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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Stelleinrichtung zum mechanischen Betätigen eines Bauteils, wie zum Beispiel eines Waste-Gate-Ventils oder einer variablen Turbinengeometrie eines Abgasturboladers. Die Erfindung betrifft außerdem einen mit einer solchen Stelleinrichtung ausgestatteten Abgasturbolader.
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Eine derartige Stelleinrichtung kann mit einem Elektromotor ausgestattet sein, mit dem ein Stellglied der Stelleinrichtung drehend angetrieben werden kann. Über das Stellglied lässt sich die Stelleinrichtung mechanisch mit dem jeweiligen zu betätigenden Bauteil verbinden. Sofern die Stelleinrichtung in einer Umgebung mit hoher Temperatur zum Einsatz kommt, wie zum Beispiel an einer Brennkraftmaschine, insbesondere an einem Abgasturbolader, kann die Stelleinrichtung an einen Kühlkreis angeschlossen sein. Gleichzeitig kann dadurch auch Wärme vom Elektromotor abgeführt werden. Ein Gehäuse der Stelleinrichtung kann dementsprechend einerseits mit einem Elektroanschluss zur elektrischen Versorgung und Ansteuerung des Elektromotors sowie andererseits mit fluidischen Anschlüssen zum Zuführen und Abführen eines Kühlmittels ausgestattet sein.
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Um die Stelleinrichtung an einer Peripherie, wie zum Beispiel an einem Abgasturbolader, befestigen zu können, kann das Gehäuse mit mehreren Befestigungsstellen ausgestattet sein, die beispielsweise eine Verschraubung des Gehäuses mit besagter Peripherie ermöglichen. Diese Befestigungsstellen besitzen hierzu eine vorgegebene Relativlage zueinander, die von der jeweiligen Peripherie abhängt, an der das Gehäuse befestigt werden soll.
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Grundsätzlich kann eine solche Stelleinrichtung bei unterschiedlichen Motortypen und unterschiedlichen Turboladertypen zum Einsatz kommen. Es hat sich jedoch gezeigt, dass dabei häufig sehr unterschiedliche Einbausituationen vorliegen, so dass beispielsweise die Position der Kühlmittelanschlüsse einerseits und die Position des Elektroanschlusses andererseits nicht zu der durch die Positionen der Befestigungsstellen vorgegebenen Relativlage an der Peripherie passen. Häufig ist dann eine umständliche Leitungsführung erforderlich. Alternativ können unterschiedliche Varianten der Stelleinrichtung zum Einsatz kommen, was jedoch besonders teuer ist.
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Aus der
DE 10 2013 220 740 A1 ist ein elektromagnetisches Ventil bekannt, das ein Gehäuse aufweist, in dem ein Solenoid zum linearen Betätigen eines Ventilglieds angeordnet ist. Am Gehäuse befindet sich ebenfalls ein Elektroanschluss zur elektrischen Versorgung und Ansteuerung des Solenoids. Außen am Gehäuse ist ein Flansch angebracht, der mehrere Befestigungsstellen aufweist, mit denen das Ventil an einer Peripherie befestigt werden kann. Der Flansch lässt sich relativ zum Gehäuse in unterschiedlichen Drehlagen fixieren, wodurch es möglich ist, das Ventil mit unterschiedlichen räumlichen Ausrichtungen des Elektroanschlusses an der Peripherie zu fixieren.
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Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für eine Stelleinrichtung der vorstehend beschriebenen Art bzw. für einen damit ausgestatteten Abgasturbolader eine verbesserte Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere dadurch auszeichnet, dass eine erhöhte Variabilität für unterschiedliche Einbausituationen gegeben ist.
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Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, das Gehäuse wenigstens zweiteilig auszugestalten, derart, dass ein erstes Gehäuseteil und ein zweites Gehäuseteil in einer Teilungsebene aneinander anliegen. Das erste Gehäuseteil weist einen Einlassanschluss zum Zuführen eines Kühlmittels und einen Auslassanschluss zum Abführen des Kühlmittels auf. Das zweite Gehäuseteil weist einen Elektroanschluss zur elektrischen Versorgung und Ansteuerung des Elektromotors auf. Außerdem befindet sich das Stellglied am zweiten Gehäuseteil. Ferner ist das erste Gehäuseteil mit ersten Befestigungselementen ausgestattet, während das zweite Gehäuseteil mit zweiten Befestigungselementen ausgestattet ist. Über diese Befestigungselemente ist es grundsätzlich möglich, die beiden Gehäuseteile aneinander zu fixieren. Diese Befestigungselemente sind nun so aufeinander abgestimmt, dass die beiden Gehäuseteile in verschiedenen Drehlagen zueinander aneinander festlegbar sind. Da sich die Fluidanschlüsse einerseits und der Elektroanschluss andererseits an verschiedenen Gehäuseteilen befinden, lassen sich dadurch unterschiedliche Relativlagen zwischen den Fluidanschlüssen und dem Elektroanschluss einstellen. Somit lässt sich das Gehäuse der Stelleinrichtung an unterschiedliche Einbausituationen einfach anpassen, so dass die gleiche Stelleinrichtung bei verschiedenen Einbausituationen verwendet werden kann.
