DE112013003920T5

DE112013003920T5 - Stellvorrichtung, insbesondere elektronischer E-Steller

Info

Publication number: DE112013003920T5
Application number: DE201311003920
Authority: DE
Inventors: Jochen Kraemer; Hans-Joerg Fetzer
Original assignee: BorgWarner Inc
Current assignee: BorgWarner Inc
Priority date: 2012-09-19
Filing date: 2013-09-11
Publication date: 2015-05-07
Also published as: JP2015528542A; WO2014046935A1; KR102036857B1; JP6364412B2; IN2015DN02605A; CN104603421B; US9822695B2; KR20150053934A; US20150226221A1; CN104603421A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Stellvorrichtung (1), insbesondere elektronischer E-Steller, mit einem Gehäuse (2); und mit einem Stellschaft, der einen im Gehäuse (2) geführten ersten Schaftabschnitt, und der einen aus dem Gehäuse (2) herausragenden zweiten Schaftabschnitt (3) aufweist, wobei eine Abschirmkappe (4) vorgesehen ist, die am Gehäuse (2) befestigt ist und den zweiten Schaftabschnitt (3) bis auf einen Befestigungsbereich (5) umgibt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Stellvorrichtung, insbesondere in Form eines elektronischen E-Stellers, gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Derartige Stellvorrichtungen werden beispielsweise bei Abgasturboladern verwendet, um Wastegateklappen zu öffnen bzw. zu schließen. Der Stellschaft derartiger Stellvorrichtungen kann sich aufgrund hoher Umgebungstemperaturen, wie beispielsweise in einem Motorraum, erwärmen, was zum einen den Stellschaft selbst negativ beeinflussen kann und es zum anderen durch Wärmeeinleitung über den Stellschaft zu einem Wärmeeintrag in das Gehäuse der Stellvorrichtung kommen kann.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Stellvorrichtung der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art zu schaffen, die es möglich macht, den Stellschaft der Stellvorrichtung vor negativen Wärmeeinwirkungen zu schützen.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruches 1.
Die Abschirmkappe der erfindungsgemäßen Stellvorrichtung hat die Aufgabe, eine Hitzeabschirmung für den Stellschaft zu bilden, um diesen vor erhöhten Temperaturen aus der Umgebung der Stellvorrichtung zu schützen.
Ferner ergibt die Abschirmkappe den Vorteil eines Schutzes gegen einen möglichen Schmutzwassereintritt in größeren Mengen, wie auch die Verhinderung eines Schmutzbefalls des Stellschafts.
Die Unteransprüche haben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt.
Im Anspruch 11 und 12 ist ein erfindungsgemäßer Abgasturbolader als selbstständig handelbares Objekt definiert.
Bevorzugterweise kann die Abschirmkappe (Abschirmblech) mit Kühlungsbohrungen und/oder mit Wasseraustrittsbohrungen versehen sein.
Die Konstruktion der erfindungsgemäßen Abschirmkappe sieht zwei miteinander verbundene Zylinderabschnitte vor, die mit unterschiedlich großen Durchmessern ausgebildet sind und über einen vorzugsweise gerundet ausgebildeten Übergangsbereich miteinander verbunden sind.
Ferner ist es möglich, eine Verdrehsicherung vorzusehen, so dass ein Null-Fehler-Verbau der Abschirmkappe möglich ist.
Bei einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform ist eine Bördelung am Zylinderabschnitt mit dem größeren Durchmesser vorgesehen, die als Auflagefläche und gleichzeitig als Zentrierung der Stellvorrichtung dient.
Die Abschirmkappe kann direkt zwischen der Stellvorrichtung und dem Stellerhalter befestigt, insbesondere verschraubt, werden. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass zusätzliche Befestigungseinrichtungen nicht benötigt werden.
Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Es zeigt:
1 eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Stellvorrichtung,
2 eine Detaildarstellung einer Umlenkeinrichtung,
3 eine Vorderansicht einer Abschirmkappe,
4 eine perspektivische Darstellung der Abschirmkappe gemäß 3,
5 eine perspektivische geschnittene Darstellung eines bekannten Abgasturboladers mit einem Aktuator, der durch die Stellvorrichtung gemäß 1 ersetzt werden kann, um den Abgasturbolader zu einem erfindungsgemäßen Turbolader zu machen.
1 stellt eine erfindungsgemäße Stellvorrichtung 1 dar, die im Beispielsfalle als elektronischer E-Steller (elektrischer Steller) ausgebildet ist.
Der E-Steller 1 weist ein Gehäuse 2 auf, in dem ein in seiner Gesamtheit nicht sichtbarer Stellschaft über einen ersten Schaftabschnitt geführt ist. Der Stellschaft weist einen zweiten Schaftabschnitt 3 auf, der aus dem Gehäuse 2 herausragt und in 1 gestrichelt angedeutet ist.
Wie 1 verdeutlicht, ist dieser zweite Schaftabschnitt 3 von einer Abschirmkappe 4 umgeben, die am Gehäuse 2 befestigt, insbesondere verschraubt, ist. Hierbei wird der zweite Schaftabschnitt 3 bis auf einen Befestigungsbereich 5 von der Abschirmkappe 4 abgedeckt, um einen unerwünschten Wärmeeintrag in den Schaftabschnitt 3 zu verhindern.
