ein Wastegate eines Turboladers werden meist aus mehreren Bauteilen gefertigt, da verschiedenste Bauteileeigenschaften berücksichtigt werden müssen. So werden die Tragelemente dieser Klappenvorrichtungen aus einem hochfesten hitzebeständigen Stahlguss gefertigt. Eine Klappe besteht dabei ebenfalls aus einem hitzebeständigen Stahl, welche meist mit dem Tragelement vernietet wird. Die Fertigung besteht aus zahlreichen Schritten, wie Gießen, Sandstrahlen, Spannen in einer Spezialvorrichtung und Drehen eines Führungsdurchmessers. Zudem kommt dann noch ein Bohren eines Loches für das Tragelement. Anschließend muss der Führungsdurchmesser noch geschliffen, das Tragelement gefügt und vernietet werden.The known from the prior art flap devices for a wastegate of a turbocharger are usually made of several components, since a variety of component properties must be considered. Thus, the support elements of these flap devices are made of a high-strength heat-resistant cast steel. A flap also consists of a heat-resistant steel, which is usually riveted to the support element. The manufacturing process consists of numerous steps, such as casting, sandblasting, clamping in a special device and turning a guide diameter. In addition, then comes a drilling a hole for the support element. Then the guide diameter must be ground, the support element joined and riveted.

Die verwendeten hitzebeständigen Stähle haben den Nachteil, dass sie schwer zu bearbeiten sind. Zudem ist die Spannvorrichtung für die Klappenvorrichtung komplex. Die Fehlerwahrscheinlichkeit ist daher groß, da die Spanntechnik komplex ist und mehrere Arbeitsgänge erforderlich sind (drehen und schleifen). Durch die Verwendung von Vollmaterial (Stahlguss) ist das Gewicht der gesamten Klappenvorrichtung hoch.The heat-resistant steels used have the disadvantage that they are difficult to work. In addition, the clamping device for the flap device is complex. The error probability is therefore great, since the clamping technology is complex and several operations are required (turning and grinding). By using solid material (cast steel), the weight of the entire flap device is high.

Eine Aufgabe der gegenwärtigen Erfindung ist daher, eine kostengünstige, gewichtseinsparende und vereinfachte Klappenvorrichtung für ein Wastegate eines Turboladers anzugeben, die zudem eine hohe Funktionssicherheit gewährleistet.An object of the present invention is therefore to provide a low-cost, weight-saving and simplified flap device for a wastegate of a turbocharger, which also ensures high reliability.

Diese Aufgabe wird durch eine Klappenvorrichtung für ein Wastegate eines Turboladers gelöst, die die Merkmale im Anspruch 1 umfasst.This object is achieved by a flap device for a wastegate of a turbocharger comprising the features in claim 1.

Eine weitere Aufgabe der gegenwärtigen Erfindung ist, ein einfaches Herstellungsverfahren für eine Klappenvorrichtung für ein Wastegate eines Turboladers zu schaffen, bei dem an Kosten und Gewicht eingespart wird.Another object of the present invention is to provide a simple manufacturing method for a flapper device for a wastegate of a turbocharger which saves cost and weight.

Diese Aufgabe wird durch ein Herstellungsverfahren für eine Klappenvorrichtung für ein Wastegate eines Turboladers gelöst, das die Merkmale im Anspruch 8 umfasst.This object is achieved by a manufacturing method for a flap device for a wastegate of a turbocharger comprising the features in claim 8.

