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Die Erfindung betrifft eine Turbolader-Aktuatoranordnung mit einem Aktuator-Betätigungshebel und einer Steuerstange.
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Ein Aktuator für einen Turbolader steuert den Betrieb eines Turboladers, indem er über eine Steuerstange ein Stellglied des Turboladers, das auf den Betrieb des Turboladers einwirkt, einstellt. Solch ein Aktuator wird auch als Stellantrieb bezeichnet. Der Turbolader kann beispielsweise als ein Turbolader für einen Verbrennungsmotor oder eine Wasserstoffzelleneinheit eines Fahrzeugs ausgebildet sein.
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Die Steuerstange und ein Betätigungshebel des Aktuators sind in einer Turbolader-Aktuatoranordnung so gekoppelt, dass die Steuerstange beweglich zum Betätigungshebel angeordnet ist. Beispielsweise können der Betätigungshebel und ein Endbereich der Steuerstange durch einen Bolzen drehbar verbunden sein. Dies geht jedoch mit einem axialen und radialen Spiel und einer unerwünschten Bewegung der Komponenten über die Drehbewegung hinaus einher, sodass es im Betrieb zu Geräuschentwicklung, Klappern und Verschleiß kommen kann. Insbesondere ein balliger Bolzen ist empfindlich gegen Verschleiß. Der Verschleiß kann durch eine aufwändige Wärmebehandlung der Komponenten reduziert werden.
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Es stellt sich die Aufgabe eine verbesserte Turbolader-Aktuatoranordnung bereitzustellen.
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Die Aufgabe wird durch eine Turbolader-Aktuatoranordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Sie umfasst einen bewegbaren Aktuator-Betätigungshebel, eine an ein Stellglied eines Turboladers koppelbare Steuerstange, die mittels eines Bolzens mit dem Aktuator-Betätigungshebel verbunden ist, sodass die Steuerstange drehbar zum Aktuator-Betätigungshebel angeordnet ist, und eine Wellenfeder. Der Bolzen erstreckt sich vom Aktuator-Betätigungshebel durch eine Aussparung in einem Endbereich der Steuerstange und durch die Wellenfeder, sodass die Steuerstange und die Wellenfeder zwischen dem Aktuator-Betätigungshebel und einer Bolzen-Sicherung, die an einem vom Aktuator-Betätigungshebel abgewandten Endbereich des Bolzens angeordnet ist, angeordnet sind.
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Die Turbolader-Aktuatoranordnung ist eine Aktuatoranordnung für einen Turbolader. Diese Aktuatoranordnung sieht einen Aktuator-Betätigungshebel als bewegliches Antriebsteil eines Aktuators vor, der über eine Steuerstange mit einem Stellglied eines Turboladers koppelbar ist, um die Bewegung des Aktuator-Betätigungshebels an das Stellglied zu übertragen und durch die Bewegung oder Position des Stellglieds auf den Betrieb des Turboladers einzuwirken.
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Der Aktuator-Betätigungshebel ist eine bewegliche, insbesondere drehbare Komponente eines Aktuators zur Einstellung des Betriebs des Turboladers. Die Bewegung des Aktuator-Betätigungshebels wird über die Steuerstange an das Stellglied des Turboladers übertragen, durch dessen Bewegung oder Position ein gezielter Eingriff in den Betrieb des Turboladers erfolgt. Die Steuerstange, die auch als Führungsglied oder Koppelstange bezeichnet werden kann, ist zwischen den Aktuator-Betätigungshebel und das Stellglied gekoppelt, wobei diese Kopplung an den Aktuator-Betätigungshebel mittels des Bolzens erfolgt und an das Stellglied mittels Verbindungsmitteln oder weiterer Komponenten erfolgen kann.
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Die Steuerstange ist ein längliches Maschinenelement, dessen Enden an den Aktuator-Betätigungshebel und das Stellglied koppelbar sind, sodass die Bewegung des Aktuator-Betätigungshebels auf das Stellglied übertragbar ist. Sie ist üblicherweise starr und kann einstückig oder mehrteilig ausgebildet sein. Bei einer mehrteiligen Steuerstange können Endstücke vorgesehen sein, durch die die Länge der Steuerstange anpassbar ist. Die Steuerstange hat im dem Aktuator-Betätigungshebel zugewandten Endbereich eine Aussparung zur Aufnahme des Bolzens. Diese wird auch als Auge bezeichnet.
