[go: up one dir, main page]

DE102021203407A1 - Abgasturbolader mit Stellvorrichtung zur Anpassung seines Betriebsverhaltens - Google Patents

Abgasturbolader mit Stellvorrichtung zur Anpassung seines Betriebsverhaltens Download PDF

Info

Publication number
DE102021203407A1
DE102021203407A1 DE102021203407.1A DE102021203407A DE102021203407A1 DE 102021203407 A1 DE102021203407 A1 DE 102021203407A1 DE 102021203407 A DE102021203407 A DE 102021203407A DE 102021203407 A1 DE102021203407 A1 DE 102021203407A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
drive rod
exhaust gas
coupling element
axis
gas turbocharger
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102021203407.1A
Other languages
English (en)
Inventor
Nicolas Zieboll
Daniel Helisch
Christian Kirschner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Original Assignee
Vitesco Technologies GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Vitesco Technologies GmbH filed Critical Vitesco Technologies GmbH
Priority to DE102021203407.1A priority Critical patent/DE102021203407A1/de
Publication of DE102021203407A1 publication Critical patent/DE102021203407A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C6/00Plural gas-turbine plants; Combinations of gas-turbine plants with other apparatus; Adaptations of gas-turbine plants for special use
    • F02C6/04Gas-turbine plants providing heated or pressurised working fluid for other apparatus, e.g. without mechanical power output
    • F02C6/10Gas-turbine plants providing heated or pressurised working fluid for other apparatus, e.g. without mechanical power output supplying working fluid to a user, e.g. a chemical process, which returns working fluid to a turbine of the plant
    • F02C6/12Turbochargers, i.e. plants for augmenting mechanical power output of internal-combustion piston engines by increase of charge pressure
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D17/00Regulating or controlling by varying flow
    • F01D17/10Final actuators
    • F01D17/105Final actuators by passing part of the fluid
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D17/00Regulating or controlling by varying flow
    • F01D17/10Final actuators
    • F01D17/12Final actuators arranged in stator parts
    • F01D17/14Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits
    • F01D17/16Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits by means of nozzle vanes
    • F01D17/165Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits by means of nozzle vanes for radial flow, i.e. the vanes turning around axes which are essentially parallel to the rotor centre line
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D17/00Regulating or controlling by varying flow
    • F01D17/20Devices dealing with sensing elements or final actuators or transmitting means between them, e.g. power-assisted
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2220/00Application
    • F05D2220/40Application in turbochargers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2230/00Manufacture
    • F05D2230/20Manufacture essentially without removing material
    • F05D2230/23Manufacture essentially without removing material by permanently joining parts together
    • F05D2230/232Manufacture essentially without removing material by permanently joining parts together by welding
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2230/00Manufacture
    • F05D2230/20Manufacture essentially without removing material
    • F05D2230/23Manufacture essentially without removing material by permanently joining parts together
    • F05D2230/232Manufacture essentially without removing material by permanently joining parts together by welding
    • F05D2230/237Brazing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00Function
    • F05D2260/50Kinematic linkage, i.e. transmission of position
    • F05D2260/57Kinematic linkage, i.e. transmission of position using servos, independent actuators, etc.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Supercharger (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Abgasturbolader (10) für eine Brennkraftmaschine, der eine Stellvorrichtung (50), zur Anpassung seines Betriebsverhaltens an das Betriebsverhalten der Brennkraftmaschine aufweist.Zur Betätigung der Stellvorrichtung (50) mittels eines Betätigungsaktuators (60), ist ein Übertragungsgetriebe (70) vorgesehen, das eine mit dem Betätigungsaktuator (60) verbundene Antriebsstange (71), einen mit der Stellvorrichtung (50)verbundenen Kurbelarm (79) und ein zwischen Antriebsstange (71) und Kurbelarm(79) angeordnetes Koppelelement (75) zur Koppelung von Antriebsstange (71) und Kurbelarm (79) aufweist. Das Koppelelement (75) weist einen Drehzapfen (76) auf, der in dem Kurbelarm (79) aufgenommen ist und weist eineAntriebsstangen-Aufnahme (74) auf, in der das vom Betätigungsaktuator (60) abgewandte Ende der Antriebsstange (71) mittels einer stoffschlüssigen Verbindung (73) fixiert ist,wobei die Antriebsstangen-Aufnahme (74) so gestaltet ist, dass die Antriebsstange (71), vor der Herstellung der stoffschlüssigen Verbindung (73), in der Antriebsstangen-Aufnahme (74) vorpositioniert, jedoch in Richtung der Antriebsstangenachse (71a) verschiebbar aufgenommen ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Abgasturbolader für eine Brennkraftmaschine mit einer Stellvorrichtung zur Anpassung seines Betriebsverhaltens.
