DE102020108125A1

DE102020108125A1 - Verbindungsanordnung und turbolader, der die verbindungsanordnung umfasst

Info

Publication number: DE102020108125A1
Application number: DE102020108125.1A
Authority: DE
Inventors: Alexander George Milburn
Original assignee: BorgWarner Inc
Current assignee: BorgWarner Inc
Priority date: 2019-03-25
Filing date: 2020-03-24
Publication date: 2020-10-01
Also published as: CN212583765U; US10533491B1

Abstract

Eine Verbindungsanordnung umfasst eine Aktuatorverbindungsstange, die eine Stangenöffnung definiert, die so konfiguriert ist, dass sie mit einem Aktuator gekoppelt ist und durch den Aktuator zwischen der ersten und der zweiten Stangenposition beweglich ist. Die Verbindungsanordnung umfasst darüber hinaus einen Hebelarm, der mit der Aktuatorverbindungsstange verbunden ist und eine Hebelöffnung definiert, die so konfiguriert ist, dass sie mit einem Wastegate-Ventil gekoppelt ist und durch die Aktuatorverbindungsstange zwischen der ersten und der zweiten Armposition beweglich ist. Die Verbindungsanordnung umfasst ferner Folgendes: einen Stift, der einen ersten Stiftabschnitt aufweist, der in der Stangen- oder Hebelöffnung angeordnet ist und einen ersten Durchmesser aufweist, einen zweiten Stiftabschnitt, der in der Hebel- und Stangenöffnung angeordnet ist und einen zweiten Durchmesser aufweist, der größer als der erste Durchmesser ist, und einen dritten Stiftabschnitt, der einen dritten Durchmesser aufweist, der größer als der erste und zweite Durchmesser ist, um eine schwenkbare Bewegung zwischen der Aktuatorverbindungsstange und dem Hebelarm zu ermöglichen.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein eine Verbindungsanordnung zum Steuern des Abgasstroms von einem Verbrennungsmotor und einen Turbolader, der die Verbindungsanordnung umfasst.
Beschreibung der verwandten Technologie
Turbolader erhalten Abgas von einem Verbrennungsmotor und liefern Druckluft an den Verbrennungsmotor. Turbolader werden verwendet, um die Leistung des Verbrennungsmotors zu erhöhen, den Kraftstoffverbrauch des Verbrennungsmotors zu senken und die vom Verbrennungsmotor erzeugten Emissionen zu reduzieren. Durch die Abgabe von Druckluft an den Verbrennungsmotor durch den Turbolader kann der Verbrennungsmotor kleiner sein und dennoch die gleiche oder eine ähnliche Leistung wie größere Verbrennungsmotoren mit Saugverfahren entwickeln. Ein kleinerer Verbrennungsmotor zur Verwendung im Fahrzeug reduziert die Masse und den aerodynamischen Frontbereich des Fahrzeugs, was dazu beiträgt, den Kraftstoffverbrauch des Verbrennungsmotors zu senken und die Kraftstoffeffizienz des Fahrzeugs zu verbessern.
Typische Turbolader umfassen ein Turbinengehäuse, das eine Innenfläche umfasst, die einen Innenraum des Turbinengehäuses definiert. Die Innenfläche erstreckt sich zwischen einem Turbinengehäuseeinlass und einem Turbinengehäuseauslass. Der Turbinengehäuseeinlass ist an einem Ende der Innenfläche definiert und steht in Fluidverbindung mit dem Verbrennungsmotor und dem Innenraum des Turbinengehäuses, um Abgas vom Verbrennungsmotor zum Innenraum des Turbinengehäuses zu liefern. Der Turbinengehäuseauslass ist an einem gegenüberliegenden Ende der Innenfläche definiert und steht in Fluidverbindung mit dem Innenraum des Turbinengehäuses, um Abgas aus dem Innenraum des Turbinengehäuses abzulassen.
In vielen herkömmlichen Turboladern ist ein Aktuator mit dem Turbinengehäuse gekoppelt und ein Betätigungselement ist mit dem Aktuator gekoppelt und kann durch den Aktuator zwischen einer ersten Elementposition und einer zweiten Elementposition bewegt werden. Das Betätigungselement ist normalerweise über eine Verbindungsanordnung mit dem Aktuator verbunden. Herkömmliche Verbindungsanordnungen in Turboladern umfassen eine mit dem Aktuator gekoppelte Aktuatorverbindungsstange und einen mit dem Betätigungselement gekoppelten Hebelarm. Die Aktuatorverbindungsstange und der Hebelarm sind normalerweise mit einem Stift miteinander verbunden. Typische Stifte in Verbindungsanordnungen erfordern nachteiligerweise Sicherungsringe, um die Aktuatorverbindungsstange, den Hebelarm und den Stift miteinander zu verbinden. Typische Verbindungsanordnungen erfordern daher zeitaufwändige und kostspielige Prozesse, um die Verbindungsanordnung in den Turbolader einzubauen. Insbesondere die Sicherungsringe erhöhen die Komplexität, die Kosten und die Zeit, die für die Montage der Verbindungsanordnung erforderlich sind. Zusätzlich erfordern Sicherungsringe normalerweise, dass die Verbindungsanordnungen während der Montage des Turboladers zusammengebaut werden. Aus diesen Gründen ist die Verbindungsanordnung und damit der Turbolader schwer zu montieren.
Daher besteht ein Bedarf, eine verbesserte Verbindungsanordnung für einen Turbolader bereitzustellen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG UND DER VORTEILE
Die vorliegende Erfindung stellt eine Verbindungsanordnung bereit, die von einem Aktuator betätigt wird, um den Abgasstrom von einem Verbrennungsmotor durch Bewegen eines Betätigungselements zu steuern. Die Verbindungsanordnung umfasst eine Aktuatorverbindungsstange, die sich entlang einer Achse zwischen einem ersten Endabschnitt und einem zweiten Endabschnitt erstreckt. Der zweite Endabschnitt ist entlang der Achse vom ersten Endabschnitt entfernt. Die Aktuatorverbindungsstange definiert eine Stangenöffnung, und der erste Endabschnitt der Aktuatorverbindungsstange ist so konfiguriert, dass er mit dem Aktuator gekoppelt ist und durch den Aktuator zwischen einer ersten Stangenposition und einer zweiten Stangenposition beweglich ist.
Ein Hebelarm ist mit dem zweiten Endabschnitt der Aktuatorverbindungsstange gekoppelt. Der Hebelarm definiert eine Hebelöffnung. Der Hebelarm ist so konfiguriert, dass er mit dem Wastegate-Ventil gekoppelt ist, und kann durch die Aktuatorverbindungsstange zwischen der ersten Armposition und der zweiten Armposition bewegt werden, um den Abgasstrom zu steuern.
Ein Stift ist mit der Aktuatorverbindungsstange und dem Hebelarm verbunden. Der Stift hat einen ersten Stiftabschnitt, einen zweiten Stiftabschnitt und einen dritten Stiftabschnitt. Der erste Stiftabschnitt befindet sich in der Stangenöffnung der Aktuatorverbindungsstange oder der Hebelöffnung des Hebelarms. Der erste Stiftabschnitt hat einen ersten Durchmesser. Der zweite Stiftabschnitt ist in der anderen Stangenöffnung der Aktuatorverbindungsstange und der Hebelöffnung des Hebelarms angeordnet, erstreckt sich vom ersten Stiftabschnitt und hat einen zweiten Durchmesser, der größer als der erste Durchmesser ist. Der dritte Stiftabschnitt erstreckt sich vom zweiten Stiftabschnitt derart, dass der zweite Stiftabschnitt zwischen dem ersten Stiftabschnitt und dem dritten Stiftabschnitt angeordnet ist und einen dritten Durchmesser aufweist, der größer als der erste und der zweite Durchmesser ist, um eine schwenkbare Bewegung zwischen der Aktuatorverbindungsstange und dem Hebelarm zu ermöglichen.
Dementsprechend ist die Verbindungsanordnung vorteilhafterweise leicht zusammenzubauen. Insbesondere führen der erste, zweite und dritte Stiftabschnitt zu einer einfachen, kostengünstigen und schnellen Montage der Verbindungsanordnung. Zusätzlich benötigt die Verbindungsanordnung keine Sicherungsringe oder zusätzliche Befestigungselemente, um die Aktuatorverbindungsstange, den Hebelarm und den Stift miteinander zu verbinden. Darüber hinaus kann die Verbindungsanordnung unabhängig vom Turbolader zusammengebaut werden, so dass die Verbindungsanordnung vor der Montage des Turboladers zusammengebaut werden kann und somit auch die Verbindungsanordnung insgesamt in den Turbolader eingebaut werden kann. Daher erfolgt die Montage des Turboladers vorteilhafterweise auch schneller.