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Der Elektromotor ist zweckmäßig zum drehenden Antreiben des Stellglieds vorgesehen, das zur Kopplung mit dem jeweiligen Bauteil dient. Der Elektromotor kann zweckmäßig einen Stator und einen Rotor mit Rotorwelle aufweisen, der um eine Rotationsachse drehbar ist. Optional kann das erste Gehäuseteil eine Motoraufnahme enthalten, in die der Elektromotor axial eingesetzt ist, derart, dass die Rotationsachse senkrecht zur Trennebene verläuft und dass die Rotorwelle in das zweite Gehäuseteil hineinragt. Da das Stellglied am zweiten Gehäuseteil angeordnet ist, erfolgt im zweiten Gehäuseteil die mechanische Kopplung zwischen Rotorwelle und Stellglied. Diese mechanische Kopplung kann direkt erfolgen. Bevorzugt erfolgt die mechanische Kopplung jedoch indirekt über ein Getriebe.
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Das erste Gehäuseteil kann optional einen Kühlkanal enthalten, der die Motoraufnahme in Umfangsrichtung über wenigstens 180 Grad umschließt.
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Um die beiden Gehäuseteile in verschiedenen Drehlagen aneinander fixieren zu können, ist zweckmäßig vorgesehen, dass die ersten Befestigungselemente und die zweiten Befestigungselemente zur Rotationsachse des Elektromotors jeweils den gleichen Abstand besitzen und in der Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt angeordnet sind. Mit anderen Worten, die ersten und zweiten Befestigungselemente befinden sich auf demselben Teilkreis. Ferner besitzen die ersten Befestigungselemente relativ zueinander denselben Teilungswinkel. Auch die zweiten Befestigungselemente besitzen relativ zueinander denselben Teilungswinkel. In der Folge lassen sich das erste Gehäuseteil und das zweite Gehäuseteil bezüglich der Rotationsachse in mehreren verschiedenen Drehlagen aneinander befestigen.
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Im vorliegenden Zusammenhang beziehen sich die Richtungsangaben „axial“, „radial“ und „Umfangsrichtung“ auf die Rotationsachse des Elektromotors. Die Rotationsachse definiert die Axialrichtung, so dass die Axialrichtung parallel zur Rotationsachse verläuft. Die Radialrichtung verläuft quer zur Axialrichtung. Die Umfangsrichtung läuft um die Rotationsachse um.
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Eine vorteilhafte Ausführungsform schlägt vor, dass eine erste Anzahl an ersten Befestigungselementen am ersten Gehäuseteil gleich groß ist wie eine zweite Anzahl an zweiten Befestigungselementen am zweiten Gehäuseteil. Hierdurch wird eine vergleichsweise preiswerte Bauform realisiert.
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Alternativ dazu kann eine erste Anzahl an ersten Befestigungselementen am ersten Gehäuseteil ein ganzzahliges Vielfaches von einer zweiten Anzahl an zweiten Befestigungselementen am zweiten Gehäuseteil sein. Alternativ dazu kann eine zweite Anzahl an zweiten Befestigungselementen am zweiten Gehäuseteil ein ganzzahliges Vielfaches von einer ersten Anzahl an ersten Befestigungselementen am ersten Gehäuseteil sein. Beispielsweise können drei erste Befestigungselemente und sechs zweite Befestigungselemente vorgesehen sein oder umgekehrt. Insgesamt lassen sich dann sechs verschiedene Relativlagen realisieren, bei denen jeweils nur drei erste und zweite Befestigungselemente zusammenwirken. Hierdurch ergibt sich eine größere Flexibilität hinsichtlich der Anpassung an unterschiedliche Einbausituationen.
