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Die Erfindung betrifft eine Verstellvorrichtung für einen Abgasturbolader der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.
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Aus der Offenlegungsschrift
DE 10 2010 049 466 A1 geht eine Verstellvorrichtung für einen Abgasturbolader mit einer Turbine hervor, wobei die Turbine einen durchströmbaren Abgasführungsabschnitt und einen Umgehungskanal, welcher der Umgehung eines im Abgasführungsabschnitt angeordneten Turbinenrades dient, aufweist. Die Verstellvorrichtung umfasst ein erstes Verstellglied und ein zweites Verstellglied. Am ersten Verstellglied ist ein Ventilelement zum Variieren eines Strömungsquerschnitts des Umgehungskanals vorgesehen. Dieses Ventilelement ist mittelbar mit Hilfe eines dritten Verstellglieds mit dem ersten Verstellglied verbunden. Zur gezielten Bewegung des Ventilelementes sind das erste Verstellglied und das zweite Verstellglied zueinander bewegbar verbunden, wobei das dritte Verstellglied mit dem zweiten Verstellglied starr, d. h. zueinander unbewegbar verbunden sind. Die bewegbare Verbindung des ersten Verstellgliedes mit dem zweiten Verstellglied ist mit Hilfe eines stiftförmigen Verbindungselements, einem Bolzen und einem diesen Bolzen in seiner Position sichernden Sicherungselement herbeigeführt. Das Sicherungselement ist das erste Verstellglied und das zweite Verstellglied umfassend ausgebildet, so dass die bewegbare Verbindung mit Hilfe einer durch das Sicherungselement initiierten Druckspannung hergestellt wird, wobei das erste Verstellglied und das zweite Verstellglied im Bereich der bewegbaren Verbindung durch das Sicherungselement axial zusammengedrückt werden.
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Problematisch ist, dass bedingt durch den Betrieb des Abgasturboladers, insbesondere in Verbindung des Abgasturboladers mit einer Brennkraftmaschine, der Abgasturbolader Temperaturschwankungen und Körperschwingungen ausgesetzt ist. Die Temperaturschwankungen führen zu einem ständigen Erwärmen und Abkühlen der einzelnen Komponenten des Abgasturboladers, wobei insbesondere im Bereich der Turbine des Abgasturboladers, aufgrund des den Abgasführungsabschnitt durchströmenden Verbrennungsprodukts der Brennkraftmaschine, die größten Temperaturschwankungen vorliegen. Je näher ein Bauteil des Abgasturboladers somit an einem das durchströmende Verbrennungsprodukt aufweisenden Kanal des Abgasführungsabschnitts angeordnet ist, desto höher ist eine Ausfallwahrscheinlichkeit dieses Bauteils. Denn die sich ständig wiederholenden Temperaturänderungen führen zu einer ständigen Änderung der Ausdehnung der Bauteile, wodurch es zu Lockerungen, Spannungen oder Materialermüdungen kommen kann. Da die bewegbare Verbindung mit Hilfe des Druckspannung ausübenden Sicherungselementes, somit die zu verbindenden Verstellglieder umfassend, ausgestaltet ist, ist eine Außenseite des Sicherungselementes nahe dem das Verbrennungsprodukt aufweisenden Kanal positioniert und unterliegt folglich den zuvor genannten Temperaturschwankungen.
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Aufgrund von im Betrieb der Brennkraftmaschine auftretenden Bauteilbewegungen, wie bspw. eine Hubbewegung der Kolben, eine damit verbundene Drehbewegung der Kurbelwelle, oder Drehbewegungen der Nockenwelle, kann es ebenso zu Festkörperschwingungen kommen. Da der Abgasturbolader mit der Brennkraftmaschine mechanisch verbunden ist, können diese Festkörperschwingungen störende Geräusche in Form von Klappern oder Rasseln der Verstellvorrichtung des Abgasturboladers mit sich bringen. Zudem üben Pulsationen und Schwingungen von Verbrennungsgase der Brennkraftmaschine aufgrund ihrer Durchströmung des Abgasturboladers und insbesondere aufgrund der Durchströmung dessen Umgehungskanals auf das Ventilelement und damit auf die mit ihm verbundenen Verstellglieder zusätzliche Kräfte aus, die diese Festkörperschwingungen der Verstellvorrichtung und die damit verbundenen Rassel- und Klappergeräusche noch verstärken.