  • Abgasturbolader werden vermehrt zur Leistungssteigerung bei Brennkraftmaschinen, insbesondere Kraftfahrzeug-Verbrennungsmotoren eingesetzt. Dies geschieht immer häufiger mit dem Ziel die Brennkraftmaschine respektive den Verbrennungsmotor bei gleicher oder gar gesteigerter Leistung in Baugröße und Gewicht zu reduzieren und gleichzeitig den Verbrauch und somit den CO2-Ausstoß, im Hinblick auf immer strenger werdende gesetzliche Vorgaben diesbezüglich, zu verringern. Das Wirkprinzip besteht darin, die im Abgasstrom enthaltene Energie zu nutzen, um den Druck im Ansaugtrakt des Verbrennungsmotors zu erhöhen und so eine bessere Befüllung des Brennraumes mit Luft-Sauerstoff zu bewirken und somit mehr Treibstoff, Benzin oder Diesel, pro Verbrennungsvorgang umsetzen zu können, also die Leistung des Verbrennungsmotors zu erhöhen.
  • Dazu weist der Abgasturbolader eine im Abgastrakt des Verbrennungsmotors angeordnete Abgasturbine, einen im Ansaugtrakt angeordneten Frischluftverdichter und ein dazwischen angeordnetes Läuferlager auf. Die Abgasturbine weist ein Turbinengehäuse und ein darin angeordnetes, durch den Abgasmassenstrom angetriebenes Turbinenlaufrad auf. Der Frischluftverdichter weist ein Verdichtergehäuse und ein darin angeordnetes, einen Ladedruck aufbauendes Verdichterlaufrad auf. Das Turbinenlaufrad und das Verdichterlaufrad sind auf den sich gegenüberliegenden Enden einer gemeinsamen Welle, der sogenannten Läuferwelle, drehfest angeordnet und bilden so den sogenannten Turboladerläufer. Die Läuferwelle erstreckt sich axial zwischen Turbinenlaufrad und Verdichterlaufrad durch das zwischen Abgasturbine und Frischluftverdichter angeordnete Läuferlager und ist in diesem, in Bezug auf die Läuferwellenachse, radial und axial drehgelagert. Gemäß diesem Aufbau treibt das vom Abgasmassenstrom angetriebene Turbinenlaufrad über die Läuferwelle das Verdichterlaufrad an, wodurch der Druck im Ansaugtrakt des Verbrennungsmotors, bezogen auf den Frischluftmassentrom hinter dem Frischluftverdichter, erhöht und dadurch eine bessere Befüllung des Brennraumes mit Luft-Sauerstoff bewirkt wird.
  • Turbinen und Verdichter sind Strömungsmaschinen und haben aufgrund der physikalischen Gesetzmäßigkeiten einen jeweils von Baugröße und Bauart abhängigen optimalen Betriebsbereich der durch den Massedurchsatz, das Druckverhältnis und die Drehzahl des jeweiligen Laufrades gekennzeichnet ist. Im Gegensatz dazu ist der Betrieb eines Verbrennungsmotors in einem Kraftfahrzeug von dynamischen Änderungen der Last und des Betriebsbereiches gekennzeichnet.
  • Um nun den Betriebsbereich des Abgasturboladers an sich ändernde Betriebsbereiche des Verbrennungsmotors anpassen zu können und so ein gewünschtes Ansprechverhalten möglichst ohne spürbare Verzögerungen (Turboloch) zu gewährleisten, werden Abgasturbolader mit Stellvorrichtungen zur Anpassung ihres Betriebsverhaltens ausgestattet. Dies sind zum Beispiel sogenannte variablen Turbinengeometrien (VTG) oder Wastegate-Einrichtungen (WG) auf der Abgas- oder Turbinenseite und Schubumluft- oder Abblas-Einrichtungen auf der Zuluft- oder Verdichterseite. Diese dienen dazu das träge Verhalten und somit das verzögerte Ansprechverhalten des Turboladers zu minimieren und schädliche Betriebszustände zu vermeiden. Je nach Drehzahl und Abgasmassenstrom des Verbrennungsmotors wird in Abhängigkeit von den Lastanforderungen zum Beispiel das Wastegate-Ventil bzw. die Variable Turbinengeometrie mittels eines Betätigungsaktuators über ein Übertragungsbetriebe so eingestellt, dass die Drehzahl von Turbinen- und Verdichterlaufrad sowie das Druckverhältnis, insbesondere an der Abgasturbine, innerhalb des gewünschten Arbeitsbereichs des Abgasturboladers gehalten werden kann.
  • Als Betätigungsaktuatoren werden hierzu in bekannter Weise pneumatische oder elektromotorische Aktuatoren eingesetzt, die aufgrund der in direkter Umgebung der Abgasturbine im Betrieb herrschenden hohen Temperaturen in der Regel abgesetzt davon im Bereich des Verdichters angeordnet sind. Auch bauraumbedingt ist es häufig erforderlich, den Betätigungsaktuator abgesetzt von der Stellvorrichtung anzuordnen. Zur Übertragung der Stellbewegung vom Betätigungsaktuator auf die Stellvorrichtung sind dann entsprechende Übertragungsgetriebe erforderlich, die häufig eine Antriebsstange zur Überbrückung der Entfernung und damit gekoppelte Kurbelarme zur Umsetzung der Antriebsbewegung aufweisen.