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Zweckmäßig ist eine Ausführungsform, bei der ein Paar aus erstem Befestigungselement und zweitem Befestigungselement eine Befestigungsstelle bildet, über die das Gehäuse an einer Peripherie der Stelleinrichtung befestigbar ist. Sofern das Gehäuse über die jeweilige Befestigungsstelle an der Peripherie befestigt ist, erfolgt dabei gleichzeitig auch eine Befestigung des ersten Gehäuseteils am zweiten Gehäuseteil. Sofern die gleiche Anzahl an ersten Befestigungselementen und zweiten Befestigungselementen vorgesehen ist, bilden zweckmäßig alle ersten Befestigungselemente mit den zugehörigen zweiten Befestigungselementen jeweils eine solche Befestigungsstelle. Sofern unterschiedliche Anzahlen für die ersten Befestigungselemente und die zweiten Befestigungselemente vorgesehen sind, bilden zweckmäßig alle in der jeweiligen Relativlage miteinander zusammenwirkenden ersten und zweiten Befestigungselemente jeweils eine solche Befestigungsstelle.
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Bei einer anderen Ausführungsform können die ersten Befestigungselemente jeweils eine axiale erste Durchgangsöffnung aufweisen, während die zweiten Befestigungselemente jeweils eine axiale zweite Durchgangsöffnung aufweisen. In der jeweiligen Relativlage fluchten bei den zusammenwirkenden ersten und zweiten Befestigungselementen die zugehörige erste Durchgangsöffnung und die zugehörige zweite Durchgangsöffnung axial zueinander. In der Folge lässt sich durch ein solches Paar aus erster und zweiter Durchgangsöffnung ein Bolzen oder dergleichen axial durchstecken, mit dessen Hilfe die beiden Gehäuseteile aneinander fixierbar sind und/oder mit dessen Hilfe das Gehäuse an der Peripherie der Stelleinrichtung fixierbar ist.
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Bei einer vorteilhaften Weiterbildung können die ersten Durchgangsöffnungen und/oder die zweiten Durchgangsöffnungen als Langlöcher ausgestaltet sein, die sich in der Umfangsrichtung gekrümmt erstrecken. Mit anderen Worten, das jeweilige Langloch besitzt einen kreisbogensegmentförmigen Querschnitt. Das jeweilige Langloch definiert einen Winkelbereich, in dem quasi beliebige Drehlagen zwischen erstem und zweitem Gehäuseteil einstellbar sind. Hierdurch wird die Anpassbarkeit der Stelleinrichtung an variierende Einbausituationen verbessert.
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Grundsätzlich können dabei die einander zugewandten Stirnseiten von erstem Gehäuseteil und zweitem Gehäuseteil eben ausgestaltet sein, so dass in Verbindung mit den Langlöchern quasi beliebige Drehlagen einstellbar sind. Ebenso ist denkbar, insbesondere an den Stirnseiten, eine Art Axialverzahnung vorzusehen, um ein Rastermaß für Winkelschritte vorzugeben, in denen die Drehlagen der beiden Gehäuseteile schrittweise zueinander verstellbar sind.
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Eine andere Ausführungsform sieht vor, dass an dem einen von erstem und zweitem Befestigungselement ein Rasthaken ausgebildet ist, der mit einer am anderen von erstem und zweitem Befestigungselement ausgebildeten Rastkontur verrastet und so das erste Gehäuseteil am zweiten Gehäuseteil axial fixiert. Durch die Verrastung der beiden Gehäuseteile aneinander erleichtert sich die Handhabung der Stelleinrichtung vor ihrer Montage an der jeweiligen Peripherie. Insbesondere kann diese Verrastung als Vorfixierung zu Montagezwecken dienen. Im eingebauten Zustand, also bei an der Peripherie fixiertem Gehäuse, erfolgt über die Befestigungselemente bzw. über die Befestigungsstellen gleichzeitig eine finale Fixierung der Gehäuseteile aneinander. Die Verrastung ist dann nicht mehr erforderlich. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Verrastung bei endgültiger Fixierung der Gehäuseteile aneinander quasi wirkungslos ist. Beispielsweise kann hierzu vorgesehen sein, dass im final fixierten Zustand der beiden Gehäuseteile der jeweilige Rasthaken nicht mehr mit der zugehörigen Rastkontur in Eingriff bzw. in Kontakt steht.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung schlägt vor, dass nur die eine von erster und zweiter Durchgangsöffnung als Langloch ausgestaltet ist und dass das eine Befestigungselement, dessen Durchgangsöffnung als Langloch ausgestattet ist, mehrere in Umfangsrichtung, insbesondere gleichmäßig, verteilte Rastkonturen aufweist, während das andere Befestigungselement nur einen Rasthaken aufweist, der in mehreren Drehlagen zwischen erstem Gehäuseteil und zweitem Gehäuseteil mit je einer der Rastkonturen verrastbar ist. Ist beispielsweise nur die erste Durchgangsöffnung als Langloch ausgestaltet, besitzt das erste Befestigungselement mehrere Rastkonturen, während das zweite Befestigungselement genau einen Rasthaken aufweist.