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Des Weiteren können diese Festkörperschwingungen auch zu einer Lockerung ursprünglich fester Verbindungen führen, aufgrund von Verschleiß von sich relativ zueinander bewegender Bauteile der Verbindungen, welche letztendlich zu einer verminderten Betriebssicherheit führen kann, mindestens jedoch eine Einschränkung einer Funktionstüchtigkeit zur Folge haben kann. Diese Effekte können besonders dann auftreten, wenn insbesondere das erste Verstellglied seine bezogen auf eine Längsachse des Verbindungselementes nahezu rechtwinklige Position verliert und gegenüber dieser Längsachse geneigt ist. Diese Neigung führt zu einem Festkörperkontakt zwischen dem betroffenen Verstellglied und dem Verbindungselement, so dass hier ein signifikanter Verschleiß und damit einhergehend eine Reduzierung der Lebensdauer der Verstellvorrichtung auftreten kann.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es eine kostengünstige Verstellvorrichtung für einen Abgasturbolader bereitzustellen, welche zugleich eine Steigerung der Betriebssicherheit sowie der Lebensdauer aufgrund der Reduzierung des Verschleißes aufweist.
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Diese Aufgabe wird durch eine Verstellvorrichtung für einen Abgasturbolader mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
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Die erfindungsgemäße Verstellvorrichtung für einen Abgasturbolader weist zur Herstellung der bewegbaren Verbindung des ersten Verstellglieds und des zweiten Verstellglieds eine mit Hilfe einer durch des Sicherungselement initiierten, in beide Richtungen einer Längsachse des Verbindungselements wirkenden Zugspannung auf. Das bedeutet, dass das Sicherungselement eine Zugspannung auf die bewegbare Verbindung, welche mit Hilfe des Verbindungselementes zwischen dem ersten Verstellglied und dem zweiten Verstellglied erzielt ist, ausübt.
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Insbesondere weist zur Sicherung der Verbindung des ersten Verstellglieds mit dem zweiten Verstellglied mit Hilfe des Verbindungselements die Verstellvorrichtung das Sicherungselement auf, welches auf das Verbindungselement eine Zugspannung mit Hilfe einer Druckspannung ausübend ausgestaltet ist. Das heißt mit anderen Worten, dass das Sicherungselement eine in beide Richtungen der Längsachse des Verbindungselements wirkende Zugspannung auf das Verbindungselement ausübend ausgebildet ist, wobei die Zugspannung mit Hilfe einer auf das Sicherungselement ausgeübten Druckspannung resultiert.
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Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung ist ein gegenüber einem eine Druckspannung auf das Verbindungselement ausübenden Sicherungselement geringer Platzbedarf. Der Grund ist darin zu sehen, dass das Sicherungselement, welches eine Zugspannung ausüben kann, durch seine Positionierung einen geringeren Platzbedarf aufweist. Es muss nicht die vom ersten Verstellglied und zweiten Verstellglied gebildete Einheit vom Sicherungselement umfasst werden, sondern es ist ein Raum zwischen einer Oberseite des ersten Verstellgliedes und einer geeigneten Befestigungseinrichtung am Verbindungselement nutzbar.
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Die dadurch erreichte, gegenüber dem Stand der Technik kompaktere Ausführung, mit anderen Worten eine geringere Länge des Sicherungselements, ermöglicht eine geringe Materialdicke und Materialbreite des Sicherungselementes zur Erzielung der gleichen Kraft.
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Ein weiterer Vorteil ist, dass zur Sicherung der bewegbaren Verbindung nur ein Bauteil, nämlich das Sicherungselement notwendig ist. Bei einem eine Druckspannung ausübenden, die gesamte, das Verbindungselement und das erste Verstellglied sowie das zweite Verstellglied aufweisende, Einheit umfassenden Sicherungselement ist ein weiteres Sicherungselement, bspw. eine Sicherungsscheibe, erforderlich, um die notwendige bewegbare Verbindung zwischen dem ersten Verstellglied und dem zweite Verstellglied herbeizuführen.