  • Da der Hubweg des Betätigungsaktuators in der Regel begrenzt ist und zusätzlich Fertigungstoleranzen der Bauteile des Übertragungsgetriebes sowie Lagetoleranzen des Betätigungsaktuators in seiner Montageposition auftreten können, andererseits gewährleistet werden muss, dass die Stelleinrichtung sicher in bestimmte Endpositionen gestellt werden kann, ist eine Ausrichtung und eine Justage der Bauteile des Übertragungsgetriebes bei der Montage am Abgasturbolader in der Regel erforderlich.
  • Dazu werden in den Druckschriften FR 2 707 712 A1 , DE 10 2013 202 191 A1 und WO 2004 053 299 A1 beispielsweise längenverstellbare Schraubverbindung zwischen Antriebsstange und einem mit dem Kurbelarm verbundenen Koppelelement vorgeschlagen.
  • Weiterhin wird beispielsweise in den Druckschriften DE 10 2009 054 241 , DE 10 2009 039 911 A1 , DE 10 2010 040 583 A1 und DE 10 2011 007 072 A1 vorgeschlagen, eine als Stellstab, Stabelement oder Regelstange bezeichnete Antriebsstange in ihrem Endbereich mit einem Schlitz bzw. einer Nut auszuführen, wobei ein als Führungshebel, Anbindungselement oder Plattenelement bezeichnets plattenförmig ausgebildetes Koppelelement drehbeweglich mit einem als Hebelelement, Hebelarm oder Stellhebel bezeichneten Kurbelarm verbunden und in dem Schlitz bzw. der Nut der Antriebsstange positioniert und erst nach Ausrichtung der Stelleinrichtung und des Betätigungsaktuators in Endposition darin durch eine Schweißverbindung in Endposition fixiert wird.
  • Die bekannten Lösungen weisen dabei die Nachteile eines komplexen Aufbaus, eines erhöhten Montageaufwands und von schwer zu automatisierenden Montage- und Justagevorgängen auf.
  • Die daraus abgeleitete Aufgabe besteht deshalb darin einen Abgasturbolader anzugeben, bei dem der Aufbau des Übertragungsgetriebes zwischen Betätigungsaktuator und Stellvorrichtung zur Anpassung des Betriebsverhaltens, möglichst einfach aufgebaut sowie einfach und automatisiert montierbar und justierbar und somit kostengünstiger zu realisieren ist wie die bekannten Lösungen des Standes der Technik.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch einen erfindungsgemäßen Abgasturbolader für eine Brennkraftmaschine, mit den Merkmalen gemäß dem Hauptanspruch. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen, welche einzeln oder in Kombination miteinander eingesetzt werden können, sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Der erfindungsgemäße Abgasturbolader weist eine Stellvorrichtung, zur Anpassung seines Betriebsverhaltens an das Betriebsverhalten der Brennkraftmaschine, sowie einen Betätigungsaktuator zur Betätigung der Stellvorrichtung und ein Übertragungsgetriebe, das unmittelbar oder mittelbar mit dem Betätigungsaktuator einerseits und mit der Stellvorrichtung andererseits gekoppelt ist zur Übertragung einer Stellgröße des Betätigungsaktuators auf die Stellvorrichtung, auf. Dabei weist das Übertragungsgetriebe eine mit dem Betätigungsaktuator verbundene Antriebsstange mit einer Antriebsstangenachse, einen mit der Stellvorrichtung verbundenen Kurbelarm und ein zwischen Antriebsstange und Kurbelarm angeordnetes Koppelelement, zur Koppelung von Antriebsstange und Kurbelarm, auf.
  • Der erfindungsgemäße Abgasturbolader zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass das Koppelelement einerseits einen Drehzapfen mit einer Drehzapfenachse aufweist, der um die Drehzapfenachse drehbar in dem Kurbelarm aufgenommen ist und andererseits eine Antriebsstangen-Aufnahme aufweist, in der das vom Betätigungsaktuator abgewandte Ende der Antriebsstange mittels einer stoffschlüssigen Verbindung fixiert ist. Dabei ist die Antriebsstangen-Aufnahme so gestaltet, dass die Antriebsstange, vor der Herstellung der stoffschlüssigen Verbindung, in der Antriebsstangen-Aufnahme, quer zur Antriebsstangenachse vorpositioniert jedoch in Richtung der Antriebsstangenachse verschiebbar und die Drehlage des Koppelelements um die Drehzapfenachse bestimmend aufgenommen ist.
  • Diese Konfiguration stellt einen besonders einfachen Aufbau, bestehend aus nur wenigen Komponenten dar und ermöglicht eine einfache automatisierte Montage sowie Justage der Position der Antriebsstange in Bezug auf die Lage des Kurbelarms in Endstellung der Stellvorrichtung. Dabei wirkt die Antriebsstangen-Aufnahme des Koppelements so mit der Antriebsstange zusammen, dass die Antriebsstange bereits vor der Erstellung der endgültigen stoffschlüssigen Verbindung, lediglich durch Auflage in der Antriebsstangen-Aufnahme, beispielsweise durch ihre Schwerkraft, bezüglich zumindest dreier räumlicher Richtungen normal, also senkrecht zur Antriebsstangenachse vorpositioniert ist, jedoch in Richtung der Antriebsstangenachse verschiebbar bleibt. Gleichzeitig wird dadurch das Koppelement entlang der Antriebsstangenachse in seiner Drehlage ausgerichtet und vorpositioniert. In diesem Montagezustand kann nun die Justage auf einfache Weise erfolgen indem die Stellvorrichtung und somit das mit dem Kurbelarm verbundene Koppelelement sowie die Antriebsstange des Betätigungsaktuators zum Beispiel in Endanschlagposition gebracht werden und dann in dieser Position die stoffschlüssige Verbindung zwischen Antriebsstange und Koppelelement erstellt wird.
