DE102013211500A1

DE102013211500A1 - Abgasturbolader

Info

Publication number: DE102013211500A1
Application number: DE201310211500
Authority: DE
Inventors: Jochen Laubender; Steffen Kurz
Original assignee: Bosch Mahle Turbo Systems GmbH and Co KG
Current assignee: BMTS Technology GmbH and Co KG
Priority date: 2013-06-19
Filing date: 2013-06-19
Publication date: 2014-12-24
Also published as: DE102013211500A8

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Abgasturbolader (1) mit einem einen Aktuatorhebel (2) aufweisenden Aktuator zum Betätigen einer variablen Turbinengeometrie oder eines Wastegateventils, wobei der Aktuatorhebel (2) über einen Linkpin (3) mit der variablen Turbinengeometrie oder dem Wastegateventil wirkungsverbunden ist und wobei der Aktuatorhebel (2) und der Linkpin (3) über eine form- oder kraftschlüssige Verbindung (4) miteinander verbunden sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Abgasturbolader mit einem einen Aktuatorhebel aufweisenden Aktuator.
Moderne Abgasturbolader besitzen zu einer verbesserten Regelung üblicherweise eine variable Turbinengeometrie und/oder ein sogenanntes Wastegateventil. Zur Betätigung der variablen Turbinengeometrie bzw. zur Betätigung des Wastegateventils ist dabei eine Aktuatoreinrichtung, insbesondere eine Stelleinrichtung, vorgesehen, die über einen entsprechenden Aktuatorhebel mit der variablen Turbinengeometrie bzw. dem Wastegateventil wirkungsverbunden ist. Als Kopplung zwischen dem Aktuatorhebel und dem Wastegateventil bzw. der variablen Turbinengeometrie ist dabei üblicherweise ein sogenannter Linkpin vorgesehen, der zur Kraftübertragung herangezogen wird. Üblicherweise ist dabei der Linkpin mit dem Aktuatorhebel verschweißt. Nachteilig dabei ist jedoch, dass durch das Verschweißen des Aktuatorhebels mit dem Linkpin Gefügeveränderungen und auch ein Verzug an beiden Fügeteilen entstehen kann, die wiederum Einfluss auf die Stellgenauigkeit haben können.
Da diese Bauteile auch extrem verschleißbehaftet sind, werden derzeit immer häufiger Öberflächenbeschichtungen bzw. -behandlungen wie z.B. Nietrierung, Kolsterisierung, Hartanodisierung, Inchromierung, Boriereung etc. eingesetzt, die ein potentielles Problem für den anschließenden Schweiß- oder Lötvorgang bedeuten. Sehr häufig müssen deshalb die Bauteile vor der Oberflächenbehandlung maskiert bzw. geschützt werden, damit die Stellen für die Schweiß- oder Lötverbindung im Gefüge bzw. ihrer Beschaffenheit unverändert bleiben. Weiter ist eine gängige Lösung die Schweiß- bzw -Lötverbindungsstellen nach der Oberflächenbehandlung erneut zu bearbeiten (Schleifen, Drehen, Fräsen etc.), um die Grundmaterialien wieder frei zu legen und somit das Schweiß- oder Lötproblem zu umgehen. Beide Verfahren sind jedoch mit erheblichen Mehrkosten verbunden.
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich daher mit dem Problem, für einen Abgasturbolader eine verbesserte Ausführungsform anzugeben, mittels welcher insbesondere die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zu vermeiden sind.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, einen Aktuatorhebel eines Abgasturboladers nicht mehr wie bisher üblich mit einem Linkpin zu verschweißen, sondern über eine form- oder kraftschlüssige Verbindung beispielsweise eine Blindnietverbindung oder eine Königs-Expander-Verbindung, zu verbinden, wodurch die beim bisherigen Verschweißen auftretende thermische Belastung komplett eliminiert werden kann, so dass bei der erfindungsgemäß vorgenommenen Verbindung keinerlei Verzug oder gar Gefügeänderungen an einem der beiden Fügeteile auftreten.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung weist der Aktuatorhebel eine Durchgangsöffnung auf, in welche der Linkpin mit einem spreizbaren Kopf eingreift. Dieser spreizbare Kopf wird anschließend durch ein innerhalb des Linkpins in einem axialen Hohlraum geführtes Spannglied gespreizt, wobei dieses Spannglied beispielsweise als Blindniet ausgebildet sein kann. Die feste Verbindung zwischen dem Linkpin und dem Aktuatorhebel kann somit durch eine vergleichsweise einfach Blindnietverbindung hergestellt werden und erübrigt somit die in diesem Bereich bisher eingesetzte und die jeweiligen Bauteile thermisch hoch belastende Schweißverbindung. Der spreizbare Kopf kann dabei entweder ringförmig geschlossen sein oder aber auch einen Axialschlitz aufweisen, um eine Spreizbewegung zu erleichtern.