Die erfindungsgemäße Klappenvorrichtung für ein Wastegate eines Turboladers besteht aus einem Tragelement und einer Klappe. Erfindungsgemäß besteht die Klappe aus einem gesinterten keramischen Werkstoff. Hierbei wird die gleiche Technologie wie bei der Herstellung von keramischen Schneidstoffen verwendet, so dass ein keramisches Substrat in eine Sinterform eingefüllt und verpresst wird. Ein anschließendes „Backen“ bei Temperaturen von ca. 1.000 bis 2.500°C in einem Hochtemperaturofen stellt die endgültige Form und Temperaturfestigkeit der Klappe ein. Die Klappe der erfindungsgemäßen Klappenvorrichtung muss somit nicht nachbearbeitet werden und ist somit endkonturnah gesintert. Die Temperaturbeständigkeit kann über das keramische Substrat eingestellt werden. Somit hat die Klappe der erfindungsgemäßen Klappenvorrichtung den Vorteil, dass das keramische Material deutlich leichter und kostengünstiger ist, als der bisher im Stand der Technik bekannte und verwendete, hochfeste und hitzebeständige Stahlguss für Klappen.The flap device according to the invention for a wastegate of a turbocharger consists of a support element and a flap. According to the invention, the flap consists of a sintered ceramic material. Here, the same technology as in the production of ceramic cutting materials is used, so that a ceramic substrate is filled into a sintered mold and pressed. A subsequent "baking" at temperatures of about 1,000 to 2,500 ° C in a high-temperature furnace sets the final shape and temperature resistance of the flap. The flap of the flap device according to the invention must therefore not be reworked and is thus sintered near net shape. The temperature resistance can be adjusted via the ceramic substrate. Thus, the flap of the flap device according to the invention has the advantage that the ceramic material is significantly lighter and less expensive than the hitherto known in the art and used, high-strength and heat-resistant steel casting for flaps.

Insbesondere sieht die erfindungsgemäße Klappenvorrichtung vor, dass das Tragelement aus einem temperaturfesten Rundstahl besteht, das an einem ersten Ende eine Plattpressung und eine Aussparung aufweist. Die Plattpressung wird dadurch erreicht, dass das erste Ende des Tragelements einfach in eine Presse gehalten wird und das erste Ende dann platt gepresst wird. Die Aussparung wird ganz einfach nur ausgestanzt. Nachdem die Plattpressung und die Aussparung am ersten Ende des Tragelements ausgebildet sind, wird das Tragelement noch um einen Winkel gebogen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform beträgt der Winkel ungefähr 90°, d. h. das erste Ende des Tragelements steht zu einem zweiten Ende des Tragelements rechtwinklig.In particular, the flap device according to the invention provides that the support element consists of a temperature-resistant round steel having a flat pressing and a recess at a first end. The flat pressing is achieved by simply holding the first end of the support member in a press and the first end then pressed flat. The recess is simply punched out. After the flat pressing and the recess are formed at the first end of the support member, the support member is still bent at an angle. In a preferred embodiment, the angle is about 90 °, that is, the first end of the support member is perpendicular to a second end of the support member.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der temperaturfeste Rundstahl des Tragelements ein Rohrmaterial. Eine weitere Ausführungsform der Erfindung kann vorsehen, dass der temperaturfeste Rundstahl des Tragelements ein Vollmaterial ist. Wie bereits beschrieben, ist der temperaturfeste Rundstahl vorzugsweise ein Rohrmaterial, auch bekannt als Stahlrohr. Dies beruht darauf, dass sich das Rohrmaterial als Ganzes in eine Drehmaschine in einem Standardfutter einspannen und einfach drehtechnisch bearbeiten lässt. Da das Rohrmaterial rund ist, ist es zudem unkompliziert zu bearbeiten. Die Einfachheit im Spannfutter mit einer rotativen Bearbeitung macht ein Schleifen eines Durchmessers überflüssig, da die benötigten Qualitäten nun mühelos in der Drehmaschine bearbeitet werden können. Auch ist ein solches Tragelement mit einem Rohrmaterial leichter als die bekannten Serienvarianten mit dem Stahlguss, so dass die Klappenvorrichtung neben einer leichten Klappe auch ein leichtes Tragelement aufweist. Diese beiden Bauteile sorgen somit für eine erhebliche Reduzierung an Gewicht der Klappenvorrichtung.In a preferred embodiment of the invention, the temperature-resistant round steel of the support element is a pipe material. A further embodiment of the invention can provide that the temperature-resistant round steel of the support element is a solid material. As already described, the temperature-resistant round steel is preferably a pipe material, also known as steel pipe. This is due to the fact that the tube material as a whole can be clamped in a lathe in a standard chuck and can be simply processed by turning. Since the pipe material is round, it is also uncomplicated to work. The simplicity of the chuck with rotary machining eliminates the need to grind a diameter, as the required qualities can now be easily machined in the lathe. Also, such a support element with a pipe material is lighter than the known series variants with the cast steel, so that the flap device also has a light support in addition to a light flap. These two components thus provide a significant reduction in weight of the flap device.