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Zusätzlich ist es von großem Vorteil, dass das Sicherungselement der erfindungsgemäßen Verstelleinrichtung von dem Turbinengehäuse abgewandt verbaubar ist, so dass eine vom Turbinengehäuse abstrahlende Wärme wesentlich verringert auf das Sicherungselement einwirken kann. Des Weiteren dient hierbei eines der Verstellglieder, je nach Einbaulage, zusätzlich als Hitzeschild für das Sicherungselement, so dass ein Wärmeeintrag in das Sicherungselement aufgrund der abgestrahlten Wärme des Turbinengehäuses weiter reduziert ist. Somit kann für das Sicherungselement ein Werkstoff ausgewählt werden, der geringere Anforderungen an die Erhaltung der Federkraft auch bei höheren Temperaturen und häufig wiederholten Temperaturwechseln erfüllen muss. Dies wirkt vermindernd auf den Anteil der eine Temperaturfestigkeit erhöhenden, teureren Legierungsbestandteile im Werkstoff des Sicherungselements und verbessert gleichzeitig die Verarbeitbarkeit des Werkstoffes im Herstellungsprozess des Sicherungselements und somit insgesamt die Herstellkosten.
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Somit weist die erfindungsgemäße Verstellvorrichtung eine wesentliche Verringerung des Verschleißes bei gleichzeitiger Kostenreduzierung auf, und die Lebensdauer sowohl der Verstellvorrichtung alleine als auch damit des gesamten Turboladers ist wesentlich erhöht.
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Insbesondere ist das Sicherungselement in einer einfachen und dadurch weiter kostenreduzierenden Ausgestaltung die Zugspannung als Vorspannung aufweisend ausgebildet.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Verstellvorrichtung ist das Sicherungselement klammerartig ausgestaltet. Dies bedeutet, dass das Sicherungselement zwei sich gegenüberliegend ausgebildete Sicherungsflügel aufweist, einen ersten Sicherungsflügel und einen zweiten Sicherungsflügel, welche mit Hilfe eines dritten Sicherungsflügels elastisch verformbar ausgebildet sind, beispielsweise in Form einer U-förmigen Schenkelfeder. Diese Schenkelfeder weist im verbauten Zustand eine Druckspannung auf, welche sich durch die Abstützung des ersten Sicherungsflügels an dem Verbindungselement mit Hilfe einer Nut des Verbindungselementes und die Abstützung des zweiten Sicherungsflügels an einem der Verstellglieder als Zugspannung auf des Verbindungselement auswirkt. Aufgrund der Zugspannung ergibt sich eine Druckspannung auf den Anlagebund des Verbindungselementes, derart, dass eine Neigung bzw. ein Kippen des ersten Verstellglieds und somit der Verschleiß aufgrund von Festkörperreibung vermeidbar ist.
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Ein weiterer Vorteil ist, dass ein Raum zwischen der Oberseite des bspw. ersten Verstellgliedes und der Nut des stiftförmigen Verbindungselements genutzt ist. Durch diese Anordnung werden die erforderlichen Längen der zwei Sicherungsflügel des Sicherungselements gegenüber der oben beschriebenen umfassenden Anordnung deutlich kürzer. Dadurch können auch die Breite des Sicherungselements und seine Materialdicke geringer ausfallen, um eine der umfassenden Anordnung gleichkommende Kraft aufzubringen. Dies trägt insgesamt zu einem verringerten Platzbedarf und deutlich geringerem Materialeinsatz für des Sicherungselement bei.
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In einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Verstellvorrichtung ist eine sich in axialer Länge des Verbindungselementes erstreckende Hülse das Verbindungselement im Wesentlichen über eine innere freie Höhe des Sicherungselementes umfassend ausgebildet. Zwischen zwei sich gegenüberliegend angeordneten Sicherungsflügel des Sicherungselementes ist ein freier Zwischenraum ausgebildet, welcher im eingebauten Zustand des Sicherungselementes eine innere freie Höhe aufweist. Mit Hilfe dieser Hülse ist eine Verringerung einer Flächenpressung zwischen dem stiftförmigen Verbindungselement und einer an dem Verbindungselement anliegenden Bohrungswandung des ersten Verstellglieds erzielbar, welche eine weitere Reduzierung des Verschleißes ergibt.
