DE202013006097U1

DE202013006097U1 - Stellanordnung eines Abgasturboladers

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Publication number: DE202013006097U1
Application number: DE202013006097U
Authority: DE
Original assignee: BorgWarner Inc
Current assignee: BorgWarner Inc
Priority date: 2013-07-04
Filing date: 2013-07-04
Publication date: 2013-08-12
Anticipated expiration: 2023-07-05

Abstract

Stellanordnung (1) eines Abgasturboladers (4), der ein Ladergehäuse (2) aufweist,
– mit einer Spindel (15),
• die einen ersten außerhalb des Ladergehäuses (2) angeordneten Endbereich (24) aufweist, und
• die einen zweiten, innerhalb des Ladergehäuses (2) angeordneten Endbereich (25) aufweist;
– mit einer Stelleinrichtung (18), die mittels eines inneren Hebels (16) mit der Spindel (15) verbunden ist, wobei der innere Hebel (16) zwischen den ersten und zweiten Endbereich (24 bzw. 25) an der Spindel (15) befestigt ist; und
– mit einer Lageranordnung (26), die die Spindel (15) im Ladergehäuse (2) lagert, dadurch gekennzeichnet,
– dass die Lageranordnung (26) eine im Ladergehäuse (2) fixierte Lagerbuchse (27) aufweist, die sich vom ersten Endbereich (24) aus, in Axialrichtung (A) der Spindel (15), bis zumindestens zum zweiten Endbereich (25) in das Ladergehäuse (2) erstreckt, und
– dass die Lagerbuchse (27) einen Durchtrittsschlitz (28) für den inneren Hebel (16) aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Stellanordnung eines Abgasturboladers gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Eine derartige Stellanordnung ist aus der DE 10 2009 048 125 A1 bekannt. Diese bekannte Stellanordnung ist eine Wastegate-Anordnung für eine Turbine, bei der über einen turbinenseitigen Bypass die Ladedruckregelung erfolgt. Hierzu wird über eine entsprechend groß ausgebildete Bypassausnehmung ein Teil des Abgases mittels einer Stelleinrichtung in Form eines Klappentellers um das Turbinenrad der Turbine herumgeleitet. Die Spindel und der Klappenteller bilden hierbei einen Zusammenbau, wobei die Spindel einseitig in einer Buchse gelagert ist und zu einem Kantenträger geführt wird, da das Abgas mit hoher Pulsation direkt bzw. frontal auf den Klappenteller trifft, was designbedingt an Spindel und/oder Lagerbuchse zu hohem Verschleiß führt.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Stellanordnung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art zu schaffen, deren Verschleißverhalten optimiert ist.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruches 1.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Lageranordnung zumindest eine im Ladergehäuse (entweder Turbinengehäuse, Lagergehäuse oder auch Verdichtergehäuse) fixierte Lagerbuchse aufweist, die sich von einem ersten Endbereich aus in axialer Richtung der Spindel gesehen bis zumindestens zu einem zweiten Endbereich der Spindel in das Gehäuse erstreckt und einen Durchtrittsschlitz für den inneren Hebel der Stellanordnung aufweist. Dadurch wird ein Verbau einer Buchse ermöglicht, die unter Temperatureinwirkung der sie umströmenden Abgase die gleichen Verschiebungen an ihren Lagerstellen erfährt.
Die Unteransprüche haben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt.