Insbesondere sieht die Erfindung vor, dass die Klappe einen Zapfen aufweist, der der Form der Aussparung entspricht und eine Höhe besitzt, die größer ist als eine Höhe der Plattpressung am ersten Ende des Tragelements, so dass der Zapfen durch die Aussparung hindurchgreift. Nun können beide Teile, d. h. der Zapfen und das Tragelement, an der Aussparung gefügt werden. Ferner ist vorgesehen, dass das Tragelement im Bereich der Aussparung etwas eingekerbt, sprich verstemmt, wird. Somit hält die keramische Klappe im Tragelement und kann nicht mehr herausfallen.In particular, the invention provides that the flap has a pin which corresponds to the shape of the recess and has a height which is greater than a height of the flat pressing at the first end of the support element, so that the pin engages through the recess. Now both parts, d. H. the pin and the support element are joined to the recess. It is further provided that the support element in the region of the recess something notched, that is caulked, is. Thus, the ceramic flap holds in the support element and can not fall out.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Klappenvorrichtung ist die Form der Aussparung und die Form des Zapfens derart ausgebildet, dass eine Verdrehsicherung der in der Aussparung eingesetzten Klappe gegeben ist. Dies wird dadurch ermöglicht, dass der Zapfen mindestens ein konischer Dreikant ist. Der Zapfen ist derart konisch ausgeformt, dass ein unterer Abschnitt des Zapfens kleiner ist als ein oberer Abschnitt des Zapfens. Durch die Verwendung eines konischen Zapfens an der Fügestelle, ist zusätzlich zur Verdrehsicherung ein ungewolltes Herausfallen der Klappe vermieden. Somit ist bei der erfindungsgemäßen Klappenvorrichtung eine hohe Funktionssicherheit gegeben. Vorzugsweise ist der Zapfen ein konischer Vierkant, da sich dadurch großzügige Toleranzauslegungen von +/–0,2 mm an der Aussparung ermöglichen lassen, die gewisse Form- und Lagetoleranzfehler bei der Montage ausgleichen. Denkbar ist aber beispielsweise auch ein konischer Sechskant als Zapfen.In a further preferred embodiment of the flap device according to the invention the shape of the recess and the shape of the pin is designed such that a rotation of the flap inserted in the recess is given. This is made possible by the fact that the pin is at least a conical triangular. The pin is conically shaped so that a lower portion of the pin is smaller than an upper portion of the pin. By using a conical pin at the joint, in addition to the rotation of an accidental falling out of the flap is avoided. Thus, in the flap device according to the invention a high reliability is given. Preferably, the pin is a conical square, as this can allow generous tolerance interpretations of +/- 0.2 mm at the recess, which compensate for certain shape and position tolerance errors during assembly. It is also conceivable, for example, a conical hexagon as a pin.