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In einer einfachen und kostengünstigen Ausgestaltung ist die Hülse einteilig mit dem ersten Verstellglied ausgebildet. Die Herstellung erfolgt mit Hilfe eines Umformverfahrens, beispielsweise Tiefziehen oder Stanzen oder mit Hilfe eines so genannten Flow-Drill-Verfahrens.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Die Zeichnung zeigt in:
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1 eine perspektivische Ansicht eines Abgasturboladers mit einer Verstellvorrichtung gemäß dem Stand der Technik,
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2 eine perspektivische Ansicht eines Ausschnitts aus der erfindungsgemäßen Verstellvorrichtung für einen Abgasturboladers,
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3 eine perspektivische Ansicht eines ersten Verstellglieds der Verstellvorrichtung gem. 2 mit einem Verbindungselement und einem Sicherungselement,
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4a einen Längsschnitt durch das erste Verstellglied gem. 3,
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4b einen Längsschnitt durch das erste Verstellglied in eine Variante,
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5a in einer Draufsicht das Sicherungselement der erfindungsgemäßen Verstellvorrichtung,
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5b eine Kontur des Sicherungselementes gem. 5a in einem Längsschnitt entlang einer Schnittachse,
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5c eine Kontur des Sicherungselementes in einem Längsschnitt entlang der Schnittachse in einer Variante,
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6 eine schematische Darstellung einer Druckverteilung auf das Verbindungselement im Betrieb in einer Verstellvorrichtung gem. 1 sowie in einer Verstellvorrichtung gem. 2,
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7 ein Schnitt durch eine bewegbare Verbindung der erfindungsgemäßen Verstellvorrichtung in einer ersten Variante und
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8 ein Schnitt durch eine bewegbare Verbindung der erfindungsgemäßen Verstellvorrichtung in einer zweiten Variante.
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Eine Verstellvorrichtung 1 eines Abgasturboladers 2 gemäß dem Stand der Technik ist wie in 1 dargestellt ausgebildet. Der Abgasturbolader 2 weist eine Turbine 3 mit einem durchströmbaren Abgasführungsabschnitt 4 auf, welcher im Betrieb des Abgasturboladers von einem Fluid, in der Regel von Abgas durchströmt wird. Das Abgas ist im Allgemeinen ein Verbrennungsprodukt einer Brennkraftmaschine 5, welche in 1 nur abschnittsweise mit Hilfe eines Abgaskrümmers 6 der Brennkraftmaschine 5 dargestellt ist.
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Dem Abgasturbolader 2 ist ein durchströmbarer Luftführungsabschnitt 7 sowie ein zwischen dem Abgasführungsabschnitt 4 und dem Luftführungsabschnitt 7 positionierter Lagerabschnitt 8 zugeordnet, wobei im Lagerabschnitt 8 ein nicht näher dargestelltes Laufzeug drehbar aufgenommen ist. Das Laufzeug weist ein nicht näher dargestelltes Verdichterrad und ein nicht näher dargestelltes Turbinenrad auf, welche miteinander mit Hilfe einer nicht näher dargestellten Welle drehfest verbunden sind. Das Verdichterrad ist in einer nicht näher dargestellten ersten Radkammer des Luftführungsabschnitts 7 zum Ansaugen von im Allgemeinen Frischluft und das Turbinenrad ist in einer nicht näher dargestellten zweiten Radkammer des Abgasführungsabschnitts 4 drehbar aufgenommen. Das Turbinenrad wird im Betrieb des Abgasturboladers 2 von dem den Abgasführungsabschnitt 4 durchströmenden Abgas beaufschlagt und angetrieben, wobei es eine Drehbewegung ausführen kann. Diese Drehbewegung ist mit Hilfe der Welle auf das Verdichterrad übertragbar, welches somit simultan zur Drehbewegung des Turbinenrads eine Drehbewegung ausführen kann. Mit Hilfe des Verdichterrades und dessen Drehbewegung wird Frischluft angesaugt, welche im Luftführungsabschnitt 7 verdichtet wird.
