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Die Erfindung betrifft ein Halteelement für eine Stellvorrichtung eines Abgasturboladers der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.
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Abgasturbolader sind bekannt. Sie dienen der Steigerung eines Wirkungsgrades von Verbrennungskraftmaschinen, mit denen sie thermodynamisch und mechanisch verbunden sind. Zur Verbesserung eines Betriebsverhaltens der Verbrennungskraftmaschine sowie des Abgasturboladers weist der Abgasturbolader eine Regelvorrichtung auf, mittels derer eine auf ein Turbinenrad des Abgasturboladers strömende Abgasmenge geregelt werden kann. Diese Regelvorrichtung kann in Form einer so genannten Wastegate-Vorrichtung, aufweisend einen mit Hilfe eines Ventils zu öffnenden und schließenden Umgehungskanal, ausgebildet sein, oder in Form einer Verstellvorrichtung, welche das Turbinenrad umfassend angeordnet ist. Zur Einstellung der Regelvorrichtung ist eine Bewegungsvorrichtung ausgebildet, die mit Hilfe einer Stellvorrichtung bewegbar ist und die Regelvorrichtung entsprechend positioniert. Die Stellvorrichtung ist mit der Bewegungsvorrichtung mit Hilfe eines Halteelementes verbunden.
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So geht aus der Offenlegungsschrift
DE 10 2013 202 191 A1 ein Halteelement für eine Stellvorrichtung eines Abgasturboladers hervor, welches in Form eines Schrauben-Mutterelementes ausgebildet ist. Dieses Schrauben-Mutterelement ist zweiteilig, bestehend aus einem ersten Elementteil und einem zweiten Elementteil, ausgebildet, wobei das erste Elementteil zur Herstellung des Schrauben-Mutterelementes mit dem zweiten Elementteil verschraubt wird. Das erste Elementteil dient der Aufnahme der Bewegungsvorrichtung und das zweite Elementteil dient der Aufnahme der Stellvorrichtung. Aufgrund dieser zweiteiligen Ausbildung ist dieses Halteelement insbesondere für elektrische Stellvorrichtungen ungeeignet. Des Weiteren ist seine Herstellung insbesondere aufgrund an beiden Elementteilen ausgebildeter Mutterelemente aufwendig.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun ein verbessertes Halteelement für eine Stellvorrichtung eines Abgasturboladers bereitzustellen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Halteelement für eine Stellvorrichtung eines Abgasturboladers mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Das erfindungsgemäße Halteelement für eine Stellvorrichtung eines Abgasturboladers umfasst einen ersten Elementabschnitt, aufweisend ein erstes Aufnahmeelement, und einen zweiten Elementabschnitt, aufweisend ein zweites Aufnahmeelement. Das erste Aufnahmeelement dient einer Verbindung des Halteelementes mit der Stellvorrichtung und das zweite Aufnahmeelement ist zur Verbindung des Halteelementes mit einer Bewegungsvorrichtung vorgesehen. Die Bewegungsvorrichtung ist zur Positionierung einer Regelvorrichtung des Abgasturboladers ausgebildet. Erfindungsgemäß ist das Halteelement zur kraft- und formschlüssigen Verbindung mit einer Stellstange der Stellvorrichtung ausgebildet, wobei der erste Elementabschnitt und der zweite Elementabschnitt einstückig miteinander ausgestaltet sind.
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Der Vorteil ist darin zu sehen, dass zwischen dem ersten Elementabschnitt und dem zweiten Elementabschnitt keine Relativbewegung möglich ist und das Halteelement gleichzeitig eine sichere kraft- und formschlüssige Verbindung mit der Stellstange aufweist. Somit kann das Halteelement sowohl bei pneumatischen als auch bei elektrischen Stellvorrichtungen eingesetzt werden. Des Weiteren ergibt sich eine wesentlich einfachere und daher kostengünstigere Montage.
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In einer Ausgestaltung sind das erste Aufnahmeelement in Form einer ersten Durchgangsöffnung und das zweite Aufnahmeelement in Form einer zweiten Durchgangsöffnung ausgebildet. Da die Aufnahmelemente zur Befestigung der Stell- bzw. der Bewegungsvorrichtung als Durchgangsöffnungen ausgebildet sind, ist das Halteelement aufgrund seiner einfachen Form kostengünstig herzustellen. Ein weiterer Vorteil ist eine Einsparung eines Sicherungselementes, wie sie bspw. als Mutter ausgebildet sind.
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in einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Halteelementes ist das erste Aufnahmeelement zur kraft- und formschlüssigen Verbindung mit einer Stellstange der Stellvorrichtung ausgebildet. Mit Hilfe der kraft- und formschlüssigen Verbindung kann eine bestimmte Länge der Bewegungsvorrichtung auf einfache Weise eingestellt werden. Ein wesentlicher Vorteil ist eine einfache Kompensation von Fertigungstoleranzen, wie sie üblicherweise in Erscheinung treten. Die Kompensation erfolgt durch einfaches Verdrehen des Halteelements.