  • Eine Auswahl von Ausführungsbeispielen der Erfindung gemäß Hauptanspruch und den Unteransprüchen werden im Folgenden anhand der Darstellungen in der Zeichnung näher erläutert.
  • Es zeigen:
    • 1 Einen erfindungsgemäßen Abgasturbolader mit den wesentlichen Komponenten, in vereinfachter schematischer Darstellung, mit aufgeschnittenem Turbinengehäuse;
    • 2 bis 5 jeweils eine schematische Schnittdarstellung der Komponenten unterschiedlicher Übertragungsgetriebe eines erfindungsbemäßen Abgasturboladers;
    • 6 eine 3-dimensionale Darstellung der Komponenten des in 3 schematisch dargestellten Übertragungsgetriebes.
  • Funktions- und Benennungsgleiche Teile sind in den Figuren durchgehend mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet.
  • Der in 1 dargestellte Abgasturbolader 10 weist einen mehrteiligen Aufbau auf. Dabei sind eine im Abgastrakt des Verbrennungsmotors anordenbare Abgasturbine 20 mit einem Turbinengehäuse 21, ein im Ansaugtrakt des Verbrennungsmotors anordenbarer Luftverdichter 30 mit einem Verdichtergehäuse 31 und zwischen Turbinengehäuse 21 und Verdichtergehäuse 31 eine Lagereinheit 40 mit einem Lagergehäuse 41 auf einer gemeinsamen Turboladerachse 15 nebeneinander angeordnet und montagetechnisch miteinander verbunden. Eine weitere Baueinheit des Abgasturboladers 10 stellt der Turboladerläufer dar, der eine Läuferwelle (nicht sichtbar), ein in dem Turbinengehäuse 21 angeordnetes Turbinenlaufrad 12 und ein in dem Verdichtergehäuse 31 angeordnetes Verdichterlaufrad (nicht sichtbar) aufweist. Das Turbinenlaufrad 12 und das Verdichterlaufrad sind auf den sich gegenüberliegenden Enden der gemeinsamen Läuferwelle angeordnet und mit diesen drehfest verbunden. Die Läuferwelle erstreckt sich in Richtung der Turboladerachse 15 axial durch das Lagergehäuse 41 und ist in diesem axial und radial um seine Läuferdrehachse drehgelagert, wobei die Läuferdrehachse in der Turboladerachse 15 liegt, also mit dieser zusammenfällt.
  • Die gezeigte Ausführung des Abgasturboladers 10 weist eine Stellvorrichtung 50, zur Anpassung seines Betriebsverhaltens an das Betriebsverhalten der Brennkraftmaschine auf. Im dargestellten Fall ist dies ein sogenanntes Wastegate-Ventil 52, das mit einer Übertragungsspindel 51 um seine Längsachse, die Spindeldrehachse 51a, drehbar im Turbinengehäuse 21 gelagert ist. In anderer Ausführung kann eine entsprechende Stellvorrichtung jedoch auch als sogenannte Variable Turbinengeometrie oder als sogenanntes Schubumluftventil auf der Verdichterseite ausgeführt sein.
  • Weiterhin in 1 erkennbar ist ein am Verdichtergehäuse 31 angeordneter Betätigungsaktuator 60, zur Betätigung der Stellvorrichtung 50, sowie ein Übertragungsgetriebe 70, das unmittelbar mit dem Betätigungsaktuator 60 einerseits und mittelbar über die Übertragungsspindel 51 mit der Stellvorrichtung 50 andererseits gekoppelt ist, zur Übertragung einer vom Betätigungsaktuator 60 vorgegebenen Stellgröße auf die Stellvorrichtung 50.
  • Das Übertragungsgetriebe 70 weist eine unmittelbar mit dem Betätigungsaktuator 60 verbundene Antriebsstange 71 auf, die auch Teil des Betätigungsaktuators selbst sein kann. Die Längsachse der Antriebsstange 71 wird hier als Antriebsstangenachse 71a bezeichnet. An dem aus dem Turbinengehäuse 21 herausgeführten Ende der Übertragungsspindel 51 der Stellvorrichtung 50 ist ein Kurbelarm 79 mit diesem verbunden. Zur Koppelung der Antriebsstange 71 mit dem Kurbelarm 79 ist zwischen Antriebsstange 71 und Kurbelarm 79 ein Koppelelement 75 angeordnet.
  • Das Koppelelement 75 weist einerseits einen Drehzapfen 76 (in 1 nicht erkennbar) mit einer Drehzapfenachse 76a auf, der um die Drehzapfenachse 76a drehbar in dem Kurbelarm 79 aufgenommen ist. Andererseits weist das Koppelelement 75 eine Antriebsstangen-Aufnahme 74 auf, in der das vom Betätigungsaktuator 60 abgewandte Ende der Antriebsstange 71 mittels einer stoffschlüssigen Verbindung 73 fixiert ist. Dabei ist die Antriebsstangen-Aufnahme 74 so gestaltet, dass die Antriebsstange 71, vor der Herstellung der stoffschlüssigen Verbindung 73, in der Antriebsstangen-Aufnahme 74, quer zur Antriebsstangenachse 71a vorpositioniert jedoch in Richtung der Antriebsstangenachse 71a verschiebbar ist. Darüber hinaus ist durch die Anordnung der Antriebsstange 71, im Zusammenwirken mit der Antriebsstangen-Aufnahme 74, die Drehlage des Koppelelements 75 um die Drehzapfenachse 76a bestimmt. In der in 1 gezeigten Ausführung des erfindungsgemäßen Abgasturboladers 10 ist die Antriebsstangen-Aufnahme 74 als Durchgangsbohrung in dem Koppelelement 75 ausgeführt, die quer zur Drehzapfenachse76a durch das Koppelement 75 verläuft und durch die die Antriebsstange 71 durchgesteckt ist. Diese Ausführung ist auch in 2 anhand der isolierten Darstellung des Übertragungsgetriebes 70 in vergrößerter Schnittansicht dargestellt.