Ist neben der ersten im Ladergehäuse fixierten Lagerbuchse eine weitere bzw. zweite Lagerbuchse vorgesehen, die koaxial innerhalb der ersten Lagerbuchse angeordnet ist, ist es möglich, zwei Lagerbereiche für die Spindel zu schaffen. Durch die zweite Lagerbuchse wird dementsprechend ein Gegenlager geschaffen, was bedeutet, dass der Zusammenbau aus Klappenteller und Spindel beidseitig abgestützt ist.
Hierbei ist es möglich, die Spindel durch eine Ausnehmung bzw. Bohrung im inneren Hebel am Klappenteller zu führen, wobei die Verbindung zwischen dem inneren Hebel und der Spindel durch eine Schweißung in einem Schweißfenster des inneren Hebels erfolgen kann.
Diese Anordnung kann entweder dadurch hergestellt werden, dass die Lagerbuchse im Ladergehäuse verbaut wird und die Spindel zusammen mit dem vormontierten Klappenteller eingeführt und verschweißt wird. Alternativ ist es möglich, die Lagerbuchse außerhalb mit der Spindel und dem Klappenteller zu verbinden und dann als Einheit im Ladergehäuse zu verbauen.
Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Darin zeigt:
1 eine perspektivische geschnittene Darstellung einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Abgasturboladers,
2 eine schematisch vereinfachte Schnittdarstellung einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Stellanordnung, und
3 eine der 2 entsprechende Darstellung einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Stellanordnung.
In 1 ist eine perspektivische Darstellung einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Abgasturboladers 4 dargestellt, der ein Ladergehäuse 2 umfasst.
Das Ladergehäuse 2 setzt sich zusammen aus einem Turbinengehäuse 19, einem Lagergehäuse 20 und einem Verdichtergehäuse 21, die jeweils miteinander verbunden sind, wie sich dies im Einzelnen aus 1 ergibt.
Der Abgasturbolader 4 ist mit einer Stellanordnung 1 versehen, die entweder eine Wastegate- oder eine Regelklappenanordnung sein kann. In 1 ist eine Wastegateklappenanordnung als Stellanordnung 1 dargestellt. Diese Stellanordnung 1 weist dementsprechend eine Spindel 15 auf, die einen gemäß den 2 und 3 sichtbaren ersten außerhalb des (in diesem Falle) Turbinengehäuses 19 angeordneten Endbereich 24 aufweist, an dem ein äußerer Hebel 14 fixiert ist. Die Spindel 15 weist ferner einen zweiten innerhalb des Turbinengehäuses 19 angeordneten Endbereich 25 auf. Ferner ist bei der in 1 dargestellten Ausführungsform eine Stelleinrichtung 18 in Form eines Klappentellers der Wastegateklappenanordnung 1 dargestellt, die mittels eines inneren Hebels 16 mit der Spindel 15 verbunden ist. Wie sich aus den 2 und 3 ergibt, ist hierbei der innere Hebel 16 zwischen dem ersten und dem zweiten Endbereich 24 bzw. 25 an der Spindel 15 befestigt.
Wie sich ferner aus einer Zusammenschau der 1 und 3 ergibt, ist eine Lageranordnung 26 für die Spindel 15 vorgesehen, die im Gehäuse 2, im Beispielsfalle des Turboladers gemäß 1, also im Turbinengehäuse 19, angeordnet ist.
Der Abgasturbolader 4 gemäß der Darstellung der 1 weist ferner eine Betätigungsvorrichtung 17 auf, die einen Aktuator 22 umfasst, der bei der in 1 dargestellten Ausführungsform über einen Halter 3 am Verdichtergehäuse 21 fixiert ist. Der Aktuator 22 kann als pneumatische Steuerdose oder als elektrischer Steller (E-Steller) ausgebildet sein. Der Aktuator 22 weist, wie 1 zeigt, eine Regelstange 13 auf, die über ein Verbindungsstück 23 mit dem äußeren Hebel 14 verbunden ist. Bei einer Longitudinalbewegung der Regelstange 13 durch den Aktuator 22 wird der Hebel 14 verschwenkt und damit die Spindel 15 und der an ihr befestigte innere Hebel 16 mit dem Klappenteller 18 verschwenkt, um eine in 1 nicht sichtbare Wastegateklappenöffnung zu öffnen bzw. zu schließen.