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Bevorzugt ist das erste Aufnahmeelement komplementär mit einem Ende der Stellstange ausgebildet, wobei die Stellstange zur kraft- und formschlüssigen Verbindung mit dem Halteelement ausgebildet ist, wodurch ohne weitere Hilfsbauteile, wie bspw. eine Mutter, die kraft- und formschlüssige Verbindung unmittelbar zwischen der Stellstange und dem Halteelement herbeiführbar ist.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist das erste Aufnahmeelement ein Innengewinde auf. Während der Montage kann das Halteelement auf die Stellstange verschraubt werden und zur Sicherung kann ein Sicherungselement, bspw. in Form einer Mutter das Halteelement verspannend mit der Stellstange verbunden werden. Das bedeutet, dass nur das Halteelement und das Sicherungselement während der Montage in Position zu halten sind, da das Halteelement und das Sicherungselement einen Schraubenverband bilden.
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In einer weiteren Ausgestaltung weist das Halteelement einen Aufsatz auf, welcher koaxial mit dem ersten Aufnahmeelement ausgebildet ist. Mit Hilfe dieses Aufsatzes kann die kraft- und formschlüssige Verbindung bspw. in Form einer Schraubverbindung hinreichend groß ausgebildet werden, selbst bei einer kastengünstigen Ausführung des Halteelementes aus einem dünnen Blech.
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Bevorzugt ist der Aufsatz an einer dem zweiten Elementabschnitt zugewandt ausgebildeten ersten Fläche des ersten Elementabschnitts ausgebildet, da dieser Bereich während der Montage einfach zugänglich ist. Ein weiterer Vorteil dieser Ausgestaltung ist die Ausbildung einer ebenen Anlagefläche für das Sicherungselement, bevorzugt in Form einer Mutter.
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Zur weiter kostengünstigen Herstellung des Halteelementes ist dieses in einem Stanzverfahren hergestellt.
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In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Halteelementes ist ein das erste Aufnahmeelement aufweisend erster Elementabschnitt zur Aufnahme genormter Maul- oder Gabelschlüssel ausgebildet. Somit werden bei der Montage des Halteelementes keine speziell anzufertigenden Werkzeuge benötigt, da auf üblich genormte Werkzeuge zurückgegriffen werden kann, wodurch die Montagekosten reduziert sind.
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Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Gleichen oder funktionsgleichen Elementen sind identische Bezugszeichen zugeordnet. Es zeigen:
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1 in einer Seitenansicht ein Halteelement und eine Stellvorrichtung eines Abgasturboladers gemäß dem Stand der Technik,
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2 in einer perspektivischen Darstellung ein erfindungsgemäßes Halteelement,
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3 in einer perspektivischen ersten Ansicht das Halteelement gem. 2 im verbauten Zustand, und
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4 in einer perspektivischen zweiten Ansicht das Halteelement gem. 2 im verbauten Zustand.
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Ein Halteelement 1 für eine Stellvorrichtung 2 eines Abgasturboladers 3 gemäß einem weiteren Beispiel des Standes der Technik ist gemäß 1 ausgebildet. Das Halteelement 1 dient einer Verbindung einer Stellstange 4 der Stellvorrichtung 2 mit einem in einem Abgasführungsabschnitt 5 des Abgasturboladers 3 bewegbar aufgenommenen nicht näher dargestellten Ventil. Das Ventil ist zum Öffnen und Schließen eines nicht näher dargestellten Strömungsumlenkkanals des Abgasführungsabschnitts 5 vorgesehen. Mit Hilfe des Strömungsumlenkkanals kann den Abgasführungsabschnitt 5 durchströmendes Gas, üblicherweise Abgas einer nicht näher dargestellten Verbrennungskraftmaschine, an einem Turbinenrad des Abgasturboladers 3 vorbei geleitet werden. Derartige Abgasturbolader 3 sind hinlänglich bekannt und sollen daher hier nicht näher erläutert werden.
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Zur Bewegung des Ventils ist dieses mit einer entsprechenden Bewegungsvorrichtung 6 verbunden, welche mit der Stellstange 4 bewegbar ist. Das heißt mit anderen Worten, das Halteelement 1 ist ein Verbindungselement zur Verbindung der Bewegungsvorrichtung 6 mit der Stellvorrichtung 2. Die Stellvorrichtung 2 ist in Form eines elektrischen Stellers ausgebildet. Die Stellstange 4 ist an ihrem dem Halteelement 1 zugewandt ausgebildeten Ende 7 zur Aufnahme des Halteelementes 1 ausgebildet.
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Zur Aufnahme der Stellstange 4 weist das Halteelement 1 an einem ersten Elementabschnitt 11 ein erstes Aufnahmeelement 13 in Form einer Durchgangsöffnung und zur Befestigung mit der Bewegungsvorrichtung 6 am zweiten Elementabschnitt 12 ein zweites Aufnahmeelement 14 ebenfalls in Form einer Durchgangsöffnung auf. Beide Durchgangsöffnungen 13, 14 sind als Durchsteckloch ausgeführt.