Figurenliste
Andere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden leicht erkannt, da diese unter Bezugnahme auf die folgende detaillierte Beschreibung besser verstanden wird, wenn sie in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen betrachtet wird, wobei:

1 eine schematische Darstellung eines Turboladers mit einem Wastegate-Kanal ist, der einen Wastegate-Kanal, einen Aktuator, ein Betätigungselement und eine Verbindungsanordnung definiert, die den Aktuator und das bewegliche Element koppelt, und wobei das Betätigungselement ein Wastegate-Ventil ist;
2A eine perspektivische Ansicht der Verbindungsanordnung ist, die eine Aktuatorverbindungsstange, die eine Stangenöffnung definiert, einem Hebelarm, der eine Hebelöffnung definiert, und einem Stift, der mit der Aktuatorverbindungsstange und dem Hebelarm verbunden ist, aufweist;
2B eine teilweise im Phantom gezeigte perspektivische Ansicht der Verbindungsanordnung ist, die eine Aktuatorverbindungsstange, die eine Stangenöffnung definiert, einen Hebelarm, der eine Hebelöffnung definiert, und einen Stift, der mit der Aktuatorverbindungsstange und dem Hebelarm gekoppelt ist, aufweist;
3A ist eine Querschnittsansicht der Verbindungsanordnung in 2A, wobei der Stift Folgendes aufweist: einen ersten Stiftabschnitt, der in der Hebelöffnung des Hebelarms angeordnet ist und einen ersten Durchmesser aufweist, einen zweiten Stiftabschnitt, der in der Stangenöffnung der Aktuatorverbindungsstange angeordnet ist und einen zweiten Durchmesser aufweist, der größer als der erste Durchmesser ist, und einen dritten Stiftabschnitt, der sich vom zweiten Stiftabschnitt erstreckt und einen dritten Durchmesser aufweist, der größer als der erste und zweite Durchmesser ist;
3B eine Querschnittsansicht der Verbindungsanordnung in 3A ist, wobei der Stift Folgendes aufweist: einen ersten Stiftabschnitt, der in der Stangenöffnung der Aktuatorverbindungsstange angeordnet ist und einen ersten Durchmesser aufweist, einen zweiten Stiftabschnitt, der in der Hebelöffnung des Hebelarms angeordnet ist und einen zweiten Durchmesser aufweist, der größer als der erste Durchmesser ist, und einen dritten Stiftabschnitt, der sich vom zweiten Stiftabschnitt erstreckt und einen dritten Durchmesser aufweist, der größer als der erste und zweite Durchmesser ist;
4A ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Montage einer Verbindungsanordnung ist, das folgende Schritte umfasst: Einführen des zweiten Stiftabschnitts des Stifts in die Stangenöffnung der Aktuatorverbindungsstange oder die Hebelöffnung des Hebelarms, so dass die Aktuatorverbindungsstange oder der Hebelarm neben dem dritten Stiftabschnitt angeordnet ist, Einführen des ersten Stiftabschnitts des Stifts in die Hebelöffnung des Hebelarms und die Stangenöffnung der Aktuatorverbindungsstange und Befestigen des ersten Stiftabschnitts an der Aktuatorverbindungsstange oder am Hebelarm, um eine schwenkbare Bewegung zwischen der Aktuatorverbindungsstange und dem Hebelarm zu ermöglichen;
4B ein Flussdiagramm des Verfahrens von 4A ist, wobei der Schritt des Befestigens des ersten Stiftabschnitts ferner als Schweißen des ersten Stiftabschnitts des Stifts an den Hebelarm definiert ist,
4C ein Flussdiagramm des Verfahrens von 4A ist, wobei der Schritt des Befestigens des ersten Stiftabschnitts ferner als Einpressen des ersten Stiftabschnitts des Stifts in den Hebelarm definiert ist;
4D ein Flussdiagramm des Verfahrens von 4A ist, wobei der Schritt des Befestigens des ersten Stiftabschnitts ferner als Schweißen des ersten Stiftabschnitts des Stifts an die Aktuatorverbindungsstange definiert ist;
4E ein Flussdiagramm des Verfahrens von 4A ist, wobei der Schritt des Befestigens des ersten Stiftabschnitts ferner als Einpressen des ersten Stiftabschnitts des Stifts in die Aktuatorverbindungsstange definiert ist; und
4F ein Flussdiagramm des Verfahrens von 4A ist, das ferner die Schritte des Koppelns der Aktuatorverbindungsstange mit dem Aktuator in dem Turbolader und des Koppelns des Hebelarms mit dem Betätigungselement in dem Turbolader umfasst.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Mit Bezug auf die Figuren, in denen gleiche Ziffern gleiche Teile in den verschiedenen Ansichten angeben, ist ein Turbolader 10 in 1 schematisch dargestellt. Der Turbolader 10 empfängt Abgas von einem Verbrennungsmotor und liefert Druckluft an den Verbrennungsmotor. Der Turbolader 10 umfasst ein Kompressorgehäuse 12, das einen Innenraum 14 des Kompressorgehäuses definiert, und ein Kompressorrad 16, das in dem Innenraum 14 des Kompressorgehäuses angeordnet ist. Der Turbolader 10 umfasst auch eine Welle 18, die mit dem Kompressorrad 16 gekoppelt ist, im Innenraum 14 des Kompressorgehäuses angeordnet und mit dem Kompressorrad 16 drehbar ist.
Der Turbolader umfasst auch ein Turbinengehäuse 20, das mit dem Kompressorgehäuse 12 gekoppelt ist. Das Turbinengehäuse 20 umfasst eine Innenfläche 22, die einen Innenraum 24 des Turbinengehäuses definiert, und ein Turbinenrad 26, das in dem Innenraum 24 des Turbinengehäuses angeordnet ist. Das Turbinenrad 26 ist mit der Welle 18 gekoppelt und mit der Welle 18 drehbar. Insbesondere wird das Abgas vom Verbrennungsmotor, das normalerweise verschwendete Energie enthalten würde, verwendet, um das Turbinenrad 26 anzutreiben, das verwendet wird, um die Welle 18 und wiederum das Kompressorrad 16 anzutreiben, um dem Verbrennungsmotor Druckluft zuzuführen.
Die Innenfläche 22 erstreckt sich zwischen einem Turbinengehäuseeinlass 28 und einem Turbinengehäuseauslass 30. Der Turbinengehäuseeinlass 28 ist an einem Ende der Innenfläche 22 definiert und steht in Fluidverbindung mit dem Verbrennungsmotor und dem Innenraum 24 des Turbinengehäuses, um Abgas vom Verbrennungsmotor zum Innenraum 24 des Turbinengehäuses zu liefern. Der Turbinengehäuseauslass ist an einem gegenüberliegenden Ende der Innenfläche definiert und steht in Fluidverbindung mit dem Innenraum des Turbinengehäuses, um Abgas aus dem Innenraum 24 des Turbinengehäuses abzulassen.
Der Turbolader 10 umfasst auch einen Aktuator 42, der mit dem Turbinengehäuse 20 gekoppelt ist, und ein Betätigungselement 44, das mit dem Aktuator 42 gekoppelt ist. Der Aktuator 42 kann direkt am Kompressorgehäuse 12 angebracht sein, während er noch mit dem Turbinengehäuse 20 gekoppelt ist. Das Betätigungselement 44 ist durch den Aktuator 42 zwischen einer ersten Elementposition und einer zweiten Elementposition beweglich.
Das Betätigungselement 44 ist über eine Verbindungsanordnung 46 mit dem Aktuator 42 verbunden. Die Verbindungsanordnung 46 ist durch den Aktuator 42 beweglich, um den Abgasstrom vom Verbrennungsmotor zu steuern. Die Verbindungsanordnung 46 umfasst eine Aktuatorverbindungsstange 48 und einen Hebelarm 50. Es versteht sich, dass, obwohl die Verbindungsanordnung 46 nicht mit dem Turbolader 10 gekoppelt werden muss, eine typische Ausführungsform die Verbindungsanordnung 46 umfasst.
Die Aktuatorverbindungsstange 48 erstreckt sich entlang einer Achse A zwischen einem ersten Endabschnitt 52 und einem zweiten Endabschnitt 54. Der erste Endabschnitt 52 ist entlang der Achse A vom ersten Endabschnitt 52 beabstandet. Die Aktuatorverbindungsstange 48 definiert eine Stangenöffnung 56, und die Aktuatorverbindungsstange 48 ist mit dem Aktuator 42 gekoppelt. Die Aktuatorverbindungsstange 48 ist durch den Aktuator 42 zwischen einer ersten Stangenposition und einer zweiten Stangenposition beweglich.