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Die Wellenfeder ist aus ringförmig verlaufendem verformbaren Material, insbesondere Draht ausgebildet, wobei der Draht entlang seiner Laufrichtung eine Wellenform mit einander abwechselnden Wellenhöhen und -tiefen in axialer Richtung hat. Die Wellenfeder kann beispielsweise aus Flachdraht, Runddraht oder Federblech ausgebildet sein. In einem Ausführungsbeispiel wird Runddraht in Flachdraht im Rahmen der Herstellung der Wellenfeder umgeformt. Eine einlagige Wellenfeder kann eine geschlossene Ringform haben. Alternativ ist zwischen ihren Enden ein Spalt vorgesehen oder die Enden überlappen sich. Mehrlagige Wellenfedern weisen mehrere Lagen aus helixförmig verlaufendem gewellten Draht auf. Bei mehrlagigen Wellenfedern liegen die Wellentäler einer Lage auf den Wellenhöhen der darunterliegenden Lage. Alternativ umfasst die mehrlagige Wellenfeder mehrere geschlossene Ringe, die derart aufeinander angeordnet sind, dass die Wellenhöhen eines Ringes die Wellentiefen des darüberliegenden Rings berühren. Die Endwindungen einer mehrlagigen Wellenfeder können eben, das heißt ohne Wellen, und parallel zueinander angeordnet sein, sodass sich eine größere Auflagefläche ergibt.
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Die Bolzen-Sicherung verhindert das Lösen der durch den Bolzen zusammengehaltenen Komponenten, indem die Bolzen-Sicherung so über den Bolzen hinausragt, dass die Steuerstange und die Wellenfeder nicht mehr vom Bolzen abstreifbar sind.
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Zum Zusammenfügen der Steuerstange mit dem Aktuator-Betätigungshebel, sodass die Komponenten drehbar sind, haben die Komponenten fertigungs- und anwendungsbedingten Bewegungsfreiraum, sogenanntes Spiel, das auch die Drehbewegung ermöglicht. Die Wellenfeder mit einer oder mehreren Lagen reduziert das Spiel zwischen Steuerstange und Bolzen auf der Aktuatorseite, da sie durch ihre Vorspannung die Bewegungsmöglichkeit zwischen der Steuerstange und der Bolzen-Sicherung beziehungsweise dem Aktuator-Betätigungshebel signifikant einschränkt, die Drehbewegung zwischen den Komponenten aber erlaubt. Die Aktuatorseite ist die sogenannte kalte Seite der Steuerstange, da die Hitzentwicklung geringer ist als an ihrer dem Turbolader zugewandten Seite. Durch die axial wirkende Federwirkung wird das axiale Spiel reduziert. In Zusammenhang mit der Wellenfeder wird durch Reibung die radiale Relativbewegung von Steuerstange und Bolzen zumindest gedämpft und bestenfalls verhindert. Durch das verringerte Spiel werden Geräusche, insbesondere Klappern und /oder Verschleiß während des Betriebs des Turboladers und des Aktuators zumindest reduziert oder eliminiert. Insgesamt werden die Schwingungen und den daraus mit den Schlagworten „Geräusch, Vibration, Rauhigkeit“ (auch abgekürzt als „NVH“ für die entsprechenden englischen Begriffe „Noise, Vibration, Harshness“) bezeichneten, resultierenden Effekte reduziert. Eine spezielle Wärmebehandlung der Komponenten kann, in Abhängigkeit von der Anwendung, nicht mehr unbedingt erforderlich sein, sodass die beschriebene Turbolader-Aktuatoranordnung in einem solchen Fall auch mit einer Aufwands- und Kostenreduktion einhergehen würde.
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Die Wellenfeder überbrückt die Lücke in der durch den Bolzen geformten Gelenkverbindung. Die Wellenfeder kann zwischen der Steuerstange und der Bolzen-Sicherung oder zwischen der Steuerstange und dem Aktuator-Betätigungshebel angeordnet sein. Beim Zusammenbau bewirkt der Bolzen insbesondere für die Wellenfeder eine Zentrierung. Zu diesem Zweck korrespondiert der Außendurchmesser und die Form des Bolzens mit dem Innendurchmesser und der Aussparungsform der Wellenfeder. Bis auf die Wellenfeder und deren Aufschieben auf den Bolzen geht der Aufwand für die beschriebene Turbolader-Aktuatoranordnung nicht über den Aufwand für eine konventionelle Turbolader-Aktuatoranordnung hinaus. Insbesondere sind kein weiteres kostenaufwändiges Upgrade oder zusätzliche Verbindungsmittel erforderlich. Die Wellenfeder kann an Betriebsanforderungen der Turbolader-Aktuatoranordnung durch geeignete Form und Steifigkeit angepasst werden.