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Im vorliegenden Beispiel ist die Stellstange 4 durch die erste Durchgangsöffnung 13 hindurchragend, das Halteelement 1 tragend ausgeführt. Die Stellstange 4 ist an ihrem dem Halteelement 1 zugewandt ausgebildeten Endabschnitt 7 mit einem Gewinde 8 ausgestaltet. Das Halteelement 1 ist so auf der Stellstange 4 positioniert, dass der das Gewinde 8 aufweisende Endabschnitt 7 das Halteelement 1 beidseitig überragt.
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Zur Fixierung des Halteelementes 1 an der Stellstange 4 ist das Halteelement 1 zwischen einem ersten Sicherungselement 9 und einem zweiten Sicherungselement 10, welche mit der Stellstange 4 verschraubbar ausgebildet sind, verspannt aufgenommen. Beide Sicherungselemente 9, 10 sind in Form einer Mutter ausgestaltet. Aufgrund der beiden Sicherungselemente 9, 10, welche während der Montage getrennt voneinander zu fixieren sind, führt dieses Halteelement 1 gemäß dem Stand der Technik zu einem hohen Montageaufwand.
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2 zeigt in einer perspektivischen Darstellung ein erfindungsgemäßes Halteelement 1. Das Halteelement 1 ist winkelförmig ausgebildet. Der erste Elementabschnitt 11 des Halteelementes 1, welcher in einem Winkel α von 90° zum zweiten Elementabschnitt 12 angeordnet ist, weist zur Aufnahme der Stellstange 4 die erste Durchgangsöffnung 13 auf. Zur Befestigung der Bewegungsvorrichtung 6 ist am zweiten Elementabschnitt 12 die zweite Durchgangsöffnung 14 ausgebildet.
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Das Halteelement 1 ist zur kraft- und formschlüssigen Verbindung mit der Stellstange 4 ausgebildet, wobei die erste Durchgangsöffnung 13 zur kraft- und formschlüssigen Verbindung ein Innengewinde 15 aufweist. Das Innengewinde 15 ist zur kraft- und formschlüssigen Aufnahme der Stellstange 4 komplementär zum Gewinde 8 des Endabschnitts 7 ausgestaltet.
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Das im dargestellten Ausführungsbeispiel ausgebildete Halteelement 1 ist mit Hilfe eines Stanzprozesses kostengünstig hergestellt. Da bei einem Stanzprozess überwiegend dünnwandige Bauteile hergestellt werden, weist das Halteelement 1 an seiner dem zweiten Elementabschnitt 12 zugewandten ersten Fläche 16 des ersten Elementabschnitts 11 einen zylinderförmigen Aufsatz 17 auf, welcher ebenfalls an seiner Innenfläche 18 mit dem Innengewinde 15 versehen ist. Der Aufsatz 17 ist koaxial mit der ersten Durchgangsöffnung 13 ausgebildet.
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Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Aufsatz 17 einstückig mit dem ersten Elementabschnitt 11 ausgeführt. Ebenso könnte der Aufsatz 17, welcher koaxial mit der ersten Durchgangsöffnung 13 ausgestaltet ist, auch als externes Bauteil ausgeführt sein und stoffschlüssig mit dem Halteelement 1 verbunden werden.
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Sofern der erste Elementabschnitt 11 eine Wandstärke 19 aufweist, welche zur Ausbildung eines Gewindeabschnitts 21 zur ausreichend festen Verbindung der Stellstange 4 mit dem Halteelement 1 hinreichend ist, könnte auf den Aufsatz 17 verzichtet werden.
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Ebenso könnte der Aufsatz 17 auch auf einer von der ersten Fläche 16 abgewandt ausgebildeten zweiten Fläche 20 des ersten Elementabschnitts 11 ausgebildet sein.
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Der erste Elementabschnitt 11 ist zur Aufnahme eines Haltewerkzeuges in Form eines Maul- oder Gabelschlüssels ausgebildet. Das heißt mit anderen Worten, dass eine die erste Fläche 16 und die zweite Fläche 20 verbindende erste Seitenwand 22 parallel zu einer gegenüberliegenden zweiten Seitenwand 23 ausgebildet ist. Des Weiteren ist eine Höhe 24, ausgehend vom zweiten Elementabschnitt 12 bis zu einer die erste Seitenwand 22 mit der zweiten Seitenwand 23 verbindenden Abschnittswand 25 in Abhängigkeit eines Abstandes 26 zwischen der ersten Seitenwand 22 und der zweiten Seitenwand 23 so ausgebildet, dass ein genormter Schlüssel aufnehmbar ist.
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Das erfindungsgemäße Halteelement 1 ist in 3 in einer perspektivischen ersten Ansicht und in 4 in einer perspektivischen zweiten Ansicht im verbauten Zustand dargestellt. Zur gesicherten Fixierung bzw. zur Verspannung des Halteelementes 1 an der Stellstange 4 ist die zweite Mutter 10 das Halteelement 1 sichernd an dessen zweiter Fläche 20 angrenzend auf der Stellstange 4 positioniert.
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In einem nicht näher dargestellten Ausführungsbeispiel ist das erfindungsgemäße Halteelement 1 zur Einstellung eines verstellbaren Leitapparates, eines so genannten VGS, vorgesehen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102013202191 A1 [0003]