Der Hebelarm 50 ist mit der Aktuatorverbindungsstange 48 gekoppelt. Der Hebelarm 50 definiert eine Hebelöffnung 58 und der Hebelarm 50 ist mit dem beweglichen Element 44 gekoppelt. Der Hebelarm 50 ist zwischen einer Position des ersten Arms und einer Position des zweiten Arms durch die Aktuatorverbindungsstange 48 beweglich, um den Abgasstrom zu steuern.
Ein Stift 60 ist mit der Aktuatorverbindungsstange 48 und mit dem Hebelarm 50 verbunden. Der Stift 60 hat einen ersten Stiftabschnitt 62, einen zweiten Stiftabschnitt 64 und einen dritten Stiftabschnitt 66. Der erste Stiftabschnitt 62 ist in der Stangenöffnung 56 der Aktuatorverbindungsstange 48 oder der Hebelöffnung 58 des Hebelarms 50 angeordnet. Mit anderen Worten kann der erste Stiftabschnitt 62 in der Stangenöffnung 56 der Aktuatorverbindungsstange 48 oder in der Hebelöffnung 58 des Hebelarms 50 angeordnet sein. Zusätzlich hat der erste Stiftabschnitt 62 einen ersten Durchmesser D1.
Der zweite Stiftabschnitt 64 ist in der Hebelöffnung 58 des Hebelarms 50 und der Stangenöffnung 56 der Aktuatorverbindungsstange 48 angeordnet. Mit anderen Worten kann der zweite Stiftabschnitt 64 in der Stangenöffnung 56 der Aktuatorverbindungsstange 48 angeordnet sein oder er kann in der Hebelöffnung 58 des Hebelarms 50 angeordnet sein, abhängig davon, ob der erste Stiftabschnitt 62 in der Stangenöffnung 56 oder der Hebelöffnung 58 angeordnet ist. Zusätzlich erstreckt sich der zweite Stiftabschnitt vom ersten Stiftabschnitt 62 und hat einen zweiten Durchmesser D2, der größer als der erste Durchmesser D1 ist.
Der dritte Stiftabschnitt 66 erstreckt sich von dem zweiten Stiftabschnitt 64 derart, dass der zweite Stiftabschnitt 64 zwischen dem ersten Stiftabschnitt 62 und dem dritten Stiftabschnitt 66 angeordnet ist. Der dritte Stiftabschnitt 66 hat einen dritten Durchmesser D3, der größer als der erste und zweite Durchmesser D1, D2 ist, um eine schwenkbare Bewegung zwischen der Aktuatorverbindungsstange 48 und dem Hebelarm 50 zu ermöglichen. Das Verhältnis der Durchmesser zwischen dem ersten Stiftabschnitt 62, dem zweiten Stiftabschnitt 64 und dem dritten Stiftabschnitt 66 ermöglicht auf unterschiedliche Weise eine schwenkbare Bewegung zwischen der Aktuatorverbindungsstange 48 und dem Hebelarm 50.
Der erste, zweite und dritte Stiftabschnitt 62, 64, 66 des Stifts 60 bilden eine abgestufte Konfiguration, da der erste Durchmesser D1, der zweite Durchmesser D2 und der dritte Durchmesser D3 in diskreten Schritten progressiv zunehmen. Die abgestufte Konfiguration des Stifts 60 ermöglicht es, die Aktuatorverbindungsstange 48 und den Hebelarm 50 mit dem Stift 60 zusammenzubauen, um die Verbindungsanordnung 46 leichter zu bilden, indem die diskreten Stufen vorhanden sind (d. h. der erste Stiftabschnitt 64, der zweite Stiftabschnitt 64 und der dritte Stiftabschnitt 66), an denen die Aktuatorverbindungsstange 48 und der Hebelarm 50 anliegen können. Die Aktuatorverbindungsstange 48 und der Hebelarm 50 liegen entweder an einer ersten Schulter 67 an, die durch einen Übergang vom ersten Durchmesser D1 zum zweiten Durchmesser D2 definiert ist, oder sie liegen an einer zweiter Schulter 69 an, die durch einen Übergang vom zweiten Durchmesser D2 zum dritten Durchmesser D3 definiert ist.
Der dritte Stiftabschnitt 66 fungiert als erster Endanschlag 68, um zu verhindern, dass derjenige der Aktuatorverbindungsstange 48 und des Hebelarms 50, die um den zweiten Stiftabschnitt 64 angeordnet sind, von dem zweiten Stiftabschnitt 64 abrutschen. Anders ausgedrückt begrenzt der dritte Durchmesser D3 des dritten Stiftabschnitts 66 die Bewegung der Aktuatorverbindungsstange 48 oder des Hebelarms 50. In der dargestellten Ausführungsform in 2B und 3B, in der der zweite Stiftabschnitt 64 in der Hebelöffnung 58 des Hebelarms 50 angeordnet ist, verhindert der dritte Stiftabschnitt 66, dass sich der Hebelarm 50 in eine erste Richtung DIR1 bewegt. In dieser Ausführungsform liegt die Aktuatorverbindungsstange 48 an der ersten Schulter 67 an, um zu verhindern, dass sich die Aktuatorverbindungsstange 48 in der ersten Richtung DIR 1 relativ zu dem Stift 60 bewegt und der Hebelarm 50 liegt an der zweiten Schulter 69 an, um zu verhindern, dass sich der Hebelarm in der ersten Richtung DIR 1 relativ zum Stift 60 bewegt. In der dargestellten Ausführungsform in 2A und 3A, in der der zweite Stiftabschnitt 64 in der Stangenöffnung 56 der Aktuatorverbindungsstange 48 angeordnet ist, verhindert der dritte Stiftabschnitt 66, dass sich die Aktuatorverbindungsstange 48 in der ersten Richtung DIR1 bewegt. In dieser Ausführungsform liegt der Hebelarm 50 an der ersten Schulter 67 an, um zu verhindern, dass sich der Hebelarm 50 in der ersten Richtung DIR 1 relativ zu dem Stift 60 bewegt und die Aktuatorverbindungsstange 48 liegt an der zweiten Schulter 69 an, um zu verhindern, dass sich die Aktuatorverbindungsstange 48 relativ zum Stift 60 in die erste Richtung DIR 1 bewegt.
Der erste Stiftabschnitt 62 fungiert als zweiter Endanschlag 70, um zu verhindern, dass derjenige der Aktuatorverbindungsstange 48 und des Hebelarms 50, die um den zweiten Stiftabschnitt 64 angeordnet sind, von dem zweiten Stiftabschnitt 64 abrutschen. Anders ausgedrückt begrenzt der erste Stiftabschnitt 62 die Bewegung der Aktuatorverbindungsstange 48 oder des Hebelarms 50. In den Ausführungsformen, in denen der zweite Stiftabschnitt 64 in der Hebelöffnung 58 des Hebelarms 50 angeordnet ist, verhindert der erste Stiftabschnitt 62, dass sich der Hebelarm 50 in einer zweiten Richtung DIR2 entgegen der ersten Richtung DIR1 bewegt. In den Ausführungsformen, in denen der zweite Stiftabschnitt 64 in der Stangenöffnung 56 der Aktuatorverbindungsstange 48 angeordnet ist, verhindert der erste Stiftabschnitt 62, dass sich die Aktuatorverbindungsstange 48 in der zweiten Richtung DIR2 bewegt. Es versteht sich, dass sich die Aktuatorverbindungsstange 48 und der Hebelarm 50 in Abhängigkeit von den Maßtoleranzen der Aktuatorverbindungsstange 48, des Hebelarms 50 und des Stifts 60 unter anderem leicht in die erste Richtung DIR 1 oder die zweite Richtung DIR 2 bewegen können.
Weil der zweite Stiftabschnitt 64 in der Stangenöffnung 56 der Aktuatorverbindungsstange 48 oder der Hebelöffnung 58 des Hebelarms 50 angeordnet ist und durch den ersten Endanschlag 68 und durch den zweiten Endanschlag 70 begrenzt ist, ermöglicht die Verbindungsanordnung 46 eine schwenkbare Bewegung zwischen der Aktuatorverbindungsstange 48 und dem Wastegate-Ventil 44. Mit anderen Worten, der Hebelarm 50 oder die Aktuatorverbindungsstange 48 schwenkt um den Stift 60 relativ zu der Aktuatorverbindungsstange 48 oder dem Hebelarm 50.
In der Ausführungsform, in der der zweite Stiftabschnitt 64 in der Stangenöffnung 56 der Aktuatorverbindungsstange 48 angeordnet ist, schwenkt die Aktuatorverbindungsstange 48 relativ zu dem Hebelarm 50 um den Stift 60. In der Ausführungsform, in der der zweite Stiftabschnitt 64 in der Hebelöffnung 58 des Hebelarms 50 angeordnet ist, schwenkt der Hebelarm 50 relativ zu der Aktuatorverbindungsstange 48 um den Stift 60. Wenn der Aktuator 42 die Aktuatorverbindungsstange 48 entlang der Achse A bewegt, schwenken der Hebelarm 50 und die Aktuatorverbindungsstange 48 relativ zueinander um den Stift 60 und der Hebelarm 50 bewegt dann das Betätigungselement 44 von der ersten Elementposition in die zweite Elementposition.