Das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren einer Klappenvorrichtung für ein Wastegate eines Turboladers ist durch die folgenden Schritte gekennzeichnet. In einem ersten Schritt wird ein Tragelement aus einem temperaturfesten Rundstahl bereitgestellt. Dieses wird dann an einem ersten Ende platt gepresst und eine Aussparung ausgestanzt. Nach dem Pressen und Ausstanzen wird das Tragelement noch um einen Winkel gebogen werden. Vorzugsweise beträgt der Winkel 90°. Anschließend wird eine Klappe mit einem Zapfen, der vorzugsweise konisch ist, aus einem keramischen Werkstoff gesintert. Dabei entspricht der Zapfen im Wesentlichen der Form der Aussparung. Ist die Aussparung beispielsweise ein Vierkantloch, so ist der Zapfen der Klappe ein konischer Vierkant. Abschließend wird dann der Zapfen der Klappe an der Aussparung des Tragelements gefügt, wobei gleichzeitig das Tragelement im Bereich der Aussparung verstemmt wird. Mit den hier genannten Schritten des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens ist die Klappenvorrichtung leicht herstellbar, so dass dadurch auch Fertigungskosten eingespart werden können. Durch die Herstellung eines mindestens dreikantigen und konischen Zapfens, ist eine Verdrehsicherung und verliersichere Montage gewährleistet. Zudem können bei der Herstellung verschiedenste Temperaturfestigkeiten über unterschiedlichste keramische Mischungen eingestellt werden. Auch ist anzumerken, dass die Klappenvorrichtung stets gleich hergestellt werden kann, so dass durch die Übernahme von Gleichteilen weitere Fertigungskosten reduziert werden können. Ferner sind die Materialien, wie die Keramik für die Klappe und der Rundstahl für das Tragelement, gegenüber den bisher aus dem Stand der Technik bekannten und verwendeten Materialien wesentlich leichter, so dass erheblich an Gewicht eingespart werden kann.The manufacturing method according to the invention of a flap device for a wastegate of a turbocharger is characterized by the following steps. In a first step, a support element made of a temperature-resistant round steel is provided. This is then pressed flat at a first end and a recess punched out. After pressing and punching the support element is still bent by an angle. Preferably, the angle is 90 °. Subsequently, a flap with a pin, which is preferably conical, sintered from a ceramic material. In this case, the pin substantially corresponds to the shape of the recess. If the recess is, for example, a square hole, then the pin of the flap is a conical square. Finally, the pin of the flap is then added to the recess of the support element, wherein at the same time the support element is caulked in the region of the recess. With the steps mentioned here of the manufacturing method according to the invention, the flap device is easy to produce, so that thereby manufacturing costs can be saved. By producing an at least triangular and conical pin, an anti-rotation and captive mounting is guaranteed. In addition, a wide variety of thermal strengths can be adjusted over a wide variety of ceramic mixtures during production. It should also be noted that the flap device can always be made equal, so that further manufacturing costs can be reduced by the assumption of identical parts. Furthermore, the materials, such as the ceramic for the flap and the round bar for the support element, compared to the previously known and used from the prior art materials are much lighter, so that can be saved considerably in weight.

Ferner ist vorgesehen, dass das Tragelement vor dem Pressen in einer Drehmaschine eingespannt und drehtechnisch bearbeitet wird. Da hier das Tragelement ein Rundstahl ist, lässt sich dieses unkompliziert bearbeiten.It is further provided that the support element is clamped before pressing in a lathe and processed by rotation. Since here the support element is a round steel, this can be easily edited.

Beim oben genannten Schritt, dem Sintern der Klappe mit dem Zapfen, wird ein keramisches Substrat in eine Sinterform eingefüllt und verpresst. Anschließend wird dieses dann in einem Hochtemperaturofen gebacken.In the above step, the sintering of the flap with the pin, a ceramic substrate is filled into a sintered mold and pressed. Then this is then baked in a high-temperature oven.

Im Folgenden sollen Ausführungsbeispiele die Erfindung und ihre Vorteile anhand der beigefügten Figuren näher erläutern. Die Größenverhältnisse in den Figuren entsprechen nicht immer den realen Größenverhältnissen, da einige Formen vereinfacht und andere Formen zur besseren Veranschaulichung vergrößert im Verhältnis zu anderen Elementen dargestellt sind. Dabei zeigen:In the following, embodiments of the invention and their advantages based on the explain in more detail attached figures. The proportions in the figures do not always correspond to the actual size ratios, as some shapes are simplified and other shapes are shown enlarged in relation to other elements for ease of illustration. Showing:

1 eine Draufsicht einer erfindungsgemäßen Klappenvorrichtung für ein Wastegate eines Turboladers; 1 a plan view of a flap device according to the invention for a wastegate of a turbocharger;

2 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Klappenvorrichtung nach 1; 2 a side view of the flap device according to the invention according to 1 ;

3 eine Schnittansicht der erfindungsgemäßen Klappenvorrichtung entlang der nach 1 dargestellten Linie A-A; 3 a sectional view of the flap device according to the invention along the 1 represented line AA;

4 eine Perspektivansicht der erfindungsgemäßen Klappenvorrichtung. 4 a perspective view of the valve device according to the invention.