Wie die 3 und 4 im Zusammenhang mit 1 verdeutlichen, weist die Abschirmkappe 4 zwei miteinander verbundene erste und zweite Zylinderabschnitte 6 und 7 auf. Hierbei hat der Zylinderabschnitt 6 einen Durchmesser D₁, der kleiner ist als der Durchmesser D₂ des Zylinderabschnittes 7. Die Zylinderabschnitte 6 und 7 sind hierbei über einen gerundeten Übergangsbereich 19 miteinander verbunden, wobei die Abschirmkappe 4 vorzugsweise ein einstückiges Bauteil ist.
Wie eine Zusammenschau der 3 und 4 verdeutlicht, weist die Abschirmkappe 4 Kühlungs- und Wasseraustrittsbohrungen 8, 9, 10 und 11 auf.
Im zweiten Zylinderabschnitt 7 ist eine Verdrehsicherung 12 vorgesehen, die als eine Ausnehmung im zweiten Zylinderabschnitt 7 ausgebildet ist. Diese Ausnehmung 12 weist einen rechteckigen Ausnehmungsbereich 12A und einen sich an diesen anschließenden, dem ersten Zylinderabschnitt 6 benachbarten, konisch sich verengenden Ausnehmungsbereich 12B auf. Wie eine Zusammenschau der 3 und 4 zeigt, schließt sich die Ausnehmung 12 an eine stirnseitige Öffnung 14 des zweiten Zylinderabschnitts 7 an, die einer Durchtrittsausnehmung 18 des ersten Zylinderabschnitts 6 gegenüber angeordnet ist, durch die im Montagezustand der Abschirmkappe 4 der Schaftabschnitt 3 hindurch verläuft, was sich aus 1 ergibt. Die Abschirmkappe 4 weist ferner eine Bördelung 13 auf, die um die stirnseitige Öffnung 14 des zweiten Zylinderabschnitts 7 umläuft. Diese Bördelung 13 ist mit Ausnehmungen versehen, von denen in 4 die Ausnehmungen 15, 16 und 17 zu sehen sind. Diese Ausnehmungen dienen zum Hindurchtritt von Schrauben, mit denen die Abschirmkappe 4 am Gehäuse 2 der Stellvorrichtung 1 befestigt werden kann. Vom Prinzip her sind jedoch auch andere Befestigungsmöglichkeiten denkbar.
Die 1 und 2 verdeutlichen ferner, dass die erfindungsgemäße Stellvorrichtung 1 mit einer Umlenkeinrichtung 20 versehen ist. Diese Umlenkeinrichtung 20 ist am Befestigungsbereich 5 des Schaftabschnittes 3 fixiert, wozu der Befestigungsbereich 5 im Beispielsfalle mit einem Außengewinde versehen ist, das in 1 nicht im Einzelnen dargestellt ist. Auf das Außengewinde des Befestigungsbereiches 5 können zwei Muttern 27 und 28 aufgeschraubt werden, die im Montagezustand, wie 1 verdeutlicht, eine Anschlussplatte 23 umgreifen, die mit einer Ausnehmung 26 versehen ist, durch die der Befestigungsbereich 5 hindurchgesteckt werden kann, wie sich dies aus 1 ergibt.
Die Anschlussplatte 23 ist an einer Stirnseite 22 eines Mittelteils 21 der Umlenkeinrichtung 20 angeordnet. Wie 2 verdeutlicht, ist bei der dort dargestellten, besonders bevorzugten Ausführungsform ein rechter Winkel α zwischen dem Mittelteil 21 und der Anschlussplatte 23 eingeschlossen.
Ferner weist die Umlenkeinrichtung 20 eine Bolzenplatte 24 auf, die an einer Längsseite des Mittelteils 21 angeordnet ist. Hieraus ergibt sich, dass die Ebene der Anschlussplatte 23 um 90° gegenüber der Ebene der Bolzenplatte 24 gedreht ist, wie sich dies im Einzelnen aus der Darstellung der 2 ergibt. Auf der Bolzenplatte 24 ist ein Bolzen 25 angeordnet, der vorzugsweise ballig ausgebildet ist.
Wie 1 verdeutlicht, greift der Bolzen 25 durch ein Anschlussauge eines Endes einer Koppelstange 26 hindurch, um die Koppelstange 26 mit dem Stellschaft des E-Stellers 1 zu verbinden. Das Auge, dass der Bolzen 25 durchgreift, entspricht einem Auge 29, das am anderen Ende der Koppelstange 26 angeordnet ist, wie sich dies im Einzelnen aus der Darstellung der 1 erschließt.
Durch die zuvor erläuterte Anordnung der Anschlussplatte 23 an einer Stirnseite 22 des Mittelteils 21 und die um 90° geklappte Anordnung der Bolzenplatte 24 an einer Längsseite des Mittelteils 21, ergibt sich eine Konfiguration der Umlenkeinrichtung 20, die eine Umlenkung von Kinematikebenen ermöglicht.
Der Bolzen 25 kann aufgrund seiner Konstruktion als Feinguss- oder Blechbiegeteil oder auch als MIM-Teil ausgebildet werden.
In 5 ist als ein Beispiel eines bekannten Abgasturboladers der Turbolader 30 dargestellt, der einen Aktuator 44 mit einer Regelstange 43 aufweist. Diese Ausbildung stellt eine bekannte Ausführungsform dar. Der Abgasturbolader 30 kann jedoch zu einem erfindungsgemäßen Abgasturbolader gemacht werden, wenn der Aktuator 44 mit seiner Regelstange 43 durch die zuvor im Zusammenhang mit den 1 bis 4 erläuterte erfindungsgemäße Stellvorrichtung 1 ausgetauscht wird.
Die in 5 ansonsten enthaltenen Bezugszeichen sind in der nachfolgenden Bezugszeichenliste erläutert, da eine detaillierte Beschreibung der durch diese Bezugszeichen verdeutlichten technischen Merkmale für die Erläuterung der Prinzipien vorliegender Erfindung nicht erforderlich sind.
Neben der voranstehenden schriftlichen Offenbarung der Erfindung wir hiermit explizit auf deren zeichnerische Darstellung in den 1 bis 5 Bezug genommen.
Bezugszeichenliste