Dementsprechend ist die Verbindungsanordnung 46 vorteilhafterweise leicht zu montieren. Insbesondere ermöglichen der erste, zweite und dritte Stiftabschnitt 62, 64, 66 eine einfache, kostengünstige und schnelle Montage der Verbindungsanordnung 46, da der dritte Stiftabschnitt 66 als erster Endanschlag 68 fungiert. Der zweite Stiftabschnitt 64 ermöglicht eine schwenkbare Bewegung zwischen der Aktuatorverbindungsstange 48 und dem Hebelarm 50, und der erste Stiftabschnitt 62 fungiert als zweiter Endanschlag 70. Der erste und der zweite Endanschlag 68, 70 sind in dem Stift 60 selbst enthalten, wodurch die Verbindungsanordnung 46 mit weniger Komponenten montiert werden kann, was zu einer einfachen, kostengünstigen und schnellen Montage führt.
Zusätzlich benötigt die Verbindungsanordnung 46 keine Sicherungsringe oder zusätzliche Befestigungselemente, um die Aktuatorverbindungsstange 48, den Hebelarm 50 und den Stift 60 miteinander zu koppeln, weil der dritte Stiftabschnitt 66 als erster Endanschlag 68 und der erste Stiftabschnitt 62 als zweiter Endanschlag 70 fungiert, wodurch die Aktuatorverbindungsstange 48 oder der Hebelarm 50 mit dem Stift 60 verbunden wird. Als solches benötigt die Verbindungsanordnung 46 keine Sicherungsringe oder zusätzliche Befestigungselemente, um entweder als erster oder zweiter Endanschlag 68, 70 zu fungieren. Außerdem ist in bestimmten Ausführungsformen die Verbindungsanordnung 46 frei von Sicherungsringen. Weiterhin kann die Verbindungsanordnung 46 unabhängig von dem Turbolader 10 montiert werden, wodurch die Verbindungsanordnung 46 vor der Montage des Turboladers 10 montiert werden kann, und wodurch auch die Verbindungsanordnung 46 insgesamt in den Turbolader 10 eingebaut werden kann. Daher ist die Gesamtmontage des Turboladers 10 vorteilhafterweise auch schneller.
Das Betätigungselement 44 kann eine beliebige Anzahl von Komponenten innerhalb des Turboladers 10 sein. Zusätzlich wird in Betracht gezogen, dass die Verbindungsanordnung 46 und das Betätigungselement 44 in Anwendungen außerhalb eines Turboladers 10 verwendet werden können, einschließlich in anderen Fahrzeuganwendungen wie Abgasrückführungsventilen oder anderen Ventilen bei Abgasemissionen.
Obwohl nicht erforderlich, kann der Turbolader 10 in einer Ausführungsform einen Wastegate-Kanal 32 enthalten, der stromabwärts des Turbinengehäuseeinlasses 28 angeordnet ist. Der Wastegate-Kanal 32 definiert einen Wastegate-Kanal 34 in Fluidverbindung mit dem Turbinengehäuseeinlass 28. Der Wastegate-Kanal 34 leitet Abgas aus dem Turbinengehäuseeinlass 28 ab, indem er das Innere 24 des Turbinengehäuses umgeht. In dieser Ausführungsform ist ein Ventilsitz 36 um den Wastegate-Kanal 34 an einem Kanalausgang 38 des Wastegate-Kanals 34 angeordnet. Zusätzlich ist in dieser Ausführungsform das Betätigungselement 44 ein Wastegate-Ventil 40. Das Wastegate-Ventil 40 ist mit dem Ventilsitz 36 in der ersten Elementposition in Eingriff, um den Abgasstrom durch den Wastegate-Kanal 34 zu verhindern, und das Wastegate-Ventil 40 ist in der zweiten Elementposition vom Ventilsitz 36 gelöst, um den Abgasstrom durch den Wastegate-Kanal 34 zu ermöglichen.
Das Wastegate-Ventil 40 kann von beliebiger Konstruktion sein, einschließlich, einer ersten Ausführungsform, einer zweiten Ausführungsform und einer dritten Ausführungsform, ohne darauf beschränkt zu sein. In der ersten Ausführungsform hat das Wastegate-Ventil 40 einen Ventilkörper, eine Ventilwelle, die sich vom Ventilkörper weg erstreckt, einen Spindelarm, der mit der Ventilwelle gekoppelt ist, eine Unterlegscheibe, die so mit der Ventilwelle verbunden ist, dass der Spindelarm am Ventilkörper befestigt ist, und eine Unterlegscheibe, die zwischen dem Spindelarm und der Unterlegscheibe angeordnet ist. In der zweiten Ausführungsform ist das Wastegate-Ventil 40 einteilig aufgebaut, wobei die Spindel und der Ventilkörper einstückig miteinander ausgebildet sind. In der dritten Ausführungsform ist das Wastegate-Ventil 40 anfänglich zweiteilig aufgebaut, wobei der Ventilkörper und der Spindelarm getrennt ausgebildet sind, die jedoch später zu einer einteiligen Konstruktion zusammengefügt werden.
In einer anderen Ausführungsform ist das Betätigungselement 44 eine Vorrichtung mit variabler Turbinengeometrie (VTG), die in dem Turbolader 10 angeordnet und dafür konfiguriert ist, den Abgasstrom durch das Innere 24 des Turbinengehäuses zu ändern. Die Vorrichtung mit variabler Turbinengeometrie (VTG) kann einen Unisono-Ring aufweisen, der um das Turbinenrad 26 angeordnet ist und mehrere Flügel aufweist. In dieser Ausführungsform ist das Betätigungselement der Unisono-Ring und/oder die Vielzahl von Flügeln. Der Unisono-Ring und die mehreren Flügel sind in der ersten Elementposition geschlossen, um den Abgasstrom durch das Innere 24 des Turbinengehäuses zu begrenzen, und sind in der zweiten Elementposition offen, um den Abgasstrom ungehindert durch das Innere 24 des Turbinengehäuses zu ermöglichen.
In noch einer anderen Ausführungsform ist das Betätigungselement 44 ein Bypassventil, das außerhalb des Turbinengehäuses 20 angeordnet und dafür konfiguriert ist, die Strömung um den Turbolader 10 umzuleiten. Das Bypassventil verfügt über einen Sperrmechanismus, der den Abgasstrom um den Turbolader blockiert. In dieser Ausführungsform ist das Betätigungselement der Blockierungsmechanismus. Der Blockiermechanismus ist in der ersten Elementposition geschlossen, um zu verhindern, dass der Abgasstrom um den Turbolader 10 umgeleitet wird, und leitet somit den Abgasstrom durch das Innere 24 des Turbinengehäuses. Der Blockiermechanismus ist in der zweiten Elementposition offen, damit der Abgasstrom um den Turbolader 10 und damit um das Innere 24 des Turbinengehäuses umgeleitet werden kann. Es versteht sich, dass das Bypassventil mit dem Turbolader 10 in Verbindung mit entweder einem zweiten Turbolader oder einem Kompressor verwendet werden kann, um entweder den Turbolader 10, den zweiten Turbolader oder den Kompressor zu umgehen.
Der erste Stiftabschnitt 62, der zweite Stiftabschnitt 64 und der dritte Stiftabschnitt 66 können miteinander integriert sein. Anders ausgedrückt können die ersten, zweiten und dritten Stiftabschnitte 62, 64, 66 gegossen oder auf andere Weise zusammen geformt werden. Alternativ können der erste, zweite und dritte Stiftabschnitt 62, 64, 66 getrennt ausgebildet und später verbunden werden, um ein einstückig zu werden. In den Ausführungsformen, in denen der erste, zweite und dritte Stiftabschnitt 62, 64, 66 miteinander integriert sind, ist der Stift 60 eine einzelne Komponente. Da die Verbindungsanordnung 46 keine Sicherungsringe oder andere Befestigungselemente benötigt, ist nur die einzelne Komponente (d .h. nur der Stift 60) erforderlich, um die Aktuatorverbindungsstange 48 und den Hebelarm 50 miteinander zu verbinden, um die Verbindungsanordnung 46 zu bilden. Als solches wird die Montage der Verbindungsanordnung 46 weiter vereinfacht, die Kosten weiter reduziert und kann ferner schnell montiert werden.
