WO2015159189A1 - Method for coupling an actuator to a turbocharger - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a method for coupling a control box to a turbocharger, in particular with a welding of a coupling pin of the turbocharger with an actuating rod of the control box.
- the present invention further relates to a welded connection of the coupling bolt to the control rod, to a turbocharger made according to such a method having such a welded connection, and to a quality monitoring system for monitoring the quality of such a welded connection.
- a turbocharger is used to increase the performance of piston engines.
- the exhaust gas turbine drives the compressor and increases the air flow rate of the piston.
- the turbocharger draws its energy from the residual pressure of the exhaust gases.
- Turbochargers can use the pressure and kinetic energy of the exhaust gases to build up a higher working pressure at the same temperature in the cylinder.
- the pistons In non-supercharged piston engines, the pistons generate a negative pressure in the intake tract of the engine, in which flows in the air under atmospheric pressure. With increasing speed, however, this negative pressure is no longer sufficient to convey the maximum possible amount of air or fuel-air mixture into the combustion chamber of the engine, so that the achievable performance of the engine is limited. Measures to counteract this may be the enlargement of the Ansaugqueritess at its narrowest point, the valve opening. The valve opening can be increased there, for example, by a second valve. To the cylinders more combustion air These can also be filled with overpressure. The purpose of this is to charge the cylinders by means of a turbocharger.
- FIG. 1 shows a representation of a conventional turbocharger 100 with a turbine housing 101, in which a valve 106 is mounted, via which more air can be supplied to the turbocharger 100.
- the valve mechanism is controlled via a control box 102.
- a control rod 103 is fixed, which in response to a control signal, in particular compressed air with an overpressure or a negative pressure, is axially deflected. Due to the deflection, the control rod 103 actuates a lever 107, which further opens or closes the valve 106.
- a deflection of the actuating rod 103 in the direction of the control can 102, a stronger opening of the valve 106 and a deflection in the opposite direction cause a stronger closure of the valve 106.
- a reverse control characteristic is conceivable, so that upon deflection of the actuating rod 103 in the direction of the control box 102, a smaller opening of the valve 106 is achieved.
- the lever 107 is connected via a coupling pin 104 with the actuating rod 103, which conducts the force from the control rod 103 of the control box 102 via the lever 107 to the valve 106.
- Coupling pin 104 and actuating rod 103 are connected to each other by means of a screw connection 105.
- Both the mounting of the lever 107 via the coupling pin 104 to the actuating rod 103 by means of the screw 105 and the adjustment of the control box 102 via the adjustment of the screw 105 is very expensive.
- a replaced control box on the turbocharger must be readjusted during servicing.
- