JP2013540932A - 誤差修正アクチュエータ、およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、過給器（６）、特に自動車の排気ガスターボチャージャーのアクチュエータに関し、アクチュエータ（１）は、少なくとも並進動が伝達され得るレギュレーティングコンポーネントアセンブリ（４）を有し、アクチュエータ（１）の予め定義された位置で、レギュレーティングコンポーネントアセンブリ（４）の長さは、所定の全長（Ｌ）を有する。上記タイプの誤差修正アクチュエータ（１）は、メインテナンス作業の間に、簡単かつ安価に交換され得る。

Description

本発明は、過給器、特に自動車の排気ガスターボチャージャーの誤差修正（Toleranzbereinigter）アクチュエータの製造方法に関する。さらに、本発明は、同様に過給器、特に自動車の排気ガスターボチャージャー、およびそのような過給器にアクチュエータを取り付ける関連した方法に関する。

特許文献１からは、排気ガスターボチャージャーに対する圧力缶として設計されたアクチュエータの簡素化された取り付け方法が知られている。排気ガスターボチャージャーの部分、および圧力缶の部分における誤差のオフセットのために、可変タービンジオメトリ、またはウェストゲートバルブの調整レバーが所定の位置に至らせられる。それは、例えば、ウェストゲートバルブの閉じた位置であり得る。これに続いて、圧力缶の所定の取り付け位置と調整レバーとの間の距離が計測される。これに続いて、圧力缶が、同様に所定の位置に至らされ、アクチュエータのアクチュエータロッドが、ある位置でマークされる。ここで、このマークされた位置から、排気ガスターボチャージャー上のアクチュエータの取り付けフランジまでの距離は、アクチュエータの所定の取り付け位置と調整レバーとの間で前もって計測された長さに対応する。これに続いて、アクチュエータは、取り付けフランジ、および調整レバーに接続されるマークポイントでのアクチュエータロッドによって、排気ガスターボチャージャーに接続される。そのようなアクチュエータの排気ガスターボチャージャーへの取り付け方法によって、排気ガスターボチャージャーの誤差、特にウェストゲートバルブまたは可変タービンジオメトリの領域での誤差と共にアクチュエータまたは圧力缶の誤差が両方とも補償され得る。

そこで、そのような方法によって、アセンブリの誤差オフセット並びにアクチュエータおよび過給器の製造誤差が同時にもたらされる。通常、アクチュエータおよび／または過給器のインタフェースパーツは、過給器の組み立ての間に特に溶接（welding-on）によって互いに接続される。

独国特許出願公開第１０２００８０４５２２７号明細書

そのような過給器の組み立て方法の欠点は、もし将来アクチュエータが交換されるときに、メインテナンス作業の間に必要とされる大幅な労力である。ここで、アクチュエータの誤差は非常に大きくなり得るので、単なるアクチュエータの交換は不可能であり、過給器の組み立て方法と同じようなメインテナンス方法が行われる必要があり、よって、アクチュエータの交換および組み立ての時に、新しいアクチュエータおよび過給器のの製造誤差が考慮される。末端顧客に対して、または過給器の製造者に対する保証ケースにおいて、これは高いコストを必要とし得る。

したがって、本発明は、過給器、特に自動車の排気ガスターボチャージャーのアクチュエータ、並びに関連する製造方法、並びに過給器、特に自動車の排気ガスターボチャージャーおよびそのような過給器へのアクチュエータの関連した取り付け方法のための、特にアクチュエータの簡素化された交換を通じて特徴付けられる、改良された、または少なくとも代替の実施例を提示するという問題を取り扱う。

本発明によれば、この問題は、独立請求項の主題によって解決される。有利な実施例は従属請求項の主題である。

過給器、特に自動車の排気ガスターボチャージャーの誤差修正アクチュエータの製造方法において、アクチュエータは、レギュレーティングコンポーネントアセンブリ、制御ロッド（Regelstange）、および制御ロッドに接続され得るコネクティングエレメントを含み、本発明は、アクチュエータを予め定義された位置に至らせ、コネクティングエレメントを制御ロッドに相対的にシフトすることにより制御コンポーネント（Regelbauteilgruppe）の所定の全長を調整し、コネクティングエレメントを制御ロッドに接続するという概略のアイデアに基づく。そのような方法により、コネクティングエレメントを制御ロッドに相対的にシフトすることによって、予め定義されたアクチュエータの位置に関して、レギュレーティングコンポーネントアセンブリの予め定義された全長が実現され得る。これによって、そのような誤差修正アクチュエータが有利に作製され得る。予め定義されたアクチュエータの位置に関するこのケースでは、レギュレーティングコンポーネントアセンブリの全長は予め定義された長さを前提とするので、そのような予め調整された長さを有するアクチュエータの位置誤差は補償され、それは、予め定義された位置で予め定義された長さを有する同じタイプの各アクチュエータが、位置において無視し得る誤差を有していることを意味する。このように、そのようなアクチュエータが交換される場合には、誤差修正が行われる必要がない。例えばメインテナンスの間、そのような誤差修正アクチュエータは、したがって入念な誤差修正をすることなく交換され得る。これは、末端顧客に対する、また、保証が適用され得る場合には過給器の製造者に対するコストを低減する。ここで、同じタイプのアクチュエータとは、同じ仕様を有するアクチュエータを意味する。

さらなる本発明の概略のアイデアは、過給器、特に自動車の排気ガスターボチャージャーのアクチュエータを、そのアクチュエータが、少なくとも並進動が伝達され得るレギュレーティングコンポーネントアセンブリを含み、アクチュエータのあらかじめ定義された位置でのレギュレーティングコンポーネントアセンブリの全長が所定の長さを有するように、設計することである。

さらなる本発明の概略のアイデアは、過給器、特に自動車の排気ガスターボチャージャーのアクチュエータの取り付け方法であって、アクチュエータが過給器に相対的に位置決めされて固定され、過給器の可変タービンジオメトリまたはウェストゲートバルブが予め定義された位置に至らされ、アクチュエータがあらかじめ定義された位置に至らされ、アクチュエータのレギュレーティングコンポーネントアセンブリに回転移動可能に接続された調整レバーが、可変タービンジオメトリまたはウェストゲートバルブのアクチュエーティングエレメントに回転固定的に接続される。そのようなアクチュエータの取り付け方法とともに誤差修正アクチュエータが用いられるので、過給器の組み付けおよび製造誤差は単に取り付けプロセスの間に過給器へのアクチュエータの組み付けにおいて補償される必要があるだけである。

さらに重要な本発明の特徴および利点は、従属請求項、図面、および図面による対応する図解の記述に見出される。

上記の、および以下でさらに説明される特徴は、与えられる組み合わせで用いられるだけでなく、本発明の範囲を逸脱することなく、他の組み合わせ、または単独でも用いられ得る。

発明の好ましい例示的実施例は、図示され、以下の記述でより詳細に説明され、同一の参照文字は同一、または類似した、または機能的に同じ構成要素を表す。

誤差修正可能なアクチュエータを概略的に示す。 誤差修正されたアクチュエータを概略的に示す。 過給器に位置決めされ固定された誤差修正されたアクチュエータを概略的に示す。 所定の位置に至らせられ調整されたウェストゲートバルブを概略的に示す。 過給器と共に組み付け位置の溶接位置に位置されたアクチュエータを概略的に示す。

図１は、最終組み立て前のアクチュエータ１を示す。この例のアクチュエータ１は、レギュレーティングロッド２（Regelstange）とコネクティングエレメント３とを含んでいる。接続された状態では、レギュレーティングロッド２とコネクティングエレメント３とは、共にレギュレーティングコンポーネントアセンブリ４（Regelbauteilgruppe）を構成している。さらに、アクチュエータ１はコネクティングフランジ５を含み、それによって、アクチュエータ１は図３に示す過給器６に接続され得る。ここで、コネクティングエレメント３は、コネクティングプレート７とコネクティングコンター８（Anbindungskontur）とによって構成されている。コネクティングコンター８は、ピンまたはスタッドとして設計され得、それは調整レバー１０のリセス９（Aussparung）に位置され得、固定エレメント１１によって少なくとも調整レバー１０に回転移動可能に固定され得る。ここで、固定エレメント１１はロッキングリムとして設計され得、リセス９内のコネクティングコンター８の位置決めに従って、それに押し付けられる。

さらに、レギュレーティングロッド２には、グルーブ１２（Nut）が設けられ、これに、コネクティングエレメント３のコネクティングプレート７が押し込まれ得る。レギュレーティングロッド２の縦軸１３に沿ったグルーブ１２内でのコネクティングプレート７のシフトによって、オフセット長さＮによりレギュレーティングコンポーネントアセンブリ４の全長Ｌが変えられ得る。ここで、全長Ｌは、コネクティングフランジ５と、ピンまたはスタッドとして設計されたコネクティングコンター８の中心軸１４との間の距離として定義され得る。誤差修正されたアクチュエータ１を形成するために、全長Ｌは、縦軸１３に沿ったグルーブ１２内でのコネクティングプレート７のシフトによってアクチュエータ１が予め定義された位置に至らされた後に、調整される。

ここで、アクチュエータ１の予め定義された位置は、ギアリングの定義位置、および／または位置センサの定義位置、および／またはレギュレーティングロッド２の定義位置であり得る。そのような予め定義されたアクチュエータ１の位置は、アクチュエータに供給される信号を通じて調整され得、または例えばセンサの信号によって検出され得る。グルーブ１２内でのコネクティングプレート７の配置に続いて、レギュレーティングロッド２がグルーブ１２の領域内のコネクティングプレート７に接続される。接続は、ねじ止め、接着、溶接、リベット止め、クリンピングなどによって行われ得る。コネクティングプレート７のレギュレーティングロッド２への最終固定に続いて、そのような誤差修正されたアクチュエータ１は、アクチュエータの予め定義された位置に関して、予め定義された全長Ｌを有する。完成した、誤差修正されたアクチュエータ１は、図２に示される。

図３は、過給器６と共に組み込み位置のアクチュエータ１を示す。ここで、アクチュエータ１は、例えば上記のように、上記方法によって誤差修正され、調整レバー１０に接続される。ここで、調整レバー１０は、コネクティングコンター８に対して相対的に回転移動可能に、レギュレーティングコンポーネントアセンブリ４に接続される。調整レバー１０の更なるリセス１５は、過給器６のオープニング１６上に位置され、上記オープニング１６はアクチュエーティングエレメント１７を受けるように設計される。

図４によれば、そのようなアクチュエーティングエレメント１７は、例えばウェストゲートバルブの場合には、ウェストゲートバルブのフラップ１８に回転固定的に接続されたスピンドルまたはスタッドとして設計され得る。ここで、予め定義された位置は、ウェストゲートバルブの閉じた位置であり得る。

図５に示されるように、アクチュエーティングエレメント１７は、次に調整レバー１０の更なるリセス１５に配置される。更なるリセス１５へのアクチュエーティングエレメント１７の位置決めに続いて、誤差修正されたアクチュエータ１は、センターポジション１９に至らされ、システムから遊びを取るために（um Spiel aus dem System zu nehmen：in order to take play out of the system）するために、ゆっくりとコネクティングポジション２０内に移動される。ここで、アクチュエータ１のこの動きの間、可変タービンジオメトリまたはウェストゲートバルブの調整レバーは、それぞれの予め定義された位置に固定される。コネクティングポジション２０に至ると、アクチュエーティングエレメント１７は、コネクティングポイント２１で調整レバー１０に接続される。好ましくは、コネクティングポイント２１は、溶接位置として設計される。

したがって、アクチュエータ１および過給器６の製造または組み付け誤差は、わずかである限り、補償される。アクチュエータ１は、今や固定エレメント１１によって、コネクティングエレメント３のコネクティングコンター８を介して調整レバー１０に接続されているので、アクチュエータ１は、固定エレメント１１を外すことによって調整レバー１０から分離され得る。コネクティングフランジ５の分離に続いて、アクチュエータ１は、過給器６から完全に分離され得る。アクチュエータ１は誤差修正されたように実現されているので、そこで、素早く交換され得、固定エレメント１１による交換された新しいアクチュエータ１の調整レバー１０への接続に続いて、アクチュエータ１との相互作用での過給器６の機能は、依然と同様に再度確立される。

好ましくは、アクチュエータ１として電気的アクチュエータが用いられ、特に好ましくは、電気的ウェストゲートアジャスタが用いられる。

過給器６へのアクチュエータ１の完全な組み立てに続いて、調整レバー１０へのアクチュエーティングエレメント１７の接続の後、閉じたウェストゲートバルブまたは閉じた可変タービンジオメトリを伴うアクチュエータの調整値と同じくレギュレーティングロッドの同軸が計測され得る。ここで、計測は計測装置の座標系上で行われる。

調整レバー１０へのアクチュエーティングエレメント１７の溶接の場合には、溶接位置は、レーザによって５００±１００℃に予熱され得、次に、固体レーザによって調整レバー１０へのアクチュエーティングエレメント１７の溶接が行われる。

Claims (11)

1. 過給器（６）、特に自動車の排気ガスターボチャージャーの誤差修正アクチュエータ（１）の製造方法であって、
   アクチュエータ（１）は、レギュレーティングコンポーネントアセンブリ（４）、レギュレーティングロッド（２）、およびレギュレーティングロッド（２）に接続され得るコネクティングエレメント（３）を含み、
   誤差修正アクチュエータ（１）は、特に、定義された信号によって、予め定義された位置に至らされ、
   コネクティングエレメント（３）をレギュレーティングロッド（２）に相対的にシフトすることにより、レギュレーティングコンポーネントアセンブリ（４）の所定の全長（Ｌ）が調整され、
   コネクティングエレメント（３）は、レギュレーティングロッド（２）に固定的に接続されることを特徴とする方法。
2. 請求項１の方法であって、
   コネクティングエレメント（３）の全長（Ｌ）の調整のために、コネクティングエレメント（３）のコネクティングプレート（７）がレギュレーティングロッド（２）のグルーブ（１２）内に押し込まれることを特徴とする方法。
3. 過給器（６）上のアクチュエータ、特に自動車の排気ガスターボチャージャーの調整装置であって、
   アクチュエータ（１）は、少なくとも並進動が伝達され得るレギュレーティングコンポーネントアセンブリ（４）を含み、
   アクチュエータ（１）の予め定義された位置でのレギュレーティングコンポーネントアセンブリ（４）の長さが、所定の全長（Ｌ）を有し、全長（Ｌ）に関して、アクチュエータ（１）は、誤差修正され、同じタイプの２つのアクチュエータ（１）が同じ全長（Ｌ）を有していることを特徴とするアクチュエータ。
4. 請求項３のアクチュエータであって、
   レギュレーティングコンポーネントアセンブリ（４）は、レギュレーティングロッド（２）、および上記レギュレーティングロッド（２）に接続されるコネクティングエレメント（３）を含むことを特徴とするアクチュエータ。
5. 請求項４のアクチュエータであって、
   コネクティングエレメント（３）は、コネクティングプレート（７）、およびコネクティングコンター（８）を含むことを特徴とするアクチュエータ。
6. 請求項５のアクチュエータであって、
   コネクティングプレート（７）は、少なくとも部分的にレギュレーティングロッド（２）のグルーブ（１２）内に押し込まれていることを特徴とするアクチュエータ。
7. 請求項５または請求項６のアクチュエータであって、
   レギュレーティングコンポーネントアセンブリ（４）の全長（Ｌ）は、コネクティングコンター（８）からアクチュエータ（１）のコネクティングフランジ（５）までの距離として定義され、
   コネクティングフランジ（５）によってアクチュエータ（１）が過給器（６）に接続され得ることを特徴とするアクチュエータ。
8. 請求項５から請求項７のうち何れか１項のアクチュエータであって、
   コネクティングコンター（８）は、ピンまたはスタッドとして設計され、少なくとも、可変タービンジオメトリまたはウェストゲートバルブの調整レバー（１０）のリセス（９）内で固定エレメント（１１）によって回転移動可能に位置されることを特徴とするアクチュエータ。
9. 過給器（６）、特に自動車の排気ガスターボチャージャーにアクチュエータ（１）を取り付ける方法であって、
   アクチュエータ（１）が、過給器（６）に相対的に位置されて固定され、
   過給器（６）の可変タービンジオメトリまたはウェストゲートバルブが、予め定義された位置に至らされ、
   アクチュエータ（１）が、予め定義された位置に至らされ、
   アクチュエータ（１）のレギュレーティングコンポーネントアセンブリ（４）に回転移動可能に接続された調整レバー（１０）が、可変タービンジオメトリまたはウェストゲートバルブのアクチュエーティングエレメント（１７）に回転固定的に接続されることを特徴とする方法。
10. 請求項９の方法であって、
    スピンドルまたはスタッドとして設計されたアクチュエーティングエレメント（１７）が、調整レバー（１０）の更なるリセス（１５）内に導入されることを特徴とする方法。
11. 特に請求項３から請求項８のうち何れか１項の誤差修正アクチュエータ（１）を有する過給器、特に自動車の排気ガスターボチャージャーであって、
    少なくとも並進動が伝達され得る誤差修正アクチュエータ（１）のレギュレーティングコンポーネントアセンブリ（４）が、アクチュエータ（１）の予め定義された位置で所定の全長（Ｌ）を有し、同じタイプの２つのアクチュエータ（１）が、同じ全長（Ｌ）を有していることを特徴とする過給器。

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