Der erste Stiftabschnitt 62 ist an der Aktuatorverbindungsstange 48 oder dem Hebelarm 50 befestigt. In der Ausführungsform, in der der erste Stiftabschnitt 62 in der Stangenöffnung 56 der Aktuatorverbindungsstange 48 angeordnet ist, ist der erste Stiftabschnitt 62 an der Aktuatorverbindungsstange 48 befestigt und wird daran gehindert, sich zu drehen. In der Ausführungsform, in der der erste Stiftabschnitt 62 in der Hebelöffnung 58 des Hebelarms 50 angeordnet ist, ist der erste Stiftabschnitt 62 an dem Hebelarm 50 befestigt und wird daran gehindert, sich zu drehen. In den Ausführungsformen, in denen der erste Stiftabschnitt 62 befestigt ist, wird die Verbindungsanordnung 46 im Vergleich zu Verbindungsanordnungen 46 unter Verwendung eines Sicherungsrings zuverlässiger zusammengehalten. Mit anderen Worten, wenn der erste Stiftabschnitt 62 befestigt ist, wird der erste Stiftabschnitt 62 zuverlässiger an der Aktuatorverbindungsstange 48 und am Hebelarm 50 gehalten.
Der zweite Durchmesser D2 des zweiten Stiftabschnitts 64 kann zwischen dem 1,1- und 2,0-fachen größer sein als der erste Durchmesser D1 des ersten Stiftabschnitts 62. Es versteht sich, dass dieser Durchmesserbereich nur beispielhaft ist. Der Bereich des ersten Durchmessers D1 und des zweiten Durchmessers D2 kann sogar außerhalb dieses Bereichs liegen. Anders ausgedrückt kann der zweite Durchmesser D2 des zweiten Stiftabschnitts 64 mehr als 2,0-mal größer sein als der erste Durchmesser D1 des ersten Stiftabschnitts 62 oder der zweite Durchmesser D2 des zweiten Stiftabschnitts 64 kann weniger als 1,1-mal größer sein als der erste Durchmesser D1 des ersten Stiftabschnitts 62. In einer anderen Ausführungsform ist der zweite Durchmesser D2 des zweiten Stiftabschnitts 64 zwischen 1,3- und 1,7-mal größer als der erste Durchmesser D1 des ersten Stiftabschnitts 62. Es versteht sich, dass der Durchmesserbereich in dieser Ausführungsform ebenfalls nur beispielhaft ist und der Bereich des ersten Durchmessers D1 und des zweiten Durchmessers D2 außerhalb dieses Bereichs liegen könnte.
In den Ausführungsformen, in denen das bestimmte Verhältnis des ersten Durchmessers D1 und des zweiten Durchmessers D2 am oberen Ende des Bereichs des ersten Durchmessers D1 und des zweiten Durchmessers D2 liegt, werden die Aktuatorverbindungsstange 48 und der Hebelarm 50 daran gehindert, sich relativ zueinander zu bewegen. Als nicht einschränkendes Beispiel wird in der Ausführungsform, in der der erste Stiftabschnitt 62 in der Hebelöffnung 58 des Hebelarms 50 angeordnet ist und das besondere Verhältnis des ersten Durchmessers D1 und des zweiten Durchmessers D2 hoch ist, verhindert, dass der zweite Stiftabschnitt 64 in der Hebelöffnung 58 des Hebelarms 50 angeordnet ist und dass der erste Stiftabschnitt 62 in der Stangenöffnung 56 der Aktuatorverbindungsstange 48 angeordnet ist. Mit anderen Worten, die relativen Positionen der ersten und zweiten Stiftabschnitte 62, 64 im Vergleich zu dem Hebelarm 50 und der Aktuatorverbindungsstange 48 sind besser definiert, und es ist weniger wahrscheinlich, dass die relativen Positionen instabil werden.
Zusätzlich weist in den Ausführungsformen, in denen das bestimmte Verhältnis des ersten Durchmessers D1 und des zweiten Durchmessers D2 am unteren Ende des Bereichs des ersten Durchmessers D1 und des zweiten Durchmessers D2 liegt, der erste Stiftabschnitt 62 eine größere Oberfläche auf, über die der erste Stiftabschnitt 62 entweder am Hebelarm 50 oder an der Aktuatorverbindungsstange 48 befestigt ist. Diese größere Oberfläche, über die der erste Stiftabschnitt 62 befestigt ist, führt vorteilhafterweise zu einer stärkeren und zuverlässigeren Befestigung des Stifts 60 entweder am Hebelarm 50 oder an der Aktuatorverbindungsstange 48. Diese größere Oberfläche, über die der erste Stiftabschnitt 62 befestigt ist, führt auch dazu, dass der erste Stiftabschnitt 62 zuverlässiger als der zweite Endanschlag 70 wirkt. Das genaue Verhältnis des ersten Durchmessers D1 des ersten Stiftabschnitts 62 zum zweiten Durchmesser D2 des zweiten Stiftabschnitts 64 ergibt sich unter anderem aus einem Ausgleich der obigen Faktoren.
Der dritte Durchmesser D3 des dritten Stiftabschnitts 66 kann zwischen dem 1,1- und 3,0-fachen größer sein als der zweite Durchmesser D2 des zweiten Stiftabschnitts 64. Es versteht sich, dass dieser Durchmesserbereich nur beispielhaft ist. Der Bereich des zweiten Durchmessers D2 und des dritten Durchmessers D3 kann sogar außerhalb dieses Bereichs liegen. Anders ausgedrückt kann der dritte Durchmesser D3 des dritten Stiftabschnitts 66 mehr als 3,0-mal größer sein als der zweite Durchmesser D2 des zweiten Stiftabschnitts 64 oder der dritte Durchmesser D3 des dritten Stiftabschnitts 66 kann weniger als 1,1-mal größer sein als der zweite Durchmesser D2 des zweiten Stiftabschnitts 64. In einer anderen Ausführungsform ist der dritte Durchmesser D3 des dritten Stiftabschnitts 66 zwischen 1,5- und 2,5-mal größer als der zweite Durchmesser D2 des zweiten Stiftabschnitts 64. Es versteht sich, dass der Durchmesserbereich in dieser Ausführungsform ebenfalls nur beispielhaft ist und der Bereich des zweiten Durchmessers D2 und des dritten Durchmessers D3 außerhalb dieses Bereichs liegen könnte.
In den Ausführungsformen, in denen das bestimmte Verhältnis des zweiten Durchmessers D2 und des dritten Durchmessers D3 am oberen Ende des Bereichs des zweiten Durchmessers D2 und des dritten Durchmessers D2 liegt, wirkt der dritte Stiftabschnitt 66 zuverlässiger als der erste Endanschlag 68, und der zweite Stiftabschnitt 64 des Stifts 60 wird besser daran gehindert, entweder aus der Stangenöffnung 56 der Aktuatorverbindungsstange 48 oder aus der Hebelöffnung 58 des Hebelarms 50 herauszurutschen.
Zusätzlich ist in den Ausführungsformen, in denen das bestimmte Verhältnis des zweiten Durchmessers D2 und des dritten Durchmessers D3 am unteren Ende des Bereichs des zweiten Durchmessers D2 und des dritten Durchmessers D3 liegt, der dritte Stiftabschnitt 66 vorteilhafterweise kleiner und leichter. Mit anderen Worten, in den Ausführungsformen, in denen das bestimmte Verhältnis am unteren Ende des Bereichs des zweiten Durchmessers D2 und des dritten Durchmessers D3 liegt, weist die Verbindungsanordnung 46 ein geringes Gewicht auf. Das genaue Verhältnis des zweiten Durchmessers D2 des zweiten Stiftabschnitts 64 zum dritten Durchmesser D3 des dritten Stiftabschnitts 66 ergibt sich unter anderem aus einem Ausgleich der obigen Faktoren.
In einer Ausführungsform ist, wie in den 2A und 3A gezeigt, der erste Stiftabschnitt 62 in der Hebelöffnung 58 des Hebelarms 50 und der zweite Stiftabschnitt 64 in der Stangenöffnung 56 der Aktuatorverbindungsstange 48 angeordnet, um eine schwenkbare Bewegung zwischen der Aktuatorverbindungsstange 48 und dem Hebelarm 50 ermöglichen.
In einer anderen Ausführungsform ist, wie in 2B und 3B gezeigt, der erste Stiftabschnitt 62 in der Stangenöffnung 56 der Aktuatorverbindungsstange 48 angeordnet und der zweite Stiftabschnitt 64 ist in der Hebelöffnung 58 des Hebelarms 50 angeordnet, um eine schwenkbare Bewegung zwischen der Aktuatorverbindungsstange 48 und dem Hebelarm zu ermöglichen.