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Der Abgasturbolader 2 ist als so genannter Wastegate-Lader ausgebildet, das heißt, er weist eine Vorrichtung 9 zur vollständigen oder teilweisen Umgehung des Turbinenrades auf. Diese Vorrichtung 9, im Weiteren als Umgehungsvorrichtung bezeichnet, umfasst neben einem nicht näher dargestellten Umgehungskanal im Abgasführungsabschnitt 4 ein diesen Umgehungskanal verschließbar ausgebildetes, in 1 nicht näher dargestelltes Ventilelement, vorzugsweise in Form einer Klappe, im Allgemeinen als Waste-Gate-Klappe oder Waste-Gate Ventil bezeichnet, sowie die Verstellvorrichtung 1 zur Betätigung dieses Ventilelementes. Diese Verstellvorrichtung 1 weist ein Stellelement 10 auf, üblicherweise eine so genannte Druckdose, welche mit Hilfe eines dem Luftführungsabschnitt 7 entnehmbaren Ladedruckes ein Öffnen oder Schließen des Umgehungskanals mit Hilfe des Ventilelementes initiiert. Ebenso ist ein elektronisch oder elektrisch ausgebildetes Stellelement 10 denkbar, welches ein Öffnen und Schließen des Umgehungskanals initiierbar ausgebildet ist. Das heißt mit anderen Worten, dass mit Hilfe des Ventilelementes ein Variieren eines Strömungsquerschnitts des Umgehungskanals des Abgasführungsabschnitts 4 der Turbine 3 realisierbar ist.
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Eine erfindungsgemäße Verstellvorrichtung 1 ist gemäß 2 bzw. 3 ausgebildet, wobei das Stellelement 10 in diesem Ausführungsbeispiel in Form einer Druckdose ausgestaltet ist. Die Verstellvorrichtung 1 weist ein erstes Verstellglied 11 und ein zweites Verstellglied 12 auf, wobei am ersten Verstellglied 11 das Ventilelement 26 vorgesehen ist. Das erste Verstellglied 11 und das zweite Verstellglied 12 sind zueinander bewegbar miteinander verbunden. In diesem Ausführungsbeispiel ist an einem ersten Ende 13 des ersten Verstellgliedes 11 mittelbar das Ventilelement 26 zum Öffnen oder Schließen das Umgehungskanals angeordnet. Das zweite Verstellglied 12 ist an einem zweiten Ende 14 des ersten Verstellgliedes 11 positioniert. Entsprechend eines Aufbaus der Verstellvorrichtung 1 könnte das Ventilelement 26 auch unmittelbar am ersten Verstellglied 11 angeordnet sein.
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Das Ventilelement 26 ist mit Hilfe eines dritten Verstellgliedes 27 mit dem ersten Ventilglied 11 verbunden, wobei das dritte Verstellglied 27 in Form einer Welle ausgebildet ist. Das dritte Verstellglied 27 ist in geeigneter Weise im Abgasführungsabschnitt 4 verdrehbar gelagert. Die Drehbewegung des dritten Verstellgliedes 27 wird mittels des Stellelementes 10 initiiert, wobei das zweite Verstellglied 12, hier in Form einer Kolbenstange ausgebildet, durch das Stellelement 10 eine überwiegend translatorische Bewegung ausübt. Aufgrund der bewegbaren Verbindung des zweiten Verstellgliedes 12 mit dem ersten Verstellglied 11, ist die Bewegung des zweiten Verstellgliedes 12 auf das erste Verstellglied 11 übertragbar, sodass das erste Verstellglied 11 seine Bewegung auf das dritte Verstellglied 27, mit Hilfe einer unbewegbaren, bzw. drehfesten Verbindung zwischen dem ersten Verstellglied 11 und dem dritten Verstellglied 27, auf das dritte Verstellglied 27 übertragen kann.
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Zur Herstellung der bewegbaren Verbindung des ersten Verstellglieds 11 mit dem zweiten Verstellglied 12 sind ein stiftförmiges Verbindungselement 15 und ein Sicherungselement 16 vorgesehen. Das Sicherungselement 16 ist so ausgebildet, dass die bewegbare Verbindung mit Hilfe einer durch das Sicherungselement 16 initiierten, in beide Richtungen einer Längsachse A des Verbindungselements 15 wirkenden Zugspannung herbeiführbar ist. Da die durch das Sicherungselement 16 initiierte Zugspannung in beide Richtungen der Längsachse A wirken, kann diese Wirkung auch als eine spreizende Kraftwirkung des Sicherungselementes 16 bezeichnet werden.
