DE102007055627A1

DE102007055627A1 - Ladeeinrichtung

Info

Publication number: DE102007055627A1
Application number: DE102007055627A
Authority: DE
Inventors: Rafael Dr. Weisz
Original assignee: Bosch Mahle Turbo Systems GmbH and Co KG
Current assignee: BMTS Technology GmbH and Co KG
Priority date: 2007-11-21
Filing date: 2007-11-21
Publication date: 2009-05-28

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ladeeinrichtung (1), insbesondere ein Abgasturbolader für ein Kraftfahrzeug, mit einer in einem Gehäuse (2) gelagerten Welle, die turbinenseitig ein Turbinenrad und verdichterseitig ein Verdichterrad trägt und mit einer Leitschaufeleinrichtung mit verstellbaren Leitschaufeln zur Realisierung einer variablen Turbinen- und/oder Verdichtergeometrie sowie einer Betätigungseinrichtung (3) zur Betätigung der Leitschaufeleinrichtung und damit zum Verstellen der Leitschaufeln. Erfindungswesentlich ist dabei, dass zumindest ein Teil der Betätigungseinrichtung (3) integraler Bestandteil des Gehäuses (2) der Ladeeinrichtung (1) ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ladeeinrichtung, insbesondere einen Abgasturbolader für ein Kraftfahrzeug. Die Erfindung betrifft außerdem ein mit einer derartigen Ladeeinrichtung ausgestattetes Kraftfahrzeug.
Abgasturbolader dienen in bekannter Weise der Leistungssteigerung von Kolbenmotoren, indem sie einen Luftmengen- und Kraftstoffdurchsatz pro Arbeitstakt erhöhen. Hierzu erhöht der Abgasturbolader den Druck im Ansaugtrakt des Kolbenmotors, so dass während des Ansaugtaktes eine größere Menge Luft in den Zylinder gelangt als bei einem Saugmotor und dadurch mehr Sauerstoff zur Verbrennung einer entsprechend größeren Kraftstoffmenge zur Verfügung steht.
Aus der DE 10 2004 058 719 A1 ist eine gattungsgemäße Ladeeinrichtung bekannt, welche insbesondere eine variable Turbinengeometrie aufweist.
Aus der GB 2 033 007 A ist eine weitere gattungsgemäße Ladungseinrichtung mit einer variablen Turbinengeometrie bekannt, welche eine Steuereinrichtung aufweist, die bei Über schreiten eines Grenzladedrucks ein Bypassventil öffnet und dadurch den Ladedruck reguliert. Dabei ist ein Teil der Steuereinrichtung in das Gehäuse der Ladeeinrichtung integriert.
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, eine verbesserte Ausführungsform für eine Ladeeinrichtung anzugeben, bei welcher insbesondere die Teilevielfalt reduziert ist.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, eine Betätigungseinrichtung einer Ladeeinrichtung, beispielsweise eines Abgasturboladers, zur Betätigung einer Leitschaufeleinrichtung und damit zum Verstellen von eine variable Turbinengeometrie bildenden Leitschaufeln, nicht mehr wie aus dem Stand der Technik bekannt separat anzuordnen, sondern zumindest einen Teil dieser Betätigungseinrichtung als integralen Bestandteil eines Gehäuses der Ladeeinrichtung auszubilden. In dem Gehäuse der Ladeeinrichtung ist dabei in üblicher Weise eine Welle gelagert, welche turbinenseitig ein Turbinenrad und verdichterseitig ein Verdichterrad trägt. Die nunmehr zumindest teilweise in das Gehäuse dieser Ladeeinrichtung integrierte Betätigungseinrichtung betätigt die Leitschaufeleinrichtung und reguliert dadurch die Leistung der Ladeeinrichtung. Durch die Integration zumindest eines Teils der Betätigungseinrichtung in das Gehäuse der Ladeeinrichtung können die gänzlich separate Ausbildung der Betätigungseinrichtung und verbunden damit eine erhöhte Teilevielfalt reduziert werden. Zugleich erleichtert dies eine Montage der erfindungsgemäßen Ladeeinrichtung, da weniger Einzelteile montiert werden müssen. Insgesamt kann somit die erfindungsgemäße Ladeeinrichtung konstruktiv einfacher und kostengünstiger hergestellt werden.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung umfasst die Betätigungseinrichtung ein, ein Gehäuseunter- und ein Gehäuseoberteil aufweisendes und als Druckdose ausgebildetes Betätigungsgehäuse, wobei das Gehäuseunterteil integraler Bestandteil des Gehäuses der Ladeeinrichtung ist. Das Gehäuseunterteil der Betätigungseinrichtung ist somit direkt am Gehäuse der Ladeeinrichtung angeformt und kann vorzugsweise in einem einzigen Arbeitsschritt zusammen mit diesem hergestellt werden. Denkbar ist selbstverständlich auch eine spanende Nachbearbeitung des als Giessteil hergestellten Gehäuses. Durch die Anformung des Gehäuseunterteils der Betätigungseinrichtung am Gehäuse der Ladeeinrichtung entfällt zudem eine separate Befestigung des Gehäuseunterteils der Betätigungseinrichtung an der Ladeeinrichtung, so dass lediglich das Gehäuseoberteil am Gehäuseunterteil befestigt werden muss und nicht mehr wie bisher aus dem Stand der Technik die gesamte Betätigungseinrichtung an der Ladeeinrichtung. Das Gehäuseunterteil der Betätigungseinrichtung, welches bisher als separates Bauteil ausgebildet war, ist nunmehr integraler Bestandteil des Gehäu ses der Ladeeinrichtung, wodurch dessen separate Ausbildung entfällt und dadurch die Teilevielfalt reduziert wird. Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
Dabei zeigen, jeweils schematisch,
1 eine Ansicht auf eine erfindungsgemäße Ladeeinrichtung,
2 eine teilweise geöffnete Ladeeinrichtung.
Entsprechend 1 weist eine erfindungsgemäße Ladeeinrichtung 1, welche insbesondere als Abgasturbolader für ein Kraftfahrzeug ausgebildet sein kann, ein Gehäuse 2 auf. Das Gehäuse 2 kann dabei ein Verdichtergehäuse 2', ein Lagerge häuse 2'' und ein Turbinengehäuse 2''' umfassen. In einem dieser Gehäuse 2, 2', 2'', 2''' ist in üblicher Weise eine Welle 4 gelagert, welche turbinenseitig ein Turbinenrad und verdichterseitig ein Verdichterrad trägt.
Des weiteren ist eine Leitschaufeleinrichtung 8 mit verstellbaren Leitschaufeln zur Realisierung einer variablen Turbinen- und/oder Verdichtergeometrie vorgesehen. Über eine Betätigungseinrichtung 3 werden die Leitschaufeleinrichtung 8 betätigt und damit die Leitschaufeln verstellt. Die Betätigungseinrichtung 3 ist dabei über ein Betätigungsglied 5, beispielsweise über eine Stange mit der Leitschaufeleinrichtung 8, insbesondere mit einem Verstellring 9 derselben, wirkungsverbunden. Soll die Turbinengeometrie verändert werden, so verstellt die Betätigungseinrichtung 3 die Leitschaufeleinrichtung 8. Dabei greift ein mit dem Betätigungsglied 5 gekoppelter Betätigungsarm 11 über ein an diesem endseitig befestigtes Ruder 10 in eine entsprechende Nut 12 am Verstellring 9 ein. Durch ein ruderartiges Ineinandergreifen zwischen Verstellring 9 und Ruder 10 kann ein Linienkontakt zwischen den beiden Bauelementen und dadurch eine griffige und zuverlässige Verbindung erreicht werden, vorausgesetzt selbstverständlich, dass beide in Kontakt stehenden Bauelemente eine geeignete Form aufweisen. Ein Linienkontakt kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass die ineinandergreifenden Teile die Form zumindest eines Zahns und einer Lücke eines Kegelzahnradpaares aufweisen.
Erfindungsgemäß ist nun zumindest ein Teil der Betätigungseinrichtung 3 als integraler Bestandteil des Gehäuses 2 der Ladeeinrichtung 1 ausgebildet. Die Betätigungseinrichtung 3 weist ferner ein Gehäuseunterteil 6 sowie ein Gehäuseoberteil 7 (vgl. auch 2) auf und ist vorzugsweise als Druckdose ausgebildet, wobei das Gehäuseunterteil 6 den integralen Bestandteil des Gehäuses 2 der Ladeeinrichtung 1 bildet. Betrachtet man 1, so fällt auf, dass das Gehäuseunterteil 6 der Betätigungseinrichtung 3 an das Gehäuse 2 der Ladeeinrichtung 1 angeformt ist.
Wie den beiden 1 und 2 weiter zu entnehmen ist, ist die Betätigungseinrichtung 3 verdichterseitig an der Ladeeinrichtung 1 angeordnet und daher einer eher geringen Temperaturbelastung ausgesetzt. Durch die teilweise integrative Ausbildung der Betätigungseinrichtung 3 zusammen mit der Ladeeinrichtung 1, lässt sich vorzugsweise auch ein Justieraufwand reduzieren, da durch die vorgeschlagene Bauweise eine genauere Montage bzw. ein genaueres Ausrichten der Betätigungseinrichtung 3 an der Ladeeinrichtung 1 möglich ist.
Generell kann dabei zumindest das Lager- und/oder das Verdichtergehäuse 2', 2'' der Ladeeinrichtung 1 aus Kunststoff oder aus Leichtmetallguss, insbesondere aus Aluminiumguss ausgebildet sein, was in gleicher Weise auch für das Gehäuseoberteil 7 des Betätigungsgehäuses der Betätigungseinrichtung 3 gilt. Durch die zumindest teilweise Integration des Betätigungsgehäuses der Betätigungseinrichtung 3 in das Gehäuse 2 der Ladeeinrichtung 1 können eine separate Anordnung der Betätigungseinrichtung 3, verbunden mit einem separaten Gehäuse sowie einer aufwendigen Befestigung der Betätigungseinrichtung 3 an der Ladeeinrichtung 1 vermieden werden, wodurch die Ladeeinrichtung 1 weniger Teile aufweist, konstruktiv einfacher ausgebildet ist und zudem kompakter baut. Insbesondere der letzte Gesichtspunkt ist dabei von entscheidender Bedeutung, da ein Bauraumangebot in modernen Motorräumen immer knapper wird.
Um die Betätigungseinrichtung 3 ebenfalls kompakter bauen zu können, kann in das Gehäuseoberteil 7 der Betätigungseinrichtung 3 ein Taktventil, insbesondere ein elektrisches Taktventil, und/oder ein Positionssensor integriert sein. Das Taktventil kann dabei beispielsweise als Zwei/Zwei-Wegeventil ausgebildet sein. Die Betätigungseinrichtung 3 kann insbesondere einen elektrischen Stellantrieb, insbesondere einen elektrischen Linearantrieb, und/oder eine Druckdose und/oder eine Unterdruckdose aufweisen.
Generell lassen sich mit der erfindungsgemäßen Ladeeinrichtung folgende Vorteile realisieren: Geringere Herstell- und Montagekosten, vereinfachte Montage, höhere Betriebssicherheit aufgrund der Teilereduktion, geringerer Bauraumbedarf und verbessertes Erscheinungsbild.
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 102004058719 A1 [0003]
- GB 2033007 A [0004]