  • Diese Ausführung ist besonders vorteilhaft dahingehend, dass die Antriebsstange 71 im durchgesteckten Zustand bereits vor Erstellung der endgültigen stoffschlüssigen Verbindung 73 bezüglich aller Richtungen senkrecht zur Antriebsstangenachse 71a vorpositioniert ist. Bei dieser Ausführung ist die Vorpositionierung unabhängig von Schwerkrafteinflüssen gewährleistet und es ist keine besondere räumliche Orientierung der Abgasturbolader-Baugruppe währende der Montage und Justage der Stellvorrichtung 50 erforderlich.
  • Klar erkennbar ist in der Darstellung der 2, wie auch in den Darstellungen der 3 bis 5, das abgeschnittene Ende einer um ihre Spindeldrehachse 51a drehbar gelagerten Übertragungsspindel 51, die mit dem Kurbelarm 79 fest verbunden, beispielsweise verschweißt ist. Auf der gegenüberliegenden Seite des Kurbelarms 79 ist das Koppelelement 75 mit seinem Drehzapfen 76 um die Drehzapfenachse 76a drehbar in dem Kurbelarm 79 aufgenommen und, wie hier dargestellt, beispielsweise mittels eines Nietkopfes 78 festgelegten Sicherungsscheibe 77 gesichert.
  • In den 3 bis 5 sind unterschiedliche Ausführungen von Übertragungsgetrieben 70 des erfindungsgemäßen Abgasturboladers 10 dargestellt. Diese Übertragungsgetriebe 70 sind dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsstangen-Aufnahme 74 als V-förmige oder U-förmige oder rechteckige, einseitig offene Aussparung auf einer dem Drehzapfen gegenüberliegenden Oberseite oder einer Seitenfläche des Koppelelements 75 ausgeführt ist, die quer zur Drehzapfenachse 76a verläuft und in die die Antriebsstange 71 eingelegt ist.
  • Insbesondere die Ausführung der Antriebsstangen-Aufnahme 74 als einseitig offene Aussparung hat den Vorteil, dass die Antriebsstange 71 auf einfache Weise eingelegt werden kann und nicht durchgesteckt werden muss wie beim Ausführungsbeispiel der 1 und 2. Dies trägt zur weiteren Vereinfachung des Montagevorgangs bei und erleichtert die automatisierte Montage. Jedoch ist hierbei auf die Orientierung der Abgasturbolader-Baugruppe bis zum Abschluss der endgültigen stoffschlüssigen Verbindung zwischen Antriebsstange 71 und Koppelement 75 zu achten. Diese ist vorteilhaft so zu wählen und beizubehalten, dass sich die Antriebsstange 71 selbst, mittels ihrer Schwerkraft, in der Antriebsstangen-Aufnahme 74 vorpositioniert und in dieser Position verharrt bis zur Fertigstellung der stoffschlüssigen Verbindung.
  • In 3 ist eine Ausführung eines Übertragungsgetriebes 70 dargestellt, das eine V-förmige Aussparung auf der dem Drehzapfen 76 gegenüberliegenden Oberseite des Koppelelements 75 aufweist, die einseitig offen, mit der Öffnung auf der Oberseite des Koppelelements, ausgebildet ist.
  • In 4 ist eine Ausführung eines Übertragungsgetriebes 70 dargestellt, das eine U-förmige Aussparung auf einer Seitenfläche des Koppelelements 75 aufweist, die einseitig offen, mit der Öffnung auf der Seitenfläche des Koppelelements, ausgebildet ist.
  • In 5 ist eine Ausführung eines Übertragungsgetriebes 70 dargestellt, das eine rechteckige Aussparung auf der dem Drehzapfen 76 gegenüberliegenden Oberseite des Koppelelements 75 aufweist, die einseitig offen, mit der Öffnung auf der Oberseite des Koppelelements, ausgebildet ist.
  • 6 zeigt schließlich eine Ausführung eines Übertragungsgetriebes 70 wie bereits in 3 dargestellt, hier jedoch in perspektivischer 3-D-Ansicht.
  • Bei allen gezeigten Ausführungen der 1 bis 6 ist die stoffschlüssige Verbindung 73 der Antriebsstange 71 in der Antriebsstangen-Aufnahme 74 schematisch dargestellt. Die stoffschlüssige Verbindung kann in allen Fällen als Schweißverbindung oder als Lötverbindung ausgeführt sein. Schweiß- oder Lötverbindungen sind dauerhaft feste und sichere Verbindungstechnologien, die auch automatisiert im Montageprozess ausgeführt werden können.
  • Bezugszeichenliste
  • 10
    Abgasturbolader
    12
    Turbinenlaufrad
    15
    Turboladerachse
    20
    Abgasturbine
    21
    Turbinengehäuse
    30
    Luftverdichter
    31
    Verdichtergehäuse
    40
    Lagereinheit
    41
    Lagergehäuse
    50
    Stellvorrichtung
    51
    Übertragungsspindel
    51a
    Spindeldrehachse
    52
    Wastegateventil
    60
    Betätigungsaktuator
    70
    Übertragungsgetriebe
    71
    Antriebsstange
    71a
    Antriebsstangenachse
    73
    Stoffschlüssige Verbindung
    74
    Antriebsstangen-Aufnahme
    75
    Koppelelement
    76
    Drehzapfen
    76a
    Drehzapfenachse
    77
    Sicherungsscheibe
    78
    Nietkopf
    79
    Kurbelarm
  • 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
    • FR 2707712 A1 [0008]
    • DE 102013202191 A1 [0008]
    • WO 2004053299 A1 [0008]
    • DE 102009054241 [0009]
    • DE 102009039911 A1 [0009]
    • DE 102010040583 A1 [0009]
    • DE 102011007072 A1 [0009]