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Eine andere Ausführungsform schlägt vor, dass im zweiten Gehäuseteil ein Getriebe angeordnet ist, über das die Rotorwelle mit dem Stellglied verbunden ist. Ferner ist vorgesehen, dass das Stellglied um eine Schwenkachse verschwenkbar ist, die parallel zur Rotationsachse verläuft und davon einen Abstand besitzt. Mit anderen Worten, die Schwenkachse des Stellglieds ist exzentrisch zur Rotationsachse des Elektromotors positioniert. Diese Bauform hat zur Folge, dass sich durch Verdrehen der beiden Gehäuseteile zueinander auch die Position des Stellglieds variieren lässt.
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Zweckmäßig können das erste Gehäuseteil und das zweite Gehäuseteil in der Trennebene so ausgestaltet sein, dass sie bezüglich der Rotationsachse in mehreren verschiedenen Drehlagen aneinander fixierbar sind. Zweckmäßig können dabei die einander zugewandten Stirnseiten der beiden Gehäuseteile bezüglich der Rotationsachse rotationssymmetrisch konfiguriert sein. Insbesondere können die besagten Stirnseiten im Wesentlichen eben ausgestaltet sein.
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Beispielsweise kann das erste Gehäuseteil an der Trennebene eine erste Ringfläche aufweisen, während das zweite Gehäuseteil an der Trennebene eine zweite Ringfläche aufweist. In der ersten Ringfläche kann eine Nut ausgeformt sein, die den Kühlkanal bildet. Dabei kann sich diese Nut über wenigstens 180 Grad in Umfangsrichtung erstrecken und den Einlassanschluss mit dem Auslassanschluss verbinden. Ebenso ist denkbar, die Nut in der Umfangsrichtung geschlossen auszuführen, so dass sich der Kühlkanal über 360 Grad in der Umfangsrichtung erstreckt. Zur Vermeidung eines Kurzschlusses zwischen Einlassanschluss und Auslassanschluss kann im Kühlkanal in der Umfangsrichtung zwischen Einlassanschluss und Auslassanschluss ein Strömungshindernis angeordnet sein.
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Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass in der ersten Ringfläche und/oder in der zweiten Ringfläche wenigstens eine Dichtungsnut zur Aufnahme einer in Umfangsrichtung geschlossen umlaufenden Ringdichtung ausgeformt ist. Zweckmäßig sind zwei derartige Dichtungsnuten vorgesehen, die radial beiderseits des Kühlkanals angeordnet sind. Hierdurch kann der Kühlkanal effizient gedichtet werden.
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Ein erfindungsgemäßer Abgasturbolader ist mit einer variablen Turbinengeometrie und mit einer Stelleinrichtung nach der vorstehend beschriebenen Art ausgestattet, wobei die Stelleinrichtung zum Betätigen der variablen Turbinengeometrie dient. Hierzu ist das Stellglied der Stelleinrichtung mit einem Betätigungsglied der variablen Turbinengeometrie mechanisch verbunden. Die variable Turbinengeometrie weist mehrere Leitschaufeln auf, die entlang eines Zuströmkanals angeordnet sind, der zu einem Turbinenrad einer Turbine des Abgasturboladers führt. Die variable Turbinengeometrie umfasst ferner eine Schaufelverstelleinrichtung, mit deren Hilfe die Leitschaufeln zum Verändern ihres Anstellwinkels verstellbar sind. Über das Betätigungsglied lässt sich diese Schaufelverstelleinrichtung mechanisch betätigen.
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Ein anderer erfindungsgemäßer Abgasturbolader ist mit einem Waste-Gate-Ventil und mit einer Stelleinrichtung der vorstehend beschriebenen Art ausgestattet, wobei die Stelleinrichtung zum Betätigen des Waste-Gate-Ventils dient. Dabei ist das Stellglied der Stelleinrichtung mit einem Betätigungsglied des Waste-Gate-Ventils mechanisch verbunden. Das Waste-Gate-Ventil steuert einen Bypass zur Umgehung eines Turbinenrads einer Turbine des Abgasturboladers. Das Betätigungsglied ist dabei zweckmäßig mit einem Ventilglied des Waste-Gate-Ventils mechanisch verbunden.