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung weist der Linkpin einen axial durchgängigen Hohlraum auf, in dem ein Spannglied angeordnet ist, wobei sich das Spannglied mit seinem Kopf an einem Wulst des spreizbaren Kopfes abstützt und diesen bei Anspannen des Spannglieds spreizt und in der Durchgangsöffnung des Aktuatorhebels verklemmt. Das Spannglied kann in diesem Fall ein einfacher Blindniet sein, der mit seinem Nietschaft in dem axial durchgängigen Hohlraum des Linkpins angeordnet ist und mit seinem Nietkopf gegen den Wulst des spreizbaren Kopfs des Linkpins verspannt wird. Wird somit auf das Spannglied eine Zugkraft ausgeübt, so versucht dieses über den Nietschaft den Nietkopf in den axialen Hohlraum des Linkpins einzuziehen, was jedoch aufgrund des Kopfes des Spannglieds, das heißt des Nietkopfes, zu einem Aufspreizen des Kopfes des Linkpins innerhalb der Durchgangsöffnung des Aktuatorhebels führt und dadurch den Linkpin mit seinem Kopf in der Durchgangsöffnung des Aktuatorhebels verspannt. Als besonderer Vorteil einer derartigen Verbindung ist zu nennen, dass diese von lediglich einer Seite aus in der Art einer Blindnietverbindung hergestellt werden kann und keinerlei thermische Belastung auf den Aktuatorhebel bzw. den Linkpin ausübt. Selbstverständlich ist dabei nicht unbedingt ein Wulst erforderlich, sondern die Durchgangsöffnung kann auch einen ganz normalen Öffnungsrand aufweisen.
Bei einer alternativen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung weist der Linkpin einen axial durchgängigen Hohlraum auf, in dem ein Spannglied mit einem Kegelkopf und einem damit zusammenwirkenden Expander angeordnet ist, wobei sich das Spannglied mit seinem Kegelkopf an dem Expander abstützt und über diesen den spreizbaren Kopf spreizt und in der Durchgangsöffnung des Aktuatorhebels verklemmt. In diesem Fall ist somit ein Einziehen des Kegelkopfes des Spannglieds in den axial durchgängigen Hohlraum möglich, bis dieser mit dem Expander, d.h. einem komplementär dazu ausgebildeten hohlkegelförmigen Bauteil zusammenwirkt und dieses zusammen mit dem Kopf des Linkpins nach außen spreizt. Generell funktioniert dabei diese Spreizklemmverbindung ähnlich wie die im vorherigen Absatz beschriebene, wobei lediglich das zusätzliche Vorsehen des Expanders sowie eine entsprechende Ausbildung des Kegelkopfes des Spannglieds erforderlich sind.
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.
Es zeigen, jeweils schematisch
1 eine erfindungsgemäße Spreizklemmverbindung als Aktuatorhebel mit einem Linkpin in einer Schnittdarstellung,
2 eine Darstellung wie in 1, jedoch bei einer anderen Ausführungsform.
Entsprechend den 1 und 2 weist ein erfindungsgemäßer Abgasturbolader 1 einen einen Aktuatorhebel 2 aufweisenden Aktuator zum Betätigen einer nicht dargestellten variablen Turbinengeometrie oder eines nicht dargestellten Wastegateventils auf. Der Aktuatorhebel 2 ist dabei über einen Linkpin 3 mit der variablen Turbinengeometrie oder dem Wastegateventil wirkungsverbunden, wobei der Aktuatorhebel 2 und der Linkpin 3 über eine Spreizklemmverbindung 4 miteinander verbunden sind.
Der Aktuatorhebel 2 weist eine Durchgangsöffnung 5 auf, in welche der Linkpin 3 mit einem spreizbaren Kopf 6 eingreift. Ebenso weist der Linkpin 3 einen axial durchgängigen Hohlraum 7 auf, in dem ein Spannglied 8 mit einem Kopf 9 angeordnet ist. Das Spannglied 8 stützt sich dabei gemäß der 1 mit seinem Kopf 9 an einem Wulst 10 des spreizbaren Kopfes 6 ab und spreizt diesen bei einem Anspannen des Spannglieds 8, wodurch sich der Kopf 6 des Linkpins 3 in der Durchgangsöffnung 5 des Aktuatorhebels 2 verspannt bzw. verklemmt.
Gemäß der 2 weist der Linkpin 3 ebenfalls einen axial durchgängigen Hohlraum 7 auf, in dem wiederum ein Spannglied 8 angeordnet ist, welches jedoch im vorliegenden Fall einen kegelförmigen Kopf 11 bzw. einen Kegelkopf 11 sowie einen damit zusammenwirkenden Expander 12 aufweist. Wird nun an dem Spannglied 8 nach rechts gezogen, so wird der Kegelkopf 11 in den Hohlraum 7 des Linkpins 3 eingezogen und spreizt zugleich den Expander 12 und darüber den Kopf 6 des Linkpins 3, woraufhin sich dieser in der Durchgangsöffnung 5 des Aktuatorhebels 2 verklemmt. Das Spannglied 8 kann dabei prinzipiell als Blindniet ausgebildet sein.
Mit der erfindungsgemäßen Spreizklemmverbindung 4 kann insbesondere ein bisher in diesem Bereich eingesetztes Verschweißen des Aktuatorhebels 2 mit dem Linkpin 3 vermieden werden, wodurch die Temperaturbelastung deutlich reduziert und die damit einhergehenden negativen Einflüsse minimiert werden können. Der Linkpin (3) kann zudem eine Oberflächenbehandlung, vorzugsweise eine Nitrierung, oder eine Beschichtung aufweisen.