Claims (4)

  1. Abgasturbolader (10) für eine Brennkraftmaschine, wobei der Abgasturbolader (10) eine Stellvorrichtung (50), zur Anpassung seines Betriebsverhaltens an das Betriebsverhalten der Brennkraftmaschine, einen Betätigungsaktuator (60), zur Betätigung der Stellvorrichtung (50), und ein Übertragungsgetriebe (70), das unmittelbar oder mittelbar mit dem Betätigungsaktuator (60) einerseits und mit der Stellvorrichtung (50) andererseits gekoppelt ist, zur Übertragung einer Stellgröße des Betätigungsaktuators (60) auf die Stellvorrichtung (50), wobei das Übertragungsgetriebe (70) eine mit dem Betätigungsaktuator (60) verbundene Antriebsstange (71) mit einer Antriebsstangenachse (71a), einen mit der Stellvorrichtung (50) verbundenen Kurbelarm (79) und ein zwischen Antriebsstange (71) und Kurbelarm (79) angeordnetes Koppelelement (75) zur Koppelung von Antriebsstange (71) und Kurbelarm (79) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Koppelelement (75) einerseits einen Drehzapfen (76) mit einer Drehzapfenachse (76a) aufweist, der um die Drehzapfenachse (76a) drehbar in dem Kurbelarm (79) aufgenommen ist und andererseits eine Antriebsstangen-Aufnahme (74) aufweist, in der das vom Betätigungsaktuator (60) abgewandte Ende der Antriebsstange (71) mittels einer stoffschlüssigen Verbindung (73) fixiert ist, wobei die Antriebsstangen-Aufnahme (74) so gestaltet ist, dass die Antriebsstange (71), vor der Herstellung der stoffschlüssigen Verbindung (73), in der Antriebsstangen-Aufnahme (74), quer zur Antriebsstangenachse (71a) vorpositioniert jedoch in Richtung der Antriebsstangenachse (71a) verschiebbar und die Drehlage des Koppelelements (75) um die Drehzapfenachse (76a) bestimmend aufgenommen ist.
  2. Abgasturbolader (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsstangen-Aufnahme (74) als Durchgangsbohrung in dem Koppelelement (75) ausgeführt ist, die quer zur Drehzapfenachse (76a) durch das Koppelement (75) verläuft und durch die die Antriebsstange (71) durchgesteckt ist.
  3. Abgasturbolader (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsstangen-Aufnahme (74) als V-förmige oder U-förmige oder rechteckige, einseitig offene Aussparung auf einer dem Drehzapfen (76) gegenüberliegenden Oberseite oder einer Seitenfläche des Koppelelements (75) ausgeführt ist, die quer zur Drehzapfenachse (76a) verläuft und in die die Antriebsstange (71) eingelegt ist.
  4. Abgasturbolader (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die stoffschlüssige Verbindung (73) der Antriebsstange (71) in der Antriebsstangen-Aufnahme (74) als Schweißverbindung oder als Lötverbindung ausgeführt ist.
DE102021203407.1A 2021-04-07 2021-04-07 Abgasturbolader mit Stellvorrichtung zur Anpassung seines Betriebsverhaltens Pending DE102021203407A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102021203407.1A DE102021203407A1 (de) 2021-04-07 2021-04-07 Abgasturbolader mit Stellvorrichtung zur Anpassung seines Betriebsverhaltens

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102021203407.1A DE102021203407A1 (de) 2021-04-07 2021-04-07 Abgasturbolader mit Stellvorrichtung zur Anpassung seines Betriebsverhaltens

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102021203407A1 true DE102021203407A1 (de) 2022-10-13

Family

ID=83361791

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102021203407.1A Pending DE102021203407A1 (de) 2021-04-07 2021-04-07 Abgasturbolader mit Stellvorrichtung zur Anpassung seines Betriebsverhaltens

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102021203407A1 (de)

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2707712A1 (fr) 1993-07-12 1995-01-20 Mugnier Henri Sa Dispositif permettant de relier, de façon rigide, un pressostat à une soupape d'échappement de gaz, notamment pour les turbos compresseurs de moteurs à combustion.
DE10235528A1 (de) 2002-08-03 2004-02-12 Daimlerchrysler Ag Abgassystem für eine Brennkraftmaschine
WO2004053299A1 (en) 2003-05-06 2004-06-24 Honeywell International Inc. Tamperproof and calibration device, especially for a turbocharger with a variable nozzle device
DE102009039911A1 (de) 2009-09-03 2011-03-10 Ihi Charging Systems International Gmbh Umströmungseinrichtung für eine Aufladevorrichtung
DE102009054241A1 (de) 2009-11-21 2011-05-26 Volkswagen Ag Verfahren zur Montage und Einstellung eines Stellglieds eines Abgasturboladers sowie ein elektrisches Stellmittel
DE102010004559A1 (de) 2010-01-14 2011-07-21 Bosch Mahle Turbo Systems GmbH & Co. KG, 70376 Verbindungseinrichtung, Antriebseinrichtung und Ladeeinrichtung
DE102010040583A1 (de) 2010-09-10 2012-03-15 Bosch Mahle Turbo Systems Gmbh & Co. Kg Toleranzbereinigter Aktuator und zugehöriges Herstellungsverfahren
DE102011007072A1 (de) 2011-04-08 2012-10-11 Continental Automotive Gmbh Abgasturbolader mit einem Wastgatekanal und geschlitzter Regelstange
DE102013202191A1 (de) 2013-02-11 2014-08-14 Continental Automotive Gmbh Abgasturbolader mit einer Regeleinheit