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Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
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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.
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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.
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Es zeigen, jeweils schematisch,
- 1 einen stark vereinfachten Längsschnitt einer Stelleinrichtung,
- 2 eine isometrische Ansicht der Stelleinrichtung,
- 3-5 Ansichten von unten auf die Stelleinrichtung bei verschiedenen Konfigurationen,
- 6 eine isometrische Ansicht der Stelleinrichtung wie in 2, jedoch bei einer anderen Ausführungsform,
- 7 eine vergrößerte Ansicht eines Details VII aus 6,
- 8 eine stark vereinfachte Schnittansicht im Bereich einer Befestigungsstelle bei verschiedenen Zuständen a und b.
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Entsprechend 1 umfasst eine Stelleinrichtung 1, die zum mechanischen Betätigen eines hier nicht gezeigten Bauteils dient, ein Gehäuse 2, das ein erstes Gehäuseteil 3 und ein zweites Gehäuseteil 4 aufweist, die in einer Teilungsebene 5 aneinander anliegen. Die Stelleinrichtung 1 ist außerdem mit einem Elektromotor 6 zum drehenden Antreiben eines Stellglieds 7 ausgestattet. Das Stellglied 7 dient seinerseits zur Kopplung mit dem jeweiligen Bauteil, das mit Hilfe der Stelleinrichtung 1 zu betätigen ist. Beispielsweise kann das Stellglied 7 hierzu einen Schwenkarm 8 aufweisen, der mit einem Kopplungszapfen 9 zur mechanischen Kopplung mit dem jeweiligen Bauteil ausgestattet ist.
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Der Elektromotor 6 besitzt in üblicher Weise einen Stator 10 und einen Rotor 11 mit Rotorwelle 12, wobei der Rotor 11 um eine Rotationsachse 13 drehbar gelagert ist. Beispielsweise können hierzu an einem Motorgehäuse 14, das den Stator 10 trägt, entsprechende, hier nicht gezeigte Lager vorgesehen sein.
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Das erste Gehäuseteil 3 enthält eine Motoraufnahme 15, in die der Elektromotor 6 axial eingesetzt ist. Die Motoraufnahme 15 ist komplementär zum Motorgehäuse 14 geformt und kann insbesondere einen zylindrischen Querschnitt aufweisen. Der Elektromotor 6 ist in die Motoraufnahme 15 so eingesetzt, dass seine Rotationsachse 13 senkrecht zur Trennebene 5 verläuft und dass die Rotorwelle 12 axial in das zweite Gehäuseteil 4 hineinragt. Das erste Gehäuseteil 3 weist außerdem einen Kühlkanal 16 auf, der die Motoraufnahme 15 in Umfangsrichtung, die in den 2 bis 7 durch einen Doppelpfeil angedeutet und mit 17 bezeichnet ist, über wenigstens 180 Grad umschließt. Ferner weist das erste Gehäuseteil 3 gemäß 2 einen Einlassanschluss 18 zum Zuführen eines Kühlmittels zum Kanal 16 und einen Auslassanschluss 19 zum Abführen des Kühlmittels vom Kanal 16 auf. Das Kühlmittel ist üblicherweise flüssig und kann aus Wasser bzw. aus einem Wasser-Frostschutzmittel-Gemisch bestehen.
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Das zweite Gehäuseteil 4 weist einen in den 2 bis 5 erkennbaren Elektroanschluss 20 zur elektrischen Versorgung und Ansteuerung des Elektromotors 6 auf. Ferner ist das Stellglied 7 am zweiten Gehäuseteil 4 angeordnet. Am ersten Gehäuseteil 3 sind ferner erste Befestigungselemente 21 ausgebildet, die mit zweiten Befestigungselementen 22 zusammenwirken können, die am zweiten Gehäuseteil 4 ausgebildet sind. Die ersten Befestigungselemente 21 und die zweiten Befestigungselemente 22 sind zueinander komplementär ausgebildet.