Claims

Abgasturbolader (1) mit einem einen Aktuatorhebel (2) aufweisenden Aktuator zum Betätigen einer variablen Turbinengeometrie oder eines Wastegateventils, wobei der Aktuatorhebel (2) über einen Linkpin (3) mit der variablen Turbinengeometrie oder dem Wastegateventil wirkungsverbunden ist und wobei der Aktuatorhebel (2) und der Linkpin (3) über eine form- oder kraftschlüssige Verbindung (4) miteinander verbunden sind.
Abgasturbolader nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, der Aktuatorhebel (2) und der Linkpin (3) über eine Spreizklemmverbindung (4) oder einer Verstemmung mit einander verbunden sind.
Abgasturbolader nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuatorhebel (2) eine Durchgangsöffnung (5) aufweist, in welche der Linkpin (3) mit einem spreizbaren Kopf (6) eingreift.
Abgasturbolader nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Linkpin (3) einen axial durchgängigen Hohlraum (7) aufweist, in dem ein Spannglied (8) mit einem Kopf (9) angeordnet ist, wobei sich das Spannglied (8) mit seinem Kopf (9) an einem Wulst (10) des spreizbaren Kopfes (6) abstützt und diesen bei Anspannen des Spannglieds (8) spreizt und in der Durchgangsöffnung (5) des Aktuatorhebels (2) verklemmt.
Abgasturbolader nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Linkpin (3) einen axial durchgängigen Hohlraum (7) aufweist, in dem ein Spannglied (8) mit einem Kegelkopf (11) und einem damit zusammenwirkenden Expander (12) angeordnet ist, wobei sich das Spannglied (8) mit seinem Kegelkopf (11) an dem Expander (12) abstützt und über diesen den spreizbaren Kopf (6) spreizt und in der Durchgangsöffnung (5) des Aktuatorhebels (2) verklemmt.
Abgasturbolader nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannglied (8) als Blindniete ausgebildet ist.
Abgasturbolader nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Linkpin (3) eine Oberflächenbehandlung oder Beschichtung aufweist.
Abgasturbolader nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Linkpin (3) gegenüber dem Aktuatorhebel (2) durch einen Formschluss gegen Verdrehen gesichert ist.