Für gleiche oder gleich wirkende Elemente der Erfindung werden identische Bezugszeichen verwendet. Ferner werden der Übersicht halber nur Bezugszeichen in den einzelnen Figuren dargestellt, die für die Beschreibung der jeweiligen Figur erforderlich sind. Die dargestellten Ausführungsformen stellen lediglich Beispiele dar, wie die erfindungsgemäße Klappenvorrichtung sowie das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren für eine Klappenvorrichtung für ein Wastegate eines Turboladers ausgestaltet sein können und stellen somit keine abschließende Begrenzung der Erfindung dar.For identical or equivalent elements of the invention, identical reference numerals are used. Furthermore, for the sake of clarity, only reference symbols are shown in the individual figures, which are required for the description of the respective figure. The illustrated embodiments merely represent examples of how the flap device according to the invention and the manufacturing method according to the invention for a flap device for a wastegate of a turbocharger can be designed and thus do not constitute a final limitation of the invention.

1 zeigt eine Draufsicht einer erfindungsgemäßen Klappenvorrichtung 1 für ein Wastegate eines Turboladers, die aus einem Tragelement 3 und einer Klappe 5 besteht. Erfindungsgemäß besteht die Klappe 5 aus einem gesinterten keramischen Werkstoff. Ferner sieht die erfindungsgemäße Klappenvorrichtung 1 vor, dass das Tragelement 3 aus einem temperaturfesten Rundstahl besteht. Beide Bauteile haben somit ein geringes Eigengewicht, so dass die Klappenvorrichtung 1 gegenüber den bisher im Stand der Technik bekannten und verwendeten, hochfesten und hitzebeständigen Stahlgüssen für die Klappe 5 und das Tragelement 3 deutlich leichter ist. 1 shows a plan view of a flap device according to the invention 1 for a wastegate of a turbocharger, which consists of a support element 3 and a flap 5 consists. According to the invention, the flap 5 from a sintered ceramic material. Furthermore, the flap device according to the invention provides 1 before, that the support element 3 consists of a temperature-resistant round steel. Both components thus have a low weight, so that the flap device 1 compared to the previously known and used in the art, high-strength and heat-resistant steel castings for the flap 5 and the support element 3 is much easier.

Zudem sieht die Erfindung vor, dass ein erstes Ende 7 des Tragelements 3 eine Plattpressung 9 und eine in 2 dargestellte Aussparung 11 ausgebildet hat, über die die Klappe 5 mit dem Tragelement 3 verbunden ist. Nachdem die Plattpressung 9 und die Aussparung 11 am ersten Ende 7 des Tragelements 3 ausgebildet sind, wird das Tragelement 3 noch um einen Winkel α gebogen. Vorzugsweise beträgt der Winkel α ungefähr 90°, d. h. das erste Ende 7 des Tragelements 3 steht zu einem zweiten Ende 8 des Tragelements 3 rechtwinklig.In addition, the invention provides that a first end 7 of the support element 3 a flat pressing 9 and one in 2 illustrated recess 11 has trained over the flap 5 with the support element 3 connected is. After the flat pressing 9 and the recess 11 at the first end 7 of the support element 3 are formed, the support element 3 still bent by an angle α. Preferably, the angle α is approximately 90 °, ie the first end 7 of the support element 3 stands to a second end 8th of the support element 3 at right angles.

2 zeigt eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Klappenvorrichtung 1 nach 1, in der neben der Plattpressung 9 die Aussparung 11 am ersten Ende 7 des Tragelements 3 ersichtlich ist. 2 shows a side view of the valve device according to the invention 1 to 1 , in addition to the flat pressing 9 the recess 11 at the first end 7 of the support element 3 is apparent.

Auch ist in dieser Ausführungsform dargestellt, dass der temperaturfeste Rundstahl des Tragelements 3 vorzugsweise ein Rohrmaterial ist. Dieses Rohrmaterial hat den Vorteil, dass es sich leicht bearbeiten lässt. Eine andere Ausführungsform der Erfindung kann aber auch vorsehen, dass der temperaturfeste Rundstahl des Tragelements 3 ein Vollmaterial ist.It is also shown in this embodiment that the temperature-resistant round steel of the support element 3 preferably a pipe material. This tube material has the advantage that it can be easily edited. However, another embodiment of the invention can also provide that the temperature-resistant round steel of the support element 3 a solid material.