Unter Bezugnahme auf 4A - 4F umfasst ein Verfahren 100 zur Montage der Verbindungsanordnung 46 den Schritt des Einführens des zweiten Stiftabschnitts 64 des Stifts 60 in die Stangenöffnung 56 der Aktuatorverbindungsstange 48 oder die Hebelöffnung 58 des Hebelarms 50, so dass die Aktuatorverbindungsstang 48 oder der Hebelarm 50 neben dem dritten Stiftabschnitt 66 liegen, wie durch Block 102 in 4A angegeben. Das Verfahren 100 umfasst ferner den Schritt des Einführens des ersten Stiftabschnitts 62 des Stifts 60 in die Hebelöffnung 58 des Hebelarms 50 oder die Stangenöffnung 56 der Aktuatorverbindungsstange 48, wie durch Block 104 in 4A angegeben. Das Verfahren 100 umfasst zusätzlich den Schritt des Befestigens des ersten Stiftabschnitts 62 an der Aktuatorverbindungsstange 48 oder dem Hebelarm 50, um eine schwenkbare Bewegung zwischen der Aktuatorverbindungsstange 48 und dem Hebelarm 50 zu ermöglichen, wie durch Block 106 in 4A angegeben.
Entweder die Aktuatorverbindungsstange 48 oder der Hebelarm 50 können neben dem dritten Stiftabschnitt 66 angeordnet sein. In den Ausführungsformen, in denen der zweite Stiftabschnitt 64 in der Hebelöffnung 58 des Hebelarms 50 angeordnet ist, liegt der Hebelarm 50 neben dem dritten Stiftabschnitt 66. Der Hebelarm 50 muss nicht in Kontakt mit dem dritten Stiftabschnitt 66 sein und muss nicht in der Lage sein, mit diesem in Kontakt zu sein, um an den dritten Stiftabschnitt 66 anzugrenzen. Zusätzlich können zusätzliche Komponenten zwischen dem Hebelarm 50 und dem dritten Stiftabschnitt 66 vorhanden sein, während der Hebelarm 50 neben dem dritten Stiftabschnitt 66 liegt. Der Hebelarm 50 muss nur nahe genug an dem dritten Stiftabschnitt 66 angeordnet sein, so dass der Hebelarm 50 und der dritte Abschnitt nahe beieinander liegen.
In den Ausführungsformen, in denen der zweite Stiftabschnitt 64 in der Stangenöffnung 56 der Aktuatorverbindungsstange 48 angeordnet ist, ist die Aktuatorverbindungsstange 48 neben dem dritten Stiftabschnitt 66 angeordnet. Die Aktuatorverbindungsstange 48 muss nicht in Kontakt mit dem dritten Stiftabschnitt 66 sein und muss nicht in der Lage sein, mit diesem in Kontakt zu sein, um an den dritten Stiftabschnitt 66 anzugrenzen. Zusätzlich können zusätzliche Komponenten zwischen der Aktuatorverbindungsstange 48 und dem dritten Stiftabschnitt 66 vorhanden sein, während die Aktuatorverbindungsstange 48 neben dem dritten Stiftabschnitt 66 angeordnet ist. Der Hebelarm 50 muss nur nahe genug an dem dritten Stiftabschnitt 66 sein, so dass die Aktuatorverbindungsstange 48 und der dritte Abschnitt nahe beieinander liegen.
Der Schritt des Befestigens 106 des ersten Stiftabschnitts 62 kann durch eine Vielzahl von Techniken erfolgen, einschließlich Schweißen, Hartlöten, Weichlöten, Einpressen oder einer anderen Presspassung. Der Schritt des Befestigens 106 führt vorteilhafterweise zu einer einfachen, kostengünstigen und schnellen Montage der Verbindungsanordnung 46. Der Schritt des Befestigens 106 des ersten Stiftabschnitts 62 führt auch dazu, dass die Verbindungsanordnung 46 zuverlässiger zusammengehalten wird als die Verbindungsanordnungen 46, die einen Sicherungsring verwenden.
Insbesondere beseitigt der Schritt des Befestigens 106 des ersten Stiftabschnitts 62 die Notwendigkeit anderer komplexerer, kostspieligerer und zeitaufwendigerer Prozesse wie der Verwendung eines Sicherungsrings. Der Schritt des Befestigens 106 des ersten Stiftabschnitts 62 ermöglicht auch die Montage der Verbindungsanordnung 46 vor dem Einbau in einen Turbolader 10, da kein weiteres Zurückhalten oder Verwenden von Befestigungselementen erforderlich ist.
In einer Ausführungsform, wie in 4B gezeigt, die durch Block 108 gezeigt ist, ist der Schritt des Befestigens 106 des ersten Stiftabschnitts 62 ferner als Schweißen des ersten Stiftabschnitts 62 des Stifts 60 an den Hebelarm 50 definiert. In einer anderen Ausführungsform, wie in 4C gezeigt, die durch Block 110 gezeigt ist, ist der Schritt des Befestigens 106 des ersten Stiftabschnitts 62 ferner als Pressverbinden des ersten Stiftabschnitts 62 des Stifts 60 mit dem Hebelarm 50 definiert. In einer weiteren Ausführungsform, wie in 4D gezeigt, die durch Block 112 gezeigt ist, ist der Schritt des Befestigens 106 des ersten Stiftabschnitts 62 ferner als Schweißen des ersten Stiftabschnitts 62 des Stifts 60 an die Aktuatorverbindungsstange 48 definiert. In einer anderen Ausführungsform, wie in 4E gezeigt, die durch Block 114 gezeigt ist, ist der Schritt des Befestigens 106 des ersten Stiftabschnitts 62 ferner als Einpressen des ersten Stiftabschnitts 62 des Stifts 60 in die Aktuatorverbindungsstange 48 definiert.
Das Verfahren 100 kann ferner einen Schritt des Koppelns der Aktuatorverbindungsstange 48 mit dem Aktuator 42 in dem Turbolader 10 umfassen, wie durch Block 116 in 4F angegeben. Das Verfahren 100 kann ferner auch einen Schritt des Koppelns des Hebelarms 50 mit dem Betätigungselement 44 in dem Turbolader 10 umfassen, wie durch Block 118 in 4F angegeben. Die Montage der Verbindungsanordnung 46 in den Turbolader 10 muss nicht gleichzeitig mit der Montage der Verbindungsanordnung 46 selbst erfolgen. Mit anderen Worten kann der Schritt 116 des Koppelns der Aktuatorverbindungsstange 48 mit dem Aktuator 42 und der Schritt 118 des Koppelns des Hebelarms 50 mit dem Betätigungselement 44 nach dem Schritt 106 des Befestigens des ersten Stiftabschnitts 62 an der Aktuatorverbindungsstange 48 oder dem Hebelarm 50 ausgeführt werden. Diese Reihenfolge der Schritte führt zu einer schnelleren Montage der Verbindungsanordnung 46 in den Turbolader 10. Alternativ kann der Schritt 116 des Koppelns der Aktuatorverbindungsstange 48 mit dem Aktuator 42 und der Schritt 118 des Koppelns des Hebelarms 50 mit dem Betätigungselement 44 gleichzeitig oder vor dem Schritt 106 des Befestigens des ersten Stiftabschnitts 62 an der Aktuatorverbindungsstange 48 oder dem Hebelarm 50 ausgeführt werden.
Es versteht sich, dass verschiedene Komponenten der Verbindungsanordnung 46 und des Turboladers 10 und die Abmessungen der verschiedenen Komponenten der Verbindungsanordnung 46 und des Turboladers 10 lediglich veranschaulichend sind und möglicherweise nicht maßstabsgetreu gezeichnet sind. Die Erfindung wurde zur Veranschaulichung beschrieben, und es versteht sich, dass die verwendete Terminologie eher beschreibend als einschränkend sein soll. Viele Modifikationen und Variationen der vorliegenden Erfindung sind im Lichte der obigen Lehren möglich und die Erfindung kann anders als spezifisch beschrieben praktiziert werden.
Obwohl die vorliegende Erfindung in den beigefügten Ansprüchen definiert ist, versteht es sich, dass die Erfindung alternativ auch gemäß den folgenden Ausführungsformen definiert werden kann:

1. Verbindungsanordnung, die durch einen Aktuator beweglich ist, um den Abgasstrom von einem Verbrennungsmotor durch Bewegen eines Betätigungselements zu steuern, wobei die Verbindungsanordnung Folgendes umfasst:
- eine Aktuatorverbindungsstange, die sich entlang einer Achse zwischen einem ersten Endabschnitt und einem zweiten Endabschnitt erstreckt, wobei der zweite Endabschnitt entlang der Achse von dem ersten Endabschnitt beabstandet ist, die Aktuatorverbindungsstange eine Stangenöffnung definiert und der erste Endabschnitt der Aktuatorverbindungsstange so konfiguriert ist, dass er mit dem Aktuator gekoppelt ist und durch den Aktuator zwischen einer ersten Stangenposition und einer zweiten Stangenposition beweglich ist.