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2707712A1 (fr) 1993-07-12 1995-01-20 Mugnier Henri Sa Dispositif permettant de relier, de façon rigide, un pressostat à une soupape d'échappement de gaz, notamment pour les turbos compresseurs de moteurs à combustion.
DE10235528A1 (de) 2002-08-03 2004-02-12 Daimlerchrysler Ag Abgassystem für eine Brennkraftmaschine
WO2004053299A1 (en) 2003-05-06 2004-06-24 Honeywell International Inc. Tamperproof and calibration device, especially for a turbocharger with a variable nozzle device
DE102009039911A1 (de) 2009-09-03 2011-03-10 Ihi Charging Systems International Gmbh Umströmungseinrichtung für eine Aufladevorrichtung
DE102009054241A1 (de) 2009-11-21 2011-05-26 Volkswagen Ag Verfahren zur Montage und Einstellung eines Stellglieds eines Abgasturboladers sowie ein elektrisches Stellmittel
DE102010004559A1 (de) 2010-01-14 2011-07-21 Bosch Mahle Turbo Systems GmbH & Co. KG, 70376 Verbindungseinrichtung, Antriebseinrichtung und Ladeeinrichtung
DE102010040583A1 (de) 2010-09-10 2012-03-15 Bosch Mahle Turbo Systems Gmbh & Co. Kg Toleranzbereinigter Aktuator und zugehöriges Herstellungsverfahren
DE102011007072A1 (de) 2011-04-08 2012-10-11 Continental Automotive Gmbh Abgasturbolader mit einem Wastgatekanal und geschlitzter Regelstange
DE102013202191A1 (de) 2013-02-11 2014-08-14 Continental Automotive Gmbh Abgasturbolader mit einer Regeleinheit

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102012203624B4 (de) Abgasturbolader zur Verwendung mit einem Verbrennungsmotor
WO2015003921A1 (de) Vorrichtung zur betätigung der wastegateklappe eines abgasturboladers
WO2014053279A1 (de) Wastegateventil und verfahren zum einbauen eines wastegateventils in das turbinengehäuse eines abgasturboladers
DE102011089777A1 (de) Abgasturbolader mit zumindest einem Bypass-Ventil
DE102009006278A1 (de) Abgasturbolader für eine Verbrennungskraftmaschine
DE102009048125A1 (de) Wastegate-Anordnung für eine Turbine, Turbine für einen Abgasturbolader, Abgasturbolader, Kraftfahrzeug und Verfahren zum Betreiben eines Abgasturboladers
WO2010069301A2 (de) Vollvarioturbinen für abgasturbolader
DE102018221812A1 (de) Abgasturbine mit einer Abgasleiteinrichtung für einen Abgasturbolader und Abgasturbolader
DE102018113050B4 (de) Wastegate-anordnung, ein turbolader zur verwendung der wastegate-anordnung und ein verfahren zum verbinden von teilen einer wastegate-anordnung
DE102020108125A1 (de) Verbindungsanordnung und turbolader, der die verbindungsanordnung umfasst
EP1881162B1 (de) Abgasturbolader für eine Brennkraftmaschine
WO2020074182A1 (de) Abgasturbolader mit einer aktuatorbetätigten stellvorrichtung und einem übertragungselement mit einteiligem bauteilkörper
DE102007025128A1 (de) Ladeeinrichtung
EP2825745B1 (de) Abgasturbolader mit einem wastegateventil und einem schubumluftventil
DE112011103421T5 (de) Abgasturbolader
DE102007055224A1 (de) Ladeeinrichtung
DE102011004027A1 (de) Abgasturbolader
DE102011117339B4 (de) Abgasturbolader mit einem Wastegate-Ventil
DE102008000508A1 (de) Abgasturbolader mit verstellbarer Turbinengeometrie
DE102021203407A1 (de) Abgasturbolader mit Stellvorrichtung zur Anpassung seines Betriebsverhaltens
DE102007036912A1 (de) Abgasturbolader für eine Brennkraftmaschine
DE102017216332A1 (de) Verdichter für eine Aufladevorrichtung einer Brennkraftmaschine und Aufladevorrichtung für eine Brennkraftmaschine
DE102007052735A1 (de) Ladeeinrichtung
DE102013209717A1 (de) Klappeneinrichtung zum Öffnen und Schließen eines Wastegatekanals in einem Turbinengehäuse eines Abgasturboladers
DE102011011451B4 (de) Betätigungseinrichtung für einen Abgasturbolader

Legal Events

Date Code Title Description
R079 Amendment of ipc main class

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: F02B0037180000

Ipc: F01D0017100000

R163 Identified publications notified
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, DE

Free format text: FORMER OWNER: VITESCO TECHNOLOGIES GMBH, 30165 HANNOVER, DE

Owner name: VITESCO TECHNOLOGIES GMBH, DE

Free format text: FORMER OWNER: VITESCO TECHNOLOGIES GMBH, 30165 HANNOVER, DE

R081 Change of applicant/patentee

Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, DE

Free format text: FORMER OWNER: VITESCO TECHNOLOGIES GMBH, 93055 REGENSBURG, DE