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Das Verbindungselement 15 ist stift- oder bolzenförmig mit einer Längsachse A ausgebildet und weist im Bereich seines einen axialen Endes eine Ringnut 17 und an seinem diesem Ende gegenüberliegenden axialen Ende einen Anlagebund 28 auf. Diese Ringnut 17 dient einer zumindest teilweisen Aufnahme des Sicherungselementes 16 und ist somit eine geeignete Befestigungseinrichtung.
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Das gemäß 5a ausgebildete Sicherungselement 16 ist klammerartig ausgestattet und weist in einem Schnitt entlang einer Schnittachse 18 ein U-förmiges Profil auf. Mit anderen Worten weist das Sicherungselement 16 einen ersten Sicherungsflügel 19, einen dem ersten Sicherungsflügel 19 gegenüberliegend ausgebildeten zweiten Sicherungsflügel 20 sowie einen den ersten Sicherungsflügel 19 mit dem zweiten Sicherungsflügel 20 verbindenden dritten Sicherungsflügel 21 auf.
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Der dritte Sicherungsflügel 21 ist quasi als ein entlang seiner Längsachse geteilter Hohlzylinder ausgebildet, welcher an dem einen seiner offenen Längsenden den ersten Sicherungsflügel 19 und an dem anderen seiner offenen Längsenden den zweiten Sicherungsflügel 20 in Form eines Zwischenelementes verbindend aufnimmt. Das Sicherungselement 16 ist eine elastische Wirkung aufweisend ausgestaltet. Idealerweise ist das Sicherungselement 16 einteilig ausgebildet.
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An seinem ersten Sicherungsflügel 19 weist das Sicherungselement 16 eine mittig angeordnete erste Einbuchtung 22 auf, zur Aufnahme des Verbindungselements 15. Der zweite Sicherungsflügel 20 ist ebenfalls mit einer mittig angeordneten zweiten Einbuchtung 23 versehen. Diese zweite Einbuchtung 23 dient der unmittelbaren oder mittelbaren Aufnahme des Verbindungselementes 15. Sowohl die erste Einbuchtung 22 als auch die zweite Einbuchtung 23 müssen nicht zwingend mittig in dem ersten Sicherungsflügel 19 bzw. in dem zweiten Sicherungsflügel 20 angeordnet sein; sie können ebenso asymmetrisch an dem entsprechenden Sicherungsflügel 19, 20 positioniert sein.
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Zur Ausübung der spreizenden Kraftwirkung auf das Verbindungselement 15 weist das Sicherungselement 16 einen überwiegend, zumindest über seine Wirkfläche eben ausgebildeten ersten Sicherungsflügel 19 auf. Mit anderen Worten ist der erste Sicherungsflügel 19 zu einer Schnittebene 24, welche sich zwischen dem ersten Sicherungsflügel 19 und dem zweiten Sicherungsflügel 20 erstreckend ausgebildet ist, nahezu parallel ausgestaltet.
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Der zweite Sicherungsflügel 20 weist zur Erzeugung einer Klemmwirkung eine von einer Parallelität zur Schnittebene 24 abweichende Krümmung auf, wobei diese Krümmung gem. 5b nur bereichsweise im zweiten Sicherungsflügel 20 und zwar relativ zur ersten Schnittebene 24 als konvexe Krümmung ausgebildet ist.
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In einem weiteren Ausführungsbeispiel des Sicherungselementes 16 gem. 5c ist der zweite Sicherungsflügel 20 über die vollständige Länge L gekrümmt ausgebildet und weist bezogen zur ersten Schnittebene 24 eine konkave Krümmung auf.
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Unabhängig jedoch von einer konvexen oder einer konkaven Krümmung und ebenso unabhängig davon, ob sich diese Krümmung über die gesamte Länge L des zweiten Sicherungsflügels 20 erstreckt, ist das Sicherungselement 16 zur Sicherung der Verbindung zwischen dem ersten Verstellglied 11 und dem zweiten Verstellglied 12 so positioniert, dass es vollständig auf einer Seite des ersten Verstellglieds 11 angeordnet ist.