- einen Hebelarm, der mit dem zweiten Endabschnitt der Aktuatorverbindungsstange verbunden ist, wobei der Hebelarm eine Hebelöffnung definiert, die dafür konfiguriert ist, mit dem Betätigungselement gekoppelt zu werden, und zwischen einer ersten Armposition und einer zweiten Armposition durch die Aktuatorverbindungsstange beweglich ist, um den Abgasstrom zu steuern; und
- einen Stift, der mit der Aktuatorverbindungsstange und dem Hebelarm verbunden ist, wobei der Stift Folgendes aufweist:
  - einen ersten Stiftabschnitt, der in der Stangenöffnung der Aktuatorverbindungsstange oder der Hebelöffnung des Hebelarms angeordnet ist und einen ersten Durchmesser aufweist;
  - einen zweiten Stiftabschnitt, der in der Hebelöffnung des Hebelarms oder der Stangenöffnung der Aktuatorverbindungsstange angeordnet ist, sich vom ersten Stiftabschnitt erstreckt und einen zweiten Durchmesser aufweist, der größer als der erste Durchmesser ist, und
  - einen dritten Stiftabschnitt, der sich von dem zweiten Stiftabschnitt erstreckt, so dass der zweite Stiftabschnitt zwischen dem ersten Stiftabschnitt und dem dritten Stiftabschnitt angeordnet ist, und einen dritten Durchmesser aufweist, der größer als der erste und zweite Durchmesser ist, um eine schwenkbare Bewegung zwischen der Aktuatorverbindungsstange und dem Hebelarm zu ermöglichen.
2. Verbindungsanordnung nach Ausführungsform 1, wobei der erste Stiftabschnitt, der zweite Stiftabschnitt und der dritte Stiftabschnitt miteinander integriert sind.
3. Verbindungsanordnung nach Ausführungsform 1 oder Ausführungsform 2, wobei der erste Stiftabschnitt an der Aktuatorverbindungsstange oder dem Hebelarm befestigt ist.
4. Verbindungsanordnung nach einer der Ausführungsformen 1 bis 3, wobei der zweite Durchmesser des zweiten Stiftabschnitts zwischen dem 1,1- und 2,0-fachen größer ist als der erste Durchmesser des ersten Stiftabschnitts.
5. Verbindungsanordnung nach einer der Ausführungsformen 1 bis 4, wobei der dritte Durchmesser des dritten Stiftabschnitts zwischen dem 1,1- und 3,0-fachen größer ist als der zweite Durchmesser des zweiten Stiftabschnitts.
6. Verbindungsanordnung nach einer der Ausführungsformen 1 bis 5, wobei der erste Stiftabschnitt in der Hebelöffnung des Hebelarms angeordnet ist und der zweite Stiftabschnitt in der Stangenöffnung der Aktuatorverbindungsstange angeordnet ist, um eine schwenkbare Bewegung zwischen der Aktuatorverbindungsstange und dem Hebelarm zu ermöglichen.
7. Verbindungsanordnung nach einer der Ausführungsformen 1 bis 6, wobei der erste Stiftabschnitt in der Stangenöffnung der Aktuatorverbindungsstange angeordnet ist und der zweite Stiftabschnitt in der Hebelöffnung des Hebelarms angeordnet ist, um eine schwenkbare Bewegung zwischen der Aktuatorverbindungsstange und dem Hebelarm zu ermöglichen.
8. Verbindungsanordnung nach einer der Ausführungsformen 1 bis 7, wobei die Verbindungsanordnung in einem Turbolader angeordnet ist und das Betätigungselement ein Wastegate-Ventil ist.
9. Turbolader zum Zuführen von Druckluft zu einem Verbrennungsmotor und zum Aufnehmen von Abgas von dem Verbrennungsmotor, wobei der Turbolader Folgendes umfasst:
- ein Turbinengehäuse, das Folgendes umfasst:
  - eine Innenfläche, die ein Turbinengehäuse definiert, wobei sich die Innenfläche zwischen Folgendem erstreckt:
    - einem Turbinengehäuseeinlass, der an einem Ende der Innenfläche definiert ist und mit dem Verbrennungsmotor und dem Inneren des Turbinengehäuses zur Abgabe von Abgas vom Verbrennungsmotor an das Innere des Turbinengehäuses in Fluidverbindung steht; und
    - einem Turbinengehäuseauslass, der an einem gegenüberliegenden Ende der Innenfläche definiert ist und in Fluidverbindung mit dem Innenraum des Turbinengehäuses steht, um Abgas aus dem Innenraum des Turbinengehäuses abzulassen;
  - einen Aktuator, der mit dem Turbinengehäuse gekoppelt ist;
  - ein Betätigungselement, das mit dem Aktuator verbunden ist und durch den Aktuator zwischen einer ersten Elementposition und einer zweiten Elementposition beweglich ist; und
  - eine Verbindungsanordnung nach einer der Ausführungsformen 1 bis 8, wobei der erste Endabschnitt der Aktuatorverbindungsstange mit dem Aktuator gekoppelt ist und der Hebelarm mit dem Betätigungselement gekoppelt ist.
10. Turbolader nach Ausführungsform 9, der ferner Folgendes umfasst:
- einen Wastegate-Kanal, der stromabwärts des Turbinengehäuseeinlasses angeordnet ist und einen Wastegate-Kanal in Fluidverbindung mit dem Turbinengehäuseeinlass definiert, um Abgas aus dem Turbinengehäuseeinlass durch Umgehen des Inneren des Turbinengehäuses abzulassen; und
- einen Ventilsitz, der um den Wastegate-Kanal an einem Kanalausgang des Wastegate-Kanals angeordnet ist;
- wobei das Betätigungselement ein Wastegate-Ventil ist und das Wastegate-Ventil mit dem Ventilsitz in der ersten Elementposition in Eingriff steht, um den Abgasstrom durch den Wastegate-Kanal zu verhindern, und wobei das Wastegate-Ventil in der zweiten Elementposition vom Ventilsitz gelöst wird, um den Abgasstrom durch den Wastegate-Kanal zu ermöglichen.
11. Verfahren zur Montage einer Verbindungsanordnung, die eine Aktuatorverbindungsstange umfasst, die Folgendes definiert: eine Stangenöffnung und dafür konfiguriert ist, mit einem Aktuator gekoppelt zu werden, einen Hebelarm, der eine Hebelöffnung definiert und dafür konfiguriert ist, mit einem Betätigungselement gekoppelt zu werden, und einen Stift, der die Aktuatorverbindungsstange mit dem Hebelarm verbindet, wobei der Stift Folgendes aufweist: einen ersten Stiftabschnitt mit einem ersten Durchmesser, einen zweiten Stiftabschnitt, der sich von dem ersten Stiftabschnitt erstreckt und einen zweiten Durchmesser aufweist, der größer als der erste Durchmesser ist, und einen dritten Stiftabschnitt, der sich von dem zweiten Stiftabschnitt erstreckt und einen dritten Durchmesser aufweist, der größer als der erste und zweite Durchmesser ist, wobei das Verfahren Folgendes umfasst:
- Einführen des zweiten Stiftabschnitts in die Stangenöffnung der Aktuatorverbindungsstange oder die Hebelöffnung des Hebelarms, so dass die Aktuatorverbindungsstange oder der Hebelarm neben dem dritten Stiftabschnitt angeordnet ist,
- Einführen des ersten Stiftabschnitts in die Hebelöffnung des Hebelarms oder die Stangenöffnung der Aktuatorverbindungsstange; und
- Befestigen des ersten Stiftabschnitts an der Aktuatorverbindungsstange oder dem Hebelarm, um eine schwenkbare Bewegung zwischen der Aktuatorverbindungsstange und dem Hebelarm zu ermöglichen.
12. Verfahren nach Ausführungsform 11, wobei der Schritt des Befestigens des ersten Stiftabschnitts ferner als Schweißen des ersten Stiftabschnitts an den Hebelarm definiert ist.
13. Verfahren nach Ausführungsform 11 oder Ausführungsform 12, wobei der Schritt des Befestigens des ersten Stiftabschnitts ferner als Einpressen des ersten Stiftabschnitts in den Hebelarm definiert ist.
14. Verfahren nach einer der Ausführungsformen 11 bis 13, wobei der Schritt des Befestigens des ersten Stiftabschnitts ferner als Schweißen des ersten Stiftabschnitts an die Aktuatorverbindungsstange definiert ist.
15. Verfahren nach einer der Ausführungsformen 11 bis 14, wobei der Schritt des Befestigens des ersten Stiftabschnitts ferner als Einpressen des ersten Stiftabschnitts in die Aktuatorverbindungsstange definiert ist.
16. Verfahren nach einer der Ausführungsformen 11 bis 15, das ferner Folgende Schritte umfasst:
- Koppeln der Aktuatorverbindungsstange mit dem Aktuator in einem Turbolader; und
- Koppeln des Hebelarms mit dem Betätigungselement im Turbolader.