Ferner sieht die Erfindung vor, dass die Klappe 5 einen Zapfen 13 aufweist, der der Form der Aussparung 11 entspricht und eine Höhe HZ besitzt, die größer ist als eine Höhe HP am ersten Ende 7 der Plattpressung 9 des Tragelements 3, so dass der Zapfen 13 durch die Aussparung 11 hindurchgreift. Nun können beide Teile, d. h. der Zapfen 13 und das Tragelement 3, an der Aussparung 11 gefügt werden. Zudem ist dann vorgesehen, dass das Tragelement 3 im Bereich der Aussparung etwas eingekerbt wird. Somit hält die keramische Klappe 5 im Tragelement 3 und kann nicht mehr herausfallen.Furthermore, the invention provides that the flap 5 a pin 13 that has the shape of the recess 11 and has a height HZ that is greater than a height HP at the first end 7 the flat pressing 9 of the support element 3 so that the pin 13 through the recess 11 round picks. Now both parts, ie the pin 13 and the support element 3 , at the recess 11 be joined. In addition, it is then provided that the support element 3 something is notched in the area of the recess. Thus holds the ceramic flap 5 in the support element 3 and can not fall out anymore.

3 zeigt eine Schnittansicht der erfindungsgemäßen Klappenvorrichtung 1 entlang der in 1 eingezeichneten Schnittlinie A-A, wobei hier eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dargestellt ist. Hier ist nämlich die Form der Aussparung 11 und die Form des Zapfens 13 derart ausgebildet, dass eine Verdrehsicherung der in der Aussparung 11 eingesetzten Klappe 5 gegeben ist. Dies wird dadurch ermöglicht, dass der Zapfen ein konischer Vierkant 13 ist. Dabei ist der Zapfen 13 dann derart konisch ausgeformt ist, dass ein unterer Abschnitt 15 des Zapfens 13 kleiner ist als ein oberer Abschnitt 17 des Zapfens 13. Durch die Verwendung des konischen und kantigen Zapfens 13 an der Fügestelle, ist eine sichere Verdrehsicherung gewährleistet sowie die Klappe 5 gegen ein ungewolltes Herausfallen gesichert. 3 shows a sectional view of the flap device according to the invention 1 along the in 1 drawn section line AA, wherein here a preferred embodiment of the invention is shown. Here is the shape of the recess 11 and the shape of the pin 13 designed such that an anti-rotation in the recess 11 inserted flap 5 given is. This is made possible by the fact that the pin is a conical square 13 is. Here is the pin 13 is then conically shaped such that a lower portion 15 of the pin 13 is smaller than an upper section 17 of the pin 13 , By using the conical and angular pin 13 At the joint, a secure rotation is guaranteed as well as the flap 5 secured against accidental falling out.

4 zeigt eine Perspektivansicht der erfindungsgemäßen Klappenvorrichtung 1. Die hier dargestellten Bezugszeichen sind zwar bereits zu den vorherigen 1 bis 3 beschrieben, doch wird anhand dieser Figur das erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens der Klappenvorrichtung 1 für ein Wastegate eines Turboladers in den einzelnen Schritten näher erläutert. 4 shows a perspective view of the flap device according to the invention 1 , Although the reference numbers shown here are already among the previous ones 1 to 3 described, but with reference to this figure, the manufacturing method of the valve device according to the invention 1 for a wastegate of a turbocharger in the individual steps explained.