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In einer Ausführung weist der vom Aktuator-Betätigungshebel abgewandte Endbereich des Bolzens eine Nut auf, und die Bolzen-Sicherung ist als in die Nut eingreifender Sicherungsring ausgebildet. Die Nut ist eine radial zumindest teilweise umlaufende grabenförmige Vertiefung im Bolzenmantel, in die die Bolzen-Sicherung eingreift. Der Sicherungsring hat vorteilhafterweise eine ringsegmentförmige oder U-förmige Grundform mit einem Spalt, an dem der Sicherungsring in die Nut geschoben wird. Der Sicherungsring wird durch seine Federkraft in der Nut gehalten und bildet so eine formschlüssige Verbindung in axialer Richtung mit dem Bolzen.
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In einer Ausführung ist der Bolzen fest mit dem Aktuator-Betätigungshebel verbunden. Die feste Verbindung kann beispielsweise durch eine Pressverbindung, eine Schweißverbindung oder die einstückige Ausbildung von Aktuator-Betätigungshebel und Bolzen als eine einzige Komponente geformt werden.
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In einer Ausführung hat der Bolzen einen ersten Bereich benachbart zum Aktuator-Betätigungshebel und einen zweiten Bereich zwischen dem ersten Bereich und dem Endbereich. Der zweite Bereich verläuft durch die Aussparung der Steuerstange und der erste Bereich und der Endbereich sind außerhalb der Aussparung der Steuerstange. Vorteilhafterweise ist ein Durchmesser des zweiten Bereichs geringer als ein Durchmesser des ersten Bereichs, dass die Steuerstange auf dem ersten Bereich abgestützt wird und direkter Kontakt mit dem Aktuator-Betätigungshebel und damit einhergehender erhöhter Verschleiß vermieden werden.
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In einer Ausführung verläuft der erste Bereich durch die Wellenfeder, sodass sie zwischen der Steuerstange und dem Aktuator-Betätigungshebel angeordnet ist. Der erste Bereich dient in diesem Fall sowohl zur Abstützung der Steuerstange als auch zur Zentrierung der Wellenfeder. Der Durchmesser des zweiten Bereichs korrespondiert mit dem Durchmesser der Wellenfeder, und der Durchmesser des ersten Bereichs korrespondiert mit dem Durchmesser der Aussparung der Steuerstange, sodass sowohl die Wellenfeder als auch die Steuerstange auf den Bolzen aufsetzbar sind. Beim zweiten Bereich ist noch ausreichend Spiel, sodass die Steuerstange beweglich ist. Der erste und/oder der zweite Bereich können eine zylindrische oder ballige Form haben. Die ballige Form entspricht einer fassförmigen Walzenform mit sich zu den Stirnseiten verjüngendem Durchmesser. Dies erlaubt ein leichteres Aufsetzen der Komponenten auf den Bolzen. Andere Formen, insbesondere mit abgerundeten oder angeschrägten Kanten an der vom Aktuator-Betätigungshebel abgewandten Seite des ersten und/oder zweiten Bereichs sind denkbar. Durch die Formung des Bolzens, sei er zylindrisch, ballig oder in anderer Form werden die Komponenten beim Zusammenbau zentriert und in ihre Position geführt.