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Das erste Gehäuseteil 3 und das zweite Gehäuseteil 4 sind grundsätzlich über die ersten Befestigungselemente 21 und die zweiten Befestigungselemente 22 aneinander befestigbar. Wie sich insbesondere den 3 bis 5 entnehmen lässt, besitzen die ersten Befestigungselemente 21 und die zweiten Befestigungselemente 22 zur Rotationsachse 13 jeweils den gleichen radialen Abstand, so dass sie auf demselben Teilkreis liegen, und sind außerdem in der Umfangsrichtung 17 gleichmäßig verteilt angeordnet, so dass sie also gleiche Teilungswinkel zueinander aufweisen. In der Folge lassen sich das erste Gehäuseteil 3 und das zweite Gehäuseteil 4 bezüglich der Rotationsachse 13 in mehreren verschiedenen Drehlagen aneinander befestigen. Gemäß den 3 bis 5 lassen sich drei verschiedene Drehlagen zwischen den beiden Gehäuseteilen 3, 4 einstellen. Dies ist darauf zurückzuführen, dass genau drei erste Befestigungselemente 21 und genau drei zweite Befestigungselemente 22 vorgesehen sind, die jeweils um 120° zueinander versetzt am jeweiligen Gehäuseteil 3, 4 angeordnet sind. In diesem Beispiel ist somit eine erste Anzahl an ersten Befestigungselementen 21 am ersten Gehäuseteil 3 gleich groß wie eine zweite Anzahl an zweiten Befestigungselementen 22 am zweiten Gehäuseteil 4. Die jeweilige Anzahl beträgt hier drei (3). Bei einer anderen Ausführungsform kann alternativ vorgesehen sein, dass die Anzahl der einen Befestigungselemente 21 oder 22 ein ganzzahliges Vielfaches der Anzahl der anderen Befestigungselemente 22 oder 21 ist. Beispielsweise können sechs (6) erste Befestigungselemente 21 und drei (3) zweite Befestigungselemente 22 vorgesehen sein. Ebenso ist denkbar, acht (8) oder zwölf (12) zweite Befestigungselemente 22 mit vier (4) ersten Befestigungselementen 21 zu kombinieren. Auch andere Zahlenbeispiele sind möglich.
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Ein Paar aus erster Befestigungsstelle 21 und zweiter Befestigungsstelle 22, die in der jeweiligen Relativlage der beiden Gehäuseteile 3, 4 zusammenwirken, bilden eine Befestigungsstelle 23, über die das Gehäuse 2 an einer hier nicht gezeigten Peripherie der Stelleinrichtung 1 befestigt werden kann. Bei dieser Peripherie handelt es sich bei einer bevorzugten Verwendung der Stelleinrichtung 1 an einem Abgasturbolader um ein Gehäuse oder um einen sonstigen Bestandteil des Abgasturboladers. Durch die Befestigung des Gehäuses 2 an der Peripherie kann gleichzeitig eine Fixierung der beiden Gehäuseteile 3, 4 aneinander bewirkt werden. Dies wird im Folgenden näher erläutert.
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Beispielsweise können die ersten Befestigungselemente 21 jeweils eine axiale erste Durchgangsöffnung 24 aufweisen, durch die ein stiftförmiges Befestigungselement, wie zum Beispiel ein Schraubenschaft, ein Gewindestift oder ein Bolzen hindurchsteckbar ist. Die zweiten Befestigungselemente 22 können jeweils ebenfalls eine axiale zweite Durchgangsöffnung 25 aufweisen, durch die ebenfalls ein stiftförmiges Befestigungselement, zweckmäßig dasselbe Befestigungselement, hindurchsteckbar ist. An der jeweiligen Befestigungsstelle 23 lässt sich somit ein stiftförmiges Befestigungselement durch die beiden zueinander axial fluchtenden Durchgangsöffnungen 24, 25 axial hindurchstecken, um das Gehäuse 2 an der Peripherie zu fixieren. Beispielsweise kann dabei mit Hilfe einer Verschraubung, die sich am ersten Gehäuseteil 3 abstützt, das zweite Gehäuseteil 4 gegen die Peripherie verspannt werden. Somit wird hierdurch gleichzeitig eine Fixierung der beiden Gehäuseteile 3, 4 aneinander erreicht. Beispielsweise kann hierzu ein Schraubenkopf oder eine Schraubenmutter an einer die erste Durchgangsöffnung 24 einfassenden Einfassung am ersten Befestigungselement 21 axial zur Anlage kommen, entweder direkt oder über eine Scheibe. Ein Schraubenschaft erstreckt sich dann durch die erste Durchgangsöffnung 24 und durch die zweite Durchgangsöffnung 25 hindurch bis in die Peripherie, so dass ein am zweiten Befestigungselement 22 ausgebildeter Öffnungsrand, der die zweite Durchgangsöffnung 25 einfasst, an der Peripherie axial abgestützt ist, entweder direkt oder indirekt über eine Scheibe.