Claims

Verbindungsanordnung, die durch einen Aktuator beweglich ist, um den Abgasstrom von einem Verbrennungsmotor durch Bewegen eines Betätigungselements zu steuern, wobei die Verbindungsanordnung Folgendes umfasst: eine Aktuatorverbindungsstange, die sich entlang einer Achse zwischen einem ersten Endabschnitt und einem zweiten Endabschnitt erstreckt, wobei der zweite Endabschnitt entlang der Achse von dem ersten Endabschnitt beabstandet ist, die Aktuatorverbindungsstange eine Stangenöffnung definiert und der erste Endabschnitt der Aktuatorverbindungsstange so konfiguriert ist, dass er mit dem Aktuator gekoppelt ist und durch den Aktuator zwischen einer ersten Stangenposition und einer zweiten Stangenposition beweglich ist. einen Hebelarm, der mit dem zweiten Endabschnitt der Aktuatorverbindungsstange verbunden ist, wobei der Hebelarm eine Hebelöffnung definiert, die dafür konfiguriert ist, mit dem Betätigungselement gekoppelt zu werden, und zwischen einer ersten Armposition und einer zweiten Armposition durch die Aktuatorverbindungsstange beweglich ist, um den Abgasstrom zu steuern; und einen Stift, der mit der Aktuatorverbindungsstange und dem Hebelarm verbunden ist, wobei der Stift Folgendes aufweist: einen ersten Stiftabschnitt, der in der Stangenöffnung der Aktuatorverbindungsstange oder der Hebelöffnung des Hebelarms angeordnet ist und einen ersten Durchmesser aufweist; einen zweiten Stiftabschnitt, der in der Hebelöffnung des Hebelarms oder der Stangenöffnung der Aktuatorverbindungsstange angeordnet ist, sich vom ersten Stiftabschnitt erstreckt und einen zweiten Durchmesser aufweist, der größer als der erste Durchmesser ist, und einen dritten Stiftabschnitt, der sich von dem zweiten Stiftabschnitt erstreckt, so dass der zweite Stiftabschnitt zwischen dem ersten Stiftabschnitt und dem dritten Stiftabschnitt angeordnet ist, und einen dritten Durchmesser aufweist, der größer als der erste und zweite Durchmesser ist, um eine schwenkbare Bewegung zwischen der Aktuatorverbindungsstange und dem Hebelarm zu ermöglichen.
Verbindungsanordnung nach Anspruch 1, wobei der erste Stiftabschnitt, der zweite Stiftabschnitt und der dritte Stiftabschnitt miteinander integriert sind.
Verbindungsanordnung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei der erste Stiftabschnitt an der Aktuatorverbindungsstange oder dem Hebelarm befestigt ist.
Verbindungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der zweite Durchmesser des zweiten Stiftabschnitts zwischen dem 1,1- und 2,0-fachen größer ist als der erste Durchmesser des ersten Stiftabschnitts.
Verbindungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der dritte Durchmesser des dritten Stiftabschnitts zwischen dem 1,1- und 3,0-fachen größer ist als der zweite Durchmesser des zweiten Stiftabschnitts.
Verbindungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Stiftabschnitt in der Hebelöffnung des Hebelarms angeordnet ist und der zweite Stiftabschnitt in der Stangenöffnung der Aktuatorverbindungsstange angeordnet ist, um eine schwenkbare Bewegung zwischen der Aktuatorverbindungsstange und dem Hebelarm zu ermöglichen.
Verbindungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Stiftabschnitt in der Stangenöffnung der Aktuatorverbindungsstange angeordnet ist und der zweite Stiftabschnitt in der Hebelöffnung des Hebelarms angeordnet ist, um eine schwenkbare Bewegung zwischen der Aktuatorverbindungsstange und dem Hebelarm zu ermöglichen.
Verbindungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Verbindungsanordnung in einem Turbolader angeordnet ist und das Betätigungselement ein Wastegate-Ventil ist.
Turbolader zum Zuführen von Druckluft zu einem Verbrennungsmotor und zum Aufnehmen von Abgas von dem Verbrennungsmotor, wobei der Turbolader Folgendes umfasst: ein Turbinengehäuse, das Folgendes umfasst: eine Innenfläche, die das Innere eines Turbinengehäuses definiert, wobei sich die Innenfläche zwischen Folgendem erstreckt: einem Turbinengehäuseeinlass, der an einem Ende der Innenfläche definiert ist und mit dem Verbrennungsmotor und dem Inneren des Turbinengehäuses zur Abgabe von Abgas vom Verbrennungsmotor an das Innere des Turbinengehäuses in Fluidverbindung steht; und einem Turbinengehäuseauslass, der an einem gegenüberliegenden Ende der Innenfläche definiert ist und in Fluidverbindung mit dem Innenraum des Turbinengehäuses steht, um Abgas aus dem Innenraum des Turbinengehäuses abzulassen; einen Aktuator, der mit dem Turbinengehäuse gekoppelt ist; ein Betätigungselement, das mit dem Aktuator verbunden ist und durch den Aktuator zwischen einer ersten Elementposition und einer zweiten Elementposition beweglich ist; und eine Verbindungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Endabschnitt der Aktuatorverbindungsstange mit dem Aktuator gekoppelt ist und der Hebelarm mit dem Betätigungselement gekoppelt ist.
Turbolader nach Ausführungsform 9, der ferner Folgendes umfasst: einen Wastegate-Kanal, der stromabwärts des Turbinengehäuseeinlasses angeordnet ist und einen Wastegate-Kanal in Fluidverbindung mit dem Turbinengehäuseeinlass definiert, um Abgas aus dem Turbinengehäuseeinlass durch Umgehen des Inneren des Turbinengehäuses abzulassen; und einen Ventilsitz, der um den Wastegate-Kanal an einem Kanalausgang des Wastegate-Kanals angeordnet ist; wobei das Betätigungselement ein Wastegate-Ventil ist und das Wastegate-Ventil mit dem Ventilsitz in der ersten Elementposition in Eingriff steht, um den Abgasstrom durch den Wastegate-Kanal zu verhindern, und wobei das Wastegate-Ventil in der zweiten Elementposition vom Ventilsitz gelöst wird, um den Abgasstrom durch den Wastegate-Kanal zu ermöglichen.
Verfahren zur Montage einer Verbindungsanordnung die Folgendes umfasst: eine Aktuatorverbindungsstange, die eine Stangenöffnung definiert und dafür konfiguriert ist, mit einem Aktuator gekoppelt zu werden, einen Hebelarm, der eine Hebelöffnung definiert und dafür konfiguriert ist, mit einem Betätigungselement gekoppelt zu werden, und einen Stift, der die Aktuatorverbindungsstange mit dem Hebelarm verbindet, wobei der Stift Folgendes aufweist: einen ersten Stiftabschnitt mit einem ersten Durchmesser, einen zweiten Stiftabschnitt, der sich von dem ersten Stiftabschnitt erstreckt und einen zweiten Durchmesser aufweist, der größer als der erste Durchmesser ist, und einen dritten Stiftabschnitt, der sich von dem zweiten Stiftabschnitt erstreckt und einen dritten Durchmesser aufweist, der größer als der erste und zweite Durchmesser ist, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Einführen des zweiten Stiftabschnitts in die Stangenöffnung der Aktuatorverbindungsstange oder die Hebelöffnung des Hebelarms, so dass die Aktuatorverbindungsstange oder der Hebelarm neben dem dritten Stiftabschnitt angeordnet ist, Einführen des ersten Stiftabschnitts in die Hebelöffnung des Hebelarms oder die Stangenöffnung der Aktuatorverbindungsstange; und Befestigen des ersten Stiftabschnitts an der Aktuatorverbindungsstange oder dem Hebelarm, um eine schwenkbare Bewegung zwischen der Aktuatorverbindungsstange und dem Hebelarm zu ermöglichen.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei der Schritt des Befestigens des ersten Stiftabschnitts ferner als Schweißen des ersten Stiftabschnitts an den Hebelarm definiert ist.
Verfahren nach Anspruch 11 oder Anspruch 12, wobei der Schritt des Befestigens des ersten Stiftabschnitts ferner als Einpressen des ersten Stiftabschnitts in den Hebelarm definiert ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei der Schritt des Befestigens des ersten Stiftabschnitts ferner als Schweißen des ersten Stiftabschnitts an die Aktuatorverbindungsstange definiert ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, wobei der Schritt des Befestigens des ersten Stiftabschnitts ferner als Einpressen des ersten Stiftabschnitts in die Aktuatorverbindungsstange definiert ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 15, das ferner Folgende Schritte umfasst: Koppeln der Aktuatorverbindungsstange mit dem Aktuator in einem Turbolader; und Koppeln des Hebelarms mit dem Betätigungselement im Turbolader.