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Eine Ausführung der Turbolader-Aktuatoranordnung umfasst ferner einen Turbolader mit einem Stellglied, das auf einen Betrieb des Turboladers einwirkt, und einen Aktuator mit dem Aktuator-Betätigungshebel, wobei der Aktuator ausgebildet ist, den Turbolader durch eine Positionsveränderung oder Bewegung des Aktuator-Betätigungshebels zu steuern, wobei die Steuerstange mit einem Stellglied des Turboladers gekoppelt ist, sodass die Positionsveränderung oder Bewegung des Aktuator-Betätigungshebels eine Positionsveränderung beziehungsweise Bewegung des Stellglieds bewirkt. Das Stellglied ist eines aus der Gruppe umfassend ein Bypassventil, eine VTG-Kartusche und eine Regelklappe. Ein Bypassventil eines Abgasturboladers kann einen Abgasstrom zumindest teilweise an der Turbine vorbeileiten, um die Turbinendrehzahl zu beeinflussen. Eine VTG-Kartusche ermöglicht bei einer variablen Turbinengeometrie Leitschaufeln am Turbineneingang zu verstellen. Eine Regelklappe kann beispielsweise bei einem zweistufigen Turbolader vorgesehen sein, um den Betrieb der Stufen zu steuern.
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Nachfolgend werden einige Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
- 1 eine dreidimensionale Darstellung eines Ausführungsbeispiels mit einem Turbolader und einem Aktuator,
- 2 eine dreidimensionale Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Turbolader-Aktuatoranordnung,
- 3 eine dreidimensionale Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Turbolader-Aktuatoranordnung,
- 4 eine Teilschnittansicht eines Verbindungsbereichs von Steuerstange und Aktuator-Betätigungshebel eines Ausführungsbeispiels einer Turbolader-Aktuatoranordnung,
- 5 eine Teilschnittansicht eines Verbindungsbereichs von Steuerstange und Aktuator-Betätigungshebel eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Turbolader-Aktuatoranordnung, und
- 6 eine Teilschnittansicht eines Verbindungsbereichs von Steuerstange und Aktuator-Betätigungshebel noch eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Turbolader-Aktuatoranordnung,
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In den Figuren sind gleiche oder funktional gleichwirkende Komponenten mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt in einer dreidimensionalen Darstellung ein Ausführungsbeispiel mit einem Turbolader 1 und einem Aktuator 3. Der Turbolader 1 ist ausgebildet, die einem Motor zugeführte Luft zu verdichten. Der Turbolader 1 kann beispielsweise als Abgasturbolader, elektrisch unterstützter Turbolader oder elektrisch angetriebener Turbolader ausgebildet sein. Der Aktuator 3 ist ausgebildet, den Betrieb des Turboladers 1 zu steuern, indem er die Position oder Bewegung einer Komponente des Turboladers 1 steuert. Solch eine Komponente ist ein Stellglied 5, durch dessen Bewegung oder Position ein gezielter Eingriff in den Betrieb des Turboladers 1 erfolgt. Solch ein Stellglied 5 kann beispielsweise als ein Bypassventil oder eine VTG-Kartusche oder eine Regelklappe ausgebildet sein.
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Der Aktuator 3 umfass einen bewegbaren Aktuator-Betätigungshebel 7, durch dessen Bewegung die Position des Stellglieds 5 verändert wird. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Aktuator-Betätigungshebel 7 drehbar ausgebildet. Auf dem Aktuator-Betätigungshebel 7 ist ein Bolzen 9 jenseits der Drehachse angeordnet. Der Bolzen 9 verläuft üblicherweise parallel zur Drehachse und bewegt sich mit dem Aktuator-Betätigungshebel 7. Zwischen dem Aktuator-Betätigungshebel 7 und dem Stellglied 5 des Turboladers 1 ist eine Steuerstange 11, die auch als Führstück bezeichnet wird, gekoppelt. Ein Endbereich der Steuerstange 11 ist über den Bolzen 9 mit dem Aktuator-Betätigungshebel 7 verbunden, sodass die Steuerstange 11 drehbar zum Aktuator-Betätigungshebel 7 ist. Der andere Endbereich der Steuerstange 11 ist mit dem Stellglied 5 des Turboladers 1 gekoppelt, sodass eine Bewegung der Steuerstange 11 an das Stellglied 5 übertragen wird. In diesem Ausführungsbeispiel erfolgt die Kopplung durch einen Hebel 13, der drehbar mit der Steuerstange 11 verbunden ist und mit dem Stellglied 5 verbunden ist. Der Aktuator 3 steuert den Turbolader 1, indem der Aktuator-Betätigungshebel 7 bewegt wird. Diese Bewegung wird mittels der Steuerstange 11 zum Stellglied 5 übertragen, sodass die Positionsänderung oder Bewegung des Stellglieds 5 den Betrieb des Turboladers 1 beeinflusst.