Claims

Ladeeinrichtung (1), insbesondere ein Abgasturbolader für ein Kraftfahrzeug, – mit einer in einem Gehäuse (2) gelagerten Welle, die turbinenseitig ein Turbinenrad und verdichterseitig ein Verdichterrad trägt, – mit einer Leitschaufeleinrichtung mit verstellbaren Leitschaufeln zur Realisierung einer variablen Turbinen- und/oder Verdichtergeometrie, – mit einer Betätigungseinrichtung (3) zur Betätigung der Leitschaufeleinrichtung und damit zum Verstellen der Leitschaufeln, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Betätigungseinrichtung (3) integraler Bestandteil des Gehäuses (2) der Ladeeinrichtung (1) ist.
Ladeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) ein Verdichtergehäuse (2'), ein Lagergehäuse (2'') und ein Turbinengehäuse (2''') umfasst, wobei zumindest ein Teil der Betätigungseinrichtung (3) integraler Bestandteil des Verdichtergehäuses (2'') der Ladeeinrichtung (1) ist.
Ladeeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungseinrichtung (3) ein, ein Gehäuseunter- (6) und ein Gehäuseoberteil (7) aufweisendes und als Druckdose ausgebildetes Betätigungsgehäuse umfasst, wobei das Gehäuseunterteil (6) des Betätigungsgehäuses integraler Bestandteil des Gehäuses (2), insbesondere des Verdichtergehäuses (2') der Ladeeinrichtung (1) ist.
Ladeeinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest das Verdichtergehäuse (2') und/oder das Lagergehäuse (2'') der Ladeeinrichtung (1) aus Kunststoff oder aus Leichtmetallguss, insbesondere aus Aluminiumguss ausgebildet ist.
Ladeeinrichtung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuseoberteil (7) des Betätigungsgehäuses aus Kunststoff oder aus Leichtmetallguss, insbesondere aus Aluminiumguss ausgebildet ist.
Ladeeinrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in das Gehäuseoberteil (7) ein Taktventil, insbesondere ein elektrisches Taktventil, und/oder ein Positionssensor integriert sind/ist.
Ladeeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungseinrichtung (3) einen elektrischen Stellantrieb, insbesondere einen elektrischen Linearantrieb, und/oder eine Druckdose und/oder eine Unterdruckdose aufweist.
Ladeeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungseinrichtung (3) verdichterseitig an der Ladeeinrichtung (1) angeordnet ist.
Ladeeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zur Übertragung einer Stellbewegung an den Verstellring (9) ein mit der Betätigungseinrichtung (3) verbundenes Betätigungsglied (5) vorgesehen ist, an dessen Ende ein zahnartiges Ruder (10) angeordnet ist, welches in eine komplementär dazu ausgebildete Lücke/Nut (12) am Verstellring (9) eingreift und einen Linienkontakt mit diesem herstellt.
Kraftfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor, der eine Ladeeinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 aufweist.