Bei der Ausführungsform der Stellanordnung 1 gemäß 2 weist die Lageranordnung 26 eine im Ladergehäuse 2 bzw. im Turbinengehäuse 19 fixierte Lagerbuchse 27 auf. Die Lagerbuchse 27 erstreckt sich hierbei vom ersten Endbereich 24 aus, in Axialrichtung A der Spindel 15, bis zumindestens einem zweiten Endbereich 25 in das Ladergehäuse 2 bzw. das Turbinengehäuse 19. Bei der in 2 dargestellten Ausführungsform erstreckt sich die Lagerbuchse 27 über den zweiten Endbereich 25 hinaus in das Ladergehäuse 2 bzw. das Turbinengehäuse 19.
Die Lagerbuchse 27 weist einen Durchtrittsschlitz 28 auf, durch den hindurch sich der innere Hebel 16 erstreckt, der einerseits mit der Spindel 15 und andererseits mit der Stelleinrichtung 18, im Beispielsfalle dem Klappenteller, verbunden ist.
Die Lageranordnung 26 der Ausführungsform gemäß 2 weist ferner eine weitere bzw. zweite Lagerbuchse 29 auf, die koaxial innerhalb der im Ladergehäuse 2 fixierten ersten Lagerbuchse 27 angeordnet ist. Diese zweite Lagerbuchse 29 lagert einen Spindelbereich 30, der sich vom ersten Endbereich 24 aus bis zu einem Bereichsende 31 der Spindel 15 erstreckt, das dem inneren Hebel 16 benachbart ist. Dementsprechend erstreckt sich die Lagerbuchse 29 von einer nach innen weisenden Stirnfläche 34 des äußeren Hebels 14 entlang des Spiegelbereichs 30 bis zu dem Bereichsende 31.
Die Lagerbuchse 29 weist ferner einen Anschlagbund 32 auf, der an einer auf den äußeren Hebel 14 weisenden Stirnfläche 33 der Lagerbuchse 27 anliegt, wie sich dies aus 2 erschließt.
Aus dieser Buchse-in-Buchse-Anordnung, bestehend aus den Lagerbuchsen 27 und 29, ergibt sich eine zweiseitige Lagerung, wobei die innere Lagerbuchse 29 die Lagerung des Spindelbereichs 30 bewirkt, während ein innerer Buchsenbereich 38 der Lagerbuchse 27 die Lagerung des zweiten Endbereichs 25 bewirkt, wobei diese beiden Bereiche 30 bzw. 25 beidseits des inneren Hebels 16 angeordnet sind, wie sich dies im Einzelnen aus der Darstellung der 2 erschließt.
Bei der Ausführungsform gemäß 3 ist nur die im Lager- bzw. Turbinengehäuse fixierte Lagerbuchse 27 als Teil der Lageranordnung vorgesehen, die den auf der Seite des äußeren Hebels 14 liegenden Spindelbereich 30 sowie den innen liegenden Spindelbereich in Form des zweiten Endbereichs 25 über den Buchsenbereich 38 lagert.
Bei dieser Ausführungsform ist ferner eine Durchtrittsausnehmung 35 im inneren Hebel 16 vorgesehen, durch den sich die Spindel 15 erstreckt. Der innere Hebel 16 weist zur Fixierung der Spindel 15 ferner ein Schweißfenster 37 auf, in dem eine Verschweißung in Form eines Schweißpunktes 36 angeordnet ist, um die Spindel 15 mit dem inneren Hebel 16 zu verbinden. Natürlich weist auch die Buchse 27 einen Durchtrittsschlitz 28 für den inneren Hebel 16 auf, so dass diesbezüglich auf die voranstehende Erläuterung zur 2, wie auch bezüglich aller anderen übereinstimmenden Teile, verwiesen werden kann.
Neben der voranstehenden schriftlichen Offenbarung der Erfindung wird hiermit zu deren Ergänzung explizit auf die zeichnerische Darstellung der Erfindung in den 1 bis 3 Bezug genommen.
Bezugszeichenliste