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2 zeigt eine dreidimensionale Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer Turbolader-Aktuatoranordnung mit einem Aktuator-Betätigungshebel 7 eines Aktuators 3 und einer Steuerstange 11, deren Endstück in 2 dargestellt ist. Die Turbolader-Aktuatoranordnung ermöglicht die Übertragung der Bewegung des Aktuator-Betätigungshebels7 auf die ans Stellglied 5 koppelbare Steuerstange 11, wobei die Bewegungsrichtungen von Aktuator-Betätigungshebel 7 und Stellglied 5 sich üblicherweise unterscheiden.
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Der Aktuator-Betätigungshebel 7 weist eine Montageaussparung 15 auf, in der eine Welle des Aktuators 3 drehfest montierbar ist, sodass der Aktuator-Betätigungshebel 7 drehbar am Aktuator 3 befestigbar ist und durch die Welle in eine Drehbewegung versetzt werden kann. Die Drehung erfolgt um eine durch die Welle verlaufende Drehachse. Die Steuerstange 11 und der Aktuator-Betätigungshebel 7 sind mittels eines Bolzens 9 miteinander verbunden, sodass die Steuerstange 11 um den Bolzen 9 drehbar zum Aktuator-Betätigungshebel 7 angeordnet ist.
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Der Bolzen 9 ist beabstandet zur Drehachse angeordnet und erstreckt sich parallel zu dieser, sodass eine Drehbewegung des Aktuator-Betätigungshebels 7 zu einer kreisbogenförmigen Bewegung des Bolzens 9 führt. Der Bolzen 9 ist fest mit dem Aktuator-Betätigungshebel 7 verbunden. Die feste Verbindung kann beispielsweise durch eine Pressverbindung, eine Schweißverbindung oder die einstückige Ausbildung von Aktuator-Betätigungshebel 7 und Bolzen 9 in einer Komponente erzielt werden. Der über die Drehebene des Aktuator-Betätigungshebels 7 aufragende Bolzen 9 hat eine kreiszylindrische Grundform mit einer stufenförmigen Querschnittsverbreitung am Aktuator-Betätigungshebel 7. Die Querschnittsverbreitung benachbart zum Aktuator-Betätigungshebel 7 ist ein erster Bereich 21 des Bolzens 9. Der Bolzen 9 weist ferner einen Endbereich 25 an seinem vom Aktuator-Betätigungshebel 7 abgewandten freien Ende auf. Zwischen dem Endbereich 25 und dem ersten Bereich 21 ist ein zweiter Bereich 27 des Bolzens 9.
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Der Bolzen 9 erstreckt sich durch eine durchgehende Aussparung im Endbereich der Steuerstange 11 und durch eine Wellenfeder 17. Die Steuerstange 11 und die Wellenfeder 17 sind übereinander angeordnet, sodass die Wellenfeder 17 zwischen der Steuerstange 11 und dem Aktuator-Betätigungshebel 7 angeordnet ist. Der erste Bereich 21 des Bolzens 9 verläuft durch die Wellenfeder 17, und der zweite Bereich 27 des Bolzens 9 verläuft durch die Steuerstange 11.
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Am vom Aktuator-Betätigungshebel 7 abgewandten Endbereich 25 des Bolzens 9 ist eine Bolzen-Sicherung 19 angeordnet, sodass die Steuerstange 11 und die Wellenfeder 11 ohne Entfernen der Bolzen-Sicherung 19 nicht vom Bolzen 9 abziehbar sind. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Bolzen-Sicherung 19 als Sicherungsring ausgebildet, der in eine radial umlaufende Nut 31 im Endbereich 25 eingreift. Der eingerastete Sicherungsring ragt über die Mantelfläche des Bolzens 9 aber auch über die Innendurchmesser der Aussparung in der Steuerstange 11 und der Wellenfeder 17 hinaus. Der Sicherungsring hat eine kreisringförmige oder U-förmige Außenkontur und einen Spalt, an dem der Sicherungsring über die Nut 31 im Endbereich 25 des Bolzens 9 geschoben wird, sodass die Federspannung des Sicherungsrings ihn in der Nut 31 hält und eine in axialer Richtung formschlüssige Verbindung formt. Die Innenkontur des Rings und die Außenkontur der Nut 31 können derart miteinander korrespondieren, dass der Sicherungsring eine vorgegebene Ausrichtung einnimmt. Zu diesem Zweck können beispielsweise Nasen und korrespondierende Vertiefungen in den Konturen vorgesehen sein.