1: Stellvorrichtung (E-Steller)
2: Gehäuse
3: Schaftabschnitt
4: Abschirmkappe
5: Befestigungsbereich
6, 7: erster und zweiter Zylinderabschnitt
8–11: Kühlungs- und Wasseraustrittsbohrungen
12: Verdrehsicherung
12A: rechteckiger Ausnehmungsbereich
12B: konischer Ausnehmungsbereich
13: Bördelung
14: stirnseitige Öffnung
15–17: Ausnehmungen
18: Durchtrittsöffnungen
19: Übergangsbereich
20: Umlenkeinrichtung
21: Mittelteil
22: Stirnseite
23: Anschlussplatte
24: Bolzenplatte
25: Bolzen
26: Koppelstange
27, 28: Muttern
29: Auge
30: Abgasturbolader
31: Turbinengehäuse
32: Verdichtergehäuse
33: Lagergehäuse
34: Turbinenrad
35: Welle
36: Verdichterrad
37: Turbinengehäuseeintritt
38: Turbinengehäuseaustritt
39: Klappenanordnung
40: Klappenteller
41: Klappenhebel/Spindel
42: Klappenwelle
43: Regelstange
44: Aktuator
α: rechter Winkel

Claims

Stellvorrichtung (1), insbesondere elektronischer E-Steller, – mit einem Gehäuse (2); und – mit einem Stellschaft, • der einen im Gehäuse (2) geführten ersten Schaftabschnitt, und • der einen aus dem Gehäuse (2) herausragenden zweiten Schaftabschnitt (3) aufweist, dadurch gekennzeichnet, – dass eine Abschirmkappe (4) vorgesehen ist, die am Gehäuse (2) befestigt ist und den zweiten Schaftabschnitt (3) bis auf einen Befestigungsbereich (5) umgibt.
Stellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschirmkappe (4) zwei miteinander verbundene erste und zweite Zylinderabschnitte (6, 7) mit unterschiedlichen Durchmessern (D1, D2) aufweist.
Stellvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschirmkappe (4) Kühlungs- und Wasseraustrittsbohrungen (8, 9, 10, 11) aufweist.
Stellvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass im zweiten Zylinderabschnitt (7) eine Verdrehsicherung (12) angeordnet ist.
Stellvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdrehsicherung (12) als Ausnehmung im zweiten Zylinderabschnitt (7) ausgebildet ist.
Stellvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass um eine stirnseitige Öffnung (14) des zweiten Zylinderabschnitts (7) eine Bördelung (13) angeordnet ist.
Stellvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bördelung (13) mit Ausnehmungen (15, 16, 17) versehen ist.
Stellvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschirmkappe (4) mit dem Gehäuse (2) verschraubt ist.
Stellvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungsabschnitt (5) über eine Umlenkeinrichtung (20) mit einer Koppelstange (26) verbunden ist.
Stellvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Stellschaft aus Kunststoff oder Metall hergestellt ist.
Abgasturbolader (30) mit einer Stellvorrichtung (1), die ein Gehäuse (2) und einen Stellschaft aufweist, der einen im Gehäuse (2) geführten ersten Schaftabschnitt und einen aus dem Gehäuse (2) herausragenden zweiten Schaftabschnitt (3) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Abschirmkappe (4) vorgesehen ist, die am Gehäuse (2) befestigt ist und den zweiten Schaftabschnitt (3) bis auf einen Befestigungsbereich (5) umgibt.
Abgasturbolader nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch wenigstens eines der Merkmale der Ansprüche 2 bis 10.