1: Stellanordnung
2: Ladergehäuse
3: Halter
4: Abgasturbolader
5: Gehäuseoberteil
6: Gehäuseunterteil
7: Aktuatorgehäuse
8: Feder
9: Turbinenrad
10: Rotorwelle
11: Verdichterrad
12: Zapfen
13: Regelstange
14: Äußerer Hebel
15: Spindel
16: Innerer Hebel
17: Betätigungsvorrichtung
18: Stelleinrichtung (Klappenteller)
19: Verdichtergehäuse
20: Lagergehäuse
21: Verdichtergehäuse
22, 23: Lager
24, 25: Endbereich
26: Lageranordnung
27: Lagerbuchse
28: Durchtrittsschlitz
29: Lagerbuchse
30: Spindelbereich
31: Bereichsende
32: Anschlagbund
33: Stirnfläche
34: Stirnfläche
35: Durchtrittsausnehmung
36: Schweißpunkt
37: Schweißfenster
38: Lagerbereich
A: Achse der Spindel 15

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102009048125 A1 [0002]

Claims

Stellanordnung (1) eines Abgasturboladers (4), der ein Ladergehäuse (2) aufweist, – mit einer Spindel (15), • die einen ersten außerhalb des Ladergehäuses (2) angeordneten Endbereich (24) aufweist, und • die einen zweiten, innerhalb des Ladergehäuses (2) angeordneten Endbereich (25) aufweist; – mit einer Stelleinrichtung (18), die mittels eines inneren Hebels (16) mit der Spindel (15) verbunden ist, wobei der innere Hebel (16) zwischen den ersten und zweiten Endbereich (24 bzw. 25) an der Spindel (15) befestigt ist; und – mit einer Lageranordnung (26), die die Spindel (15) im Ladergehäuse (2) lagert, dadurch gekennzeichnet, – dass die Lageranordnung (26) eine im Ladergehäuse (2) fixierte Lagerbuchse (27) aufweist, die sich vom ersten Endbereich (24) aus, in Axialrichtung (A) der Spindel (15), bis zumindestens zum zweiten Endbereich (25) in das Ladergehäuse (2) erstreckt, und – dass die Lagerbuchse (27) einen Durchtrittsschlitz (28) für den inneren Hebel (16) aufweist.
Stellanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lageranordnung (26) eine weitere Lagerbuchse (29) aufweist, die koaxial innerhalb der im Ladergehäuse (2) fixierten Lagerbuchse (27) angeordnet ist und die einen Spindelbereich (30) lagert, der sich vom ersten Endbereich (24) bis zu einem Bereichsende (31) der Spindel (15) erstreckt, der dem inneren Hebel (16) benachbart ist.
Stellanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Lagerbuchse (29) einen Anschlagbund (32) aufweist, der an einer auf den äußeren Hebel (14) weisenden Stirnfläche (33) der im Ladergehäuse (2) fixierten Lagerbuchse (27) anliegt.
Stellanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Stelleinrichtung (13) und der innere Hebel (16) einstückig, vorzugsweise als Gussteil, ausgebildet sind.
Stellanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Stelleinrichtung (18) und der innere Hebel (16) separat gefertigte Bauteile sind, die miteinander verbunden, insbesondere verschweißt, sind.
Stellanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der innere Hebel (16) eine Durchtrittsausnehmung (35) für die Spindel (15) aufweist.
Stellanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindel (15) und der innere Hebel (16) über eine Verschweißung (36) in einem Schweißfenster (37) des inneren Hebels (16) miteinander verbunden sind.
Stellanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Stelleinrichtung (18) als Klappenteller einer Wastegate-Einrichtung (17) ausgebildet ist.
Stellanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Lageranordnung (26) in einem Turbinengehäuse (19) des Turboladers (4) als ein Gehäuseteil des Ladergehäuses (2) angeordnet ist.
Stellanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Lagerbuchse (27) in Axialrichtung (A) über den zweiten Endbereich (25) der Spindel (15) hinaus in das Ladergehäuse (2) erstreckt.
Stellanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die im Ladergehäuse (2) fixierte Ladebuchse (27) stirnseitig jeweils offen ausgebildet ist.