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Das Verbindungselement 15 nimmt zur gesicherten Verbindung in seiner Ringnut 17 den ersten Sicherungsflügel 19 mit Hilfe der ersten Einbuchtung 22 auf. Der zweite Sicherungsflügel 20 ist in der in 2 und 3 dargestellten Positionierung des Sicherungselementes 16 zwischen dem ersten Verstellglied 11 und dem ersten Sicherungsflügel 19 angeordnet.
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Die Verstellvorrichtung 1 weist zur Reduzierung des Verschleißes eine sich in axialer Länge des Verbindungselementes 15 erstreckende Hülse 25 auf. Diese Hülse 25 ist das Verbindungselement 15 im Wesentlichen über eine innere freie Höhe h des Sicherungselementes 16 umfassend ausgebildet, wobei die innere freie Höhe h einem Abstand der sich gegenüberliegenden Flächen des ersten Sicherungsflügels 19 und des zweiten Sicherungsflügels 20 im eingebauten Zustand entspricht.
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Die Hülse 25 ist einteilig mit dem ersten Verstellglied 11 ausgebildet, wie in 4a dargestellt. Ebenso könnte die Hülse 25 auch unabhängig von dem ersten Verstellglied 11 ausgebildet sein, gem. 4b. In diesem Fall ist die Hülse 14 in Form einer das erste Verstellglied 11 vollständig durchdringenden Buchse ausgeführt. Die Buchse 14 muss in geeigneter Form im Verstellglied 11 befestigt sein, beispielsweise durch Einschrumpfen oder dadurch, dass sie einen Bund aufweist. Die Gesamtlänge der Buchse 14 muss die Materialdicke des Verstellglieds 11 mindestens übersteigen.
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In einem weiteren, nicht näher dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Hülse 25 integral mit dem Sicherungselement 16 ausgebildet, wobei der zweite Sicherungsflügel 20 die Hülse 25 in seiner zweiten Einbuchtung 23 aufnehmend und mit dieser fest verbunden ausgestaltet ist. Diese spreizende Kraftwirkung übt eine Zugspannung auf den zylinderförmigen, das erste Verstellglied 11 in seiner am zweiten Ende 14 positionierten Hülse durchdringenden Teil des Verbindungselements 15 aus und erzeugt gleichzeitig durch das Andrücken der Unterseite des ersten Verstellgliedes 11 an seinem zweiten Ende 14 eine Druckspannung zwischen dieser Unterseite des ersten Verstellglieds 11 und dem Anlagebund 28 des Verbindungselements 15.
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Das Sicherungselement 16 ist eine über eine axiale Länge l des Verbindungselementes 15 nahezu konstante Flächenpressung erzeugend ausgestaltet. Die axiale Länge l des Verbindungselementes 15 entspricht dabei der freien Höhe h zuzüglich einer Dicke D des zweiten Sicherungsflügels 20.
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6 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Druckverteilung in einem Verbindungselement 15 mit einem Sicherungselement 16 im Betrieb des Abgasturboladers 1. In der linken Figurenhälfte ist eine Druckverteilung im Verbindungselement 15 mit dem Sicherungselement 16 dargestellt, wobei in der gegenüberliegenden rechten Figurenhälfte die Druckverteilung im Verbindungselement 15 mit dem Sicherungselement 16 und der Hülse 25 dargestellt ist. Bei dem Sicherungselement 16 in Verbindung mit der Hülse 25 ist die Flächenpressung über die axiale Länge l deutlich reduziert sowie an den Spitzen stark vermindert.
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Zwei alternative Ausführungsbeispiels sind gemäß 7 und 8 ausgestaltet. Der Anlagebund 28 ist bei beiden Ausführungsbeispielen zwischen dem ersten Verstellglied 11 und dem zweiten Verstellglied 12 positioniert, wobei jedoch in der ersten Variante das erste Verstellglied 11 zwischen dem Sicherungselement 16 und dem Anlagebund 28 angeordnet ist, und in der zweiten Variante, der Sicherungselement 16 zwischen dem ersten Verstellglied 11 und dem Anlagebund 28 aufgenommen ist. Zur gesicherten Verbindung ist in der zweiten Variante ein weiteres Sicherungselement in Form einer Sicherungsscheibe 29 vorgesehen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102010049466 A1 [0002]