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Der Durchmesser der Wellenfeder 17 korrespondiert mit dem Durchmesser des ersten Bereichs 21, sodass die Wellenfeder 17 allenfalls ein geringes radiales Spiel hat und der Bolzen 9 beim Aufsetzen der Wellenfeder 17 auf den Bolzen 9 während der Montage eine zentrierende Wirkung hat, die die Wellenfeder 17 in ihre vorgegebene Position führt. Das radiale Spiel zwischen dem zweiten Bereich 27 und der Aussparung in der Steuerstange 11 ist derart, dass die Drehbewegung zwischen den Komponenten möglich ist.
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In diesem Ausführungsbeispiel ist die Wellenfeder 17 als mehrlagige Wellenfeder ausgebildet, deren wellenförmiger Flachdraht helixförmig verläuft. Die Wellenfeder 17 verläuft um den ersten Bereich 21 und ist zwischen der Steuerstange 11 und dem Aktuator-Betätigungshebel 7 vorgespannt, sodass das axiale Spiel zwischen dem Aktuator-Betätigungshebel 7 und der Steuerstange 11 reduziert wird oder sogar eliminiert wird, indem die Wellenfeder 17 die Steuerstange 11 gegen die Bolzen-Sicherung 19 drückt.
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3 zeigt eine dreidimensionale Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Turbolader-Aktuatoranordnung mit einem Aktuator-Betätigungshebel 7 und einem Endstück einer Steuerstange 11. Um Wiederholungen zu vermeiden, konzentriert sich die Beschreibung auf Unterschiede zum vorangegangenen Ausführungsbeispiel.
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In diesem Ausführungsbeispiel ist die Wellenfeder 17 zwischen der Steuerstange 11 und der Bolzen-Sicherung 19 angeordnet. Nichtsdestotrotz weist der Bolzen 9 auch in diesem Ausführungsbeispiel einen flanschförmig verbreiterten ersten Bereich 21 am Aktuator-Betätigungshebel 7 auf. Dieser erste Bereich 21 stützt die Steuerstange 11, sodass direkter Kontakt, und die damit einhergehende Reibung und Abnutzung, zwischen der Steuerstange 11 und dem Aktuator-Betätigungshebel 7 vermieden werden. Zudem wird auch eine Berührung der Steuerstange 11 mit der Welle, an der der Aktuator-Betätigungshebel 7 befestigt ist, vermieden. Der Durchmesser der Wellenfeder 17 korrespondiert mit dem Durchmesser des zweiten Bereichs 27. Der Endbereich 25 des Bolzens 9 weist eine Fase 29 oder Abrundung auf, um bei der Montage insbesondere das Aufsetzen und die Zentrierung der Wellenfeder 17 zu erleichtern. Die Wellenfeder 17 ist zwischen der Bolzen-Sicherung 19 und der Steuerstange 11 vorgespannt, sodass das axiale Spiel zwischen dem Aktuator-Betätigungshebel 7 und der Steuerstange 11 reduziert oder gar eliminiert wird, indem die Steuerstange 11 auf den ersten Bereich 21 gedrückt wird.
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4 zeigt eine Teilschnittansicht des Verbindungsbereichs von Steuerstange 11 und Aktuator-Betätigungshebel 7 eines Ausführungsbeispiels einer Turbolader-Aktuatoranordnung. Der Aktuator-Betätigungshebel 7, die Steuerstange 11 und eine Bolzen-Sicherung 19 sind im Schnitt dargestellt.
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In diesem Ausführungsbeispiel ist die Wellenfeder 17 zwischen der Steuerstange 11 und dem Aktuator-Betätigungshebel 7 angeordnet.
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Der Bolzen 9 ist fest mit dem Aktuator-Betätigungshebel 7 verbunden, indem ein Fuß 23 des Bolzens 9 mit kreiszylindrischer Form in eine korrespondierende Aussparung des Aktuator-Betätigungshebel 7 eingreift. Die feste Verbindung zwischen den Komponenten kann beispielsweise durch eine Presspassung erzielt werden. Zwischen dem Fuß 23 und einem Endbereich 25, an dem die Bolzen-Sicherung 19 angeordnet ist, weist der Bolzen 9 einen ersten Bereich 21 benachbart zum Aktuator-Betätigungshebel 7, der durch die Wellenfeder 17 verläuft, und einen zweiten Bereich 27, der durch die Sicherungsstange 11 verläuft, auf. Der Endbereich 25 ist angefast oder abgerundet, um die Montage zu erleichtern. Sowohl der erste als auch der zweite Bereich 21, 27 haben eine kreiszylindrische Grundform. Der Durchmesser des zweiten Bereichs 27 ist geringer als der Durchmesser des ersten Bereichs 21, wobei beide Durchmesser größer als der Durchmesser des Fuß 23 sind. Der zweite Bereich 27 wird axial durch eine ganz oder teilweise radial umlaufende Nut 31 begrenzt, in der die als Sicherungsscheibe ausgebildete Bolzen-Sicherung 19 eingreift.
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Die Wellenfeder 17 ist in diesem Ausführungsbeispiel einlagig aus einem ringförmig verlaufendem Flachdraht ausgebildet. Die Wellenfeder 17 kann eine geschlossene Ringform haben. Alternativ kann zwischen ihren Enden ein Spalt vorgesehen sein oder die Enden überlappen sich.
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5 zeigt eine Teilschnittansicht des Verbindungsbereichs von Steuerstange 11 und Aktuator-Betätigungshebel 7 eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Turbolader-Aktuatoranordnung. Der Aktuator-Betätigungshebel 7, die Steuerstange 11 und eine Bolzen-Sicherung 19 sind im Schnitt dargestellt.
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Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem vorangegangenen Ausführungsbeispielen dadurch, dass die Wellenfeder 17 Außenwindungen in parallelen Ebenen aufweist, sodass die äußeren Endwindungen an Ober- und Unterseite keine Wellen aufweisen und parallel verlaufen. Die dazwischen verlaufende Lage weist Wellen auf. Durch die flach auf der Steuerstange 11 und dem Aktuator-Betätigungshebel 7 aufliegenden Endwindungen verteilen sich die Federkräfte gleichmäßig und es wird vermieden, dass sich Wellenhöhen oder -tiefen möglicherweise in die benachbarten Komponenten drücken. In einer alternativen Ausführung können mehrere Lagen mit Wellen zwischen den flachen Außenwindungen vorgesehen sein.
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6 zeigt eine Teilschnittansicht des Verbindungsbereichs von Steuerstange 11 und Aktuator-Betätigungshebel 7 noch eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Turbolader-Aktuatoranordnung. Der Aktuator-Betätigungshebel 7 und die Steuerstange 11 sind im Schnitt dargestellt.
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Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von den beiden vorangegangenen durch die Art der Wellenfeder 11 und die Form des Bolzens 9.
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Die Wellenfeder ist mehrlagig ausgebildet und weist mehrere Lagen helixförmig verlaufenden gewellten Flachdrahts auf. Dies erlaubt größere Federwege und eine leichtere Anpassung an den zur Verfügung stehenden Einbauraum zwischen dem Aktuator-Betätigungshebel 7 und der Steuerstange 11.
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Der zweite Bereich 27 des Bolzens, der durch die Steuerstange 11 verläuft, ist in diesem Ausführungsbeispiel ballig ausgebildet, sodass der zweite Bereich 27 eine Fassform mit sich nach oben und unten verjüngendem Durchmesser hat. Bei dieser Form ist die Reibung zwischen Bolzen 9 und Steuerstange 11 auf Grund der geringen Kontaktfläche gering.
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Die vorstehend und die in den Ansprüchen angegebenen sowie die den Abbildungen entnehmbaren Merkmale sind sowohl einzeln als auch in verschiedener Kombination vorteilhaft realisierbar. Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern im Rahmen fachmännischen Könnens in mancherlei Weise abwandelbar.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Turbolader
- 3
- Aktuator
- 5
- Stellglied
- 7
- Aktuator-Betätigungshebel
- 9
- Bolzen
- 11
- Steuerstange
- 13
- Hebel
- 15
- Montageaussparung
- 17
- Wellenfeder
- 19
- Bolzen-Sicherung
- 21
- erster Bereich
- 23
- Fuß
- 25
- Endbereich
- 27
- zweiter Bereich
- 29
- Fase
- 31
- Nut