In einem ersten Schritt wird ein Tragelement 3 aus einem temperaturfesten Rundstahl bereitgestellt. Dieses wird dann an einem ersten Ende 7 platt gepresst, sprich die Plattpressung 9 gebildet, und eine Aussparung 11 ausgestanzt. Nach dem Pressen und Ausstanzen wird das Tragelement 3 noch um einen Winkel α von ungefähr 90° gebogen. Anschließend wird eine Klappe 5 mit einem Zapfen 13, der vorzugsweise konisch ist, aus einem keramischen Werkstoff gesintert. Dabei entspricht der Zapfen 13 im Wesentlichen der Form der Aussparung. Die fertig gestellte Klappe 5 wird mit dem Zapfen 13 in die Aussparung 11 eingesetzt. Da die Aussparung in der hier dargestellten Ausführungsform ein Vierkantloch 11 ist, ist der Zapfen 13 der Klappe 5 ebenfalls ein konischer Vierkant 13. Abschließend wird dann der Zapfen 13 der Klappe 5 an der Aussparung 11 des Tragelements 3 gefügt, wobei gleichzeitig das Tragelement 3 im Bereich der Aussparung 11 verstemmt wird. Mit den hier genannten Schritten des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens ist die Klappenvorrichtung leicht herstellbar, so dass dadurch auch Fertigungskosten eingespart werden können. Durch die Herstellung eines konischen und kantigen Zapfens, ist eine Verdrehsicherung und verliersichere Montage gewährleistet.In a first step, a support element 3 provided from a temperature-resistant round steel. This will then be at a first end 7 pressed flat, speak the flat pressing 9 formed, and a recess 11 punched out. After pressing and punching the support element 3 still bent by an angle α of about 90 °. Subsequently, a flap 5 with a pin 13 , which is preferably conical, sintered from a ceramic material. The pin corresponds to this 13 essentially the shape of the recess. The finished flap 5 is with the pin 13 in the recess 11 used. Since the recess in the embodiment shown here is a square hole 11 is, the pin is 13 the flap 5 also a conical square 13 , Finally, then the pin 13 the flap 5 at the recess 11 of the support element 3 joined, wherein at the same time the support element 3 in the area of the recess 11 is caulked. With the steps mentioned here of the manufacturing method according to the invention, the flap device is easy to produce, so that thereby manufacturing costs can be saved. By producing a conical and angular pin, a rotation and captive mounting is guaranteed.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Klappenvorrichtung flap device
33: Tragelement supporting member
55: Klappe flap
77: erste Ende des Tragelements first end of the support element
88th: zweite Ende des Tragelements second end of the support element
99: Plattpressung Platt pressure
1111: Aussparung recess
1313: Zapfen spigot
1515: unterer Abschnitt des Zapfens lower portion of the pin
1717: oberer Abschnitte des Zapfens upper sections of the pin
A-AA-A: Schnittlinie intersection
HZHZ: Höhe des Zapfens Height of the pin
HPHP: Höhe der Plattpressung Height of flat pressing
αα: Winkel angle

Claims

Flap device ( 1 ) for a wastegate of a turbocharger, comprising a support element ( 3 ) and a flap ( 5 ), characterized in that the flap ( 5 ) consists of a sintered ceramic material.

Flap device ( 1 ) according to claim 1, wherein the support element ( 3 ) consists of a temperature-resistant round steel, which at a first end ( 7 ) a flat pressing ( 9 ) and a recess ( 11 ) having.

Flap device ( 1 ) according to claim 2, wherein the temperature-resistant round steel of the support element ( 3 ) is a pipe material or a solid material.

Flap device ( 1 ) according to claim 1 or 2, wherein the flap ( 5 ) a pin ( 13 ), the shape of the recess ( 11 ) and has a height (HZ) that is greater than a height (HP) at the first end (HZ) 7 ) the flat pressing ( 9 ) of the support element ( 3 ), so that the pin ( 13 ) through the recess ( 11 ) passes through.

Flap device ( 1 ) according to claim 4, wherein the shape of the recess ( 11 ) and the shape of the pin ( 13 ) are formed such that a rotation of the in the recess ( 11 ) inserted flap ( 5 ) given is.

Flap device ( 1 ) according to claim 4 or 5, wherein the pin at least one conical triangular ( 13 ).

Flap device ( 1 ) according to claims 4 to 6, wherein the pin ( 13 ) is conically shaped such that a lower portion ( 19 ) of the pin ( 13 ) is smaller than an upper section ( 21 ) of the pin ( 13 ).

Manufacturing method of a flap device ( 1 ) for a wastegate of a turbocharger, characterized by the following steps: - providing a support element ( 3 ) made of a temperature-resistant round steel, which at a first end ( 7 ) pressed flat and a recess ( 11 ) is punched out; - sintering a flap ( 5 ) with a pin ( 13 ) of a ceramic material, wherein the pin ( 13 ) substantially the shape of the recess ( 11 ) corresponds; and - joining the pin ( 13 ) the flap ( 5 ) at the recess ( 11 ) of the support element ( 3 ), wherein the support element ( 3 ) in the region of the recess ( 11 ) is caulked.

Manufacturing method according to claim 8, wherein the support element ( 3 ) is clamped before pressing in a lathe and processed by rotation.

Manufacturing method according to claim 8, wherein during sintering of the flap ( 5 ) A ceramic substrate is filled into a sintered mold and pressed and then baked in a high temperature oven.