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In den Beispielen der 1 bis 5 sind die ersten Durchgangsöffnungen 24 und die zweiten Durchgangsöffnungen 25 jeweils als zylindrische bzw. kreisförmige Durchgangsöffnungen ausgestaltet. Im Unterschied dazu zeigen die 6 und 7 ein Beispiel, bei dem die ersten Durchgangsöffnungen 24 als Langlöcher 26 ausgestaltet sind. Diese Langlöcher 26 liegen dabei auf dem Teilkreis und erstrecken sich dementsprechend in der Umfangsrichtung 17 gekrümmt. Die Langlöcher 26 erstrecken sich in ihrer Längsrichtung dadurch entlang eines Kreisbogens. Es ist klar, dass sich nun über den mit Hilfe des jeweiligen Langlochs 26 definierten Kreisbogen unterschiedliche Drehlagen zwischen den beiden Gehäuseteilen 3, 4 einstellen und fixieren lassen. Dies kann quasi stufenlos erfolgen. Ebenso ist eine gestufte oder schrittweise Verstellbarkeit in der Umfangsrichtung 17 vorstellbar.
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Bei den hier gezeigten Ausführungsformen ist den Befestigungsstellen 23 jeweils zusätzlich eine Verrastung 27 zugeordnet, mit deren Hilfe es möglich ist, die beiden Gehäuseteile 3, 4 aneinander zu fixieren, auch wenn das Gehäuse 2 selbst noch nicht an besagter Peripherie befestigt ist. Diese Verrastung 27 vereinfacht die Handhabung der Stelleinrichtung 1 vor und während der Montage. Die Verrastung 27 weist an einem der Befestigungselemente 21, 22 einen Rasthaken 28 auf. Bei den hier gezeigten Beispielen ist der jeweilige Rasthaken 28 stets am zweiten Befestigungselement 22 ausgebildet. Der Rasthaken 28 wirkt mit einer Rastkontur 29 zusammen, die am jeweils anderen Befestigungselement 21, 22 ausgebildet ist. Bei den hier gezeigten Beispielen befindet sich die Rastkontur 29 somit jeweils am ersten Befestigungselement 21. Sofern eine vorgesehene Relativlage zwischen den beiden Gehäuseteilen 3, 4 vorliegt, kann der jeweilige Rasthaken 28 mit der jeweiligen Rastkontur 29 verrasten und eine axiale Fixierung der beiden Gehäuseteile 3, 4 aneinander bewirken.
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Gemäß den 6 und 7 kann nun vorgesehen sein, dass nur das jeweilige erste Befestigungselement 21 ein als Langloch 26 ausgestaltete erste Durchgangsöffnung 24 aufweist und mehrere Rastkonturen 29 aufweist, die in der Umfangsrichtung 17 gleichmäßig verteilt angeordnet sind. Am zugehörigen zweiten Befestigungselement 22 ist dann zweckmäßig nur ein einziger Rasthaken 28 ausgebildet, der nun in mehreren verschiedenen Drehlagen zwischen den beiden Gehäuseteilen 3 und 4 mit je einer der Rastkonturen 29 verrasten kann. Im gezeigten Beispiel sind genau fünf Rastkonturen 29 am jeweiligen ersten Befestigungselement 21 vorgesehen. Dementsprechend lässt sich der Rasthaken 28 innerhalb derselben Befestigungsstelle 23 in fünf verschiedenen Drehlagen zwischen den beiden Gehäuseteilen 3, 4 mit einer der Rastkonturen 29 verrasten.
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Gemäß 1 kann im zweiten Gehäuseteil 4 ein Getriebe 30 angeordnet sein, über das die Rotorwelle 12 mit dem Stellglied 7 verbunden ist. Das Stellglied 7 ist dabei um eine Schwenkachse 31 verschwenkbar, die parallel zur Rotationsachse 13 verläuft. Dabei ist die Schwenkachse 31 radial zur Rotationsachse 13 beabstandet, was in 6 erkennbar ist. In 1 liegen die Rotationsachse 13 und die Schwenkachse 31 in der Blickrichtung hintereinander, so dass sie vermeintlich zusammenfallen.
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Um die hier vorgestellte Verdrehbarkeit der beiden Gehäuseteile 3, 4 entsprechend der Verteilung der einzelnen Befestigungselemente 21, 22 realisieren zu können, sind die beiden Gehäuseteile 3, 4 in der Trennebene 5 entsprechend gestaltet. Insbesondere kann gemäß 1 vorgesehen sein, dass das erste Gehäuseteil 3 an der Trennebene 5 eine erste Ringfläche 32 aufweist, während das zweite Gehäuseteil 4 an der Trennebene 5 eine zweite Ringfläche 33 aufweist. Im Beispiel der 1 ist die zweite Ringfläche 33 als ebene Ringscheibe ausgestaltet. Im Unterschied dazu ist in der ersten Ringfläche 32 eine Nut 34 ausgeformt, die den Kühlkanal 16 bildet. Die Nut 34 erstreckt sich dabei wie der Kanal 16 in der Umfangsrichtung 17 über mindestens 180 Grad. Ferner sind in die erste Ringfläche 32 eine innere Dichtungsnut 35 zur Aufnahme eines inneren Dichtungsrings 36 und eine äußere Dichtungsnut 37 zur Aufnahme eines äußeren Dichtungsrings 38 ausgeformt. Die Dichtungsringe 36, 38 laufen jeweils in der Umfangsrichtung 17 geschlossen um und dienen als Axialdichtung, da sie axial an der ebenen zweiten Ringfläche 33 anliegen. Die zweite Ringfläche 33 verschließt die axial offene Seite der Nut 34 und somit des Kanals 16.
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Bezug nehmend auf die 8a und 8b wird nachfolgend noch eine besondere Ausgestaltung der Befestigungsstellen 23 in Verbindung mit der Verrastung 27 erläutert. In 8a ist ein Vormontagezustand wiedergegeben, bei dem das erste Gehäuseteil 3 im Bereich der jeweiligen Befestigungsstelle 23 über die Verrastung 27 am zweiten Gehäuseteil 4 fixiert ist. Dies ist daran erkennbar, dass der Rasthaken 28 mit der Rastkontur 29 formschlüssig in Eingriff und in Kontakt steht. Der formschlüssige Eingriff ist in 8a mit 39 bezeichnet. Ferner ist axial zwischen dem ersten Befestigungselement 21 und dem zweiten Befestigungselement 22 ein Axialspalt 40 erkennbar, so dass insbesondere die erste Ringfläche 32 nicht an der zweiten Ringfläche 33 anliegt. Dies ist insbesondere auf die axiale Vorspannkraft der Dichtungsringe 36, 38 zurückzuführen. In diesem Vormontagezustand ist das Gehäuse 2 nicht an der jeweiligen Peripherie befestigt, die in 8b mit unterbrochener Linie angedeutet und mit 41 bezeichnet ist.
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8b zeigt nun einen Endmontagezustand, in dem das Gehäuse 2 an der Peripherie 41 befestigt ist. Hierzu kann beispielsweise eine in 8b mit unterbrochener Linie angedeutete Schraube 42 an der jeweiligen Befestigungsstelle 23 die Befestigungselemente 21, 22 in deren Durchgangsöffnungen 24, 25 durchsetzen. Die Schraube 42 kann mit einem Schraubenkopf 43 an einer vom zweiten Befestigungselement 22 abgewandten Stirnseite 44 des ersten Befestigungselements 21 axial abgestützt sein und mit ihrem Schraubenschaft 45 durch die Durchgangsöffnungen 24, 25 hindurch mit der Peripherie 41 verschraubt sein. Dabei kann sich eine von dem ersten Befestigungselement 21 abgewandte axiale Stirnseite 46 des zweiten Befestigungselements 22 axial an der Peripherie 41 abstützen. Sobald die Schraube 42 angezogen ist, liegen die erste Ringfläche 32 und die zweite Ringfläche 33 axial aneinander an, so dass der Axialspalt 40 verschwindet. Gleichzeitig wird der Eingriff 39 zwischen Rasthaken 28 und Rastkontur 29 aufgehoben, was in 8b durch eine Lücke 47 erkennbar ist, die nun axial zwischen dem Rasthaken 28 und der Rastkontur 29 ausgebildet ist. Mit anderen Worten, Rasthaken 28 und Rastkontur 29 stehen hier nicht mehr in Kontakt und insoweit auch nicht mehr in Eingriff. Die Fixierung der beiden Gehäuseteile 3, 4 aneinander erfolgt nunmehr über die Fixierung des Gehäuses 2 an der Peripherie 41, also insbesondere über die jeweilige Schraube 42. Anstelle des Schraubenkopfs 43 kann auch eine Schraubenmutter vorgesehen sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102013220740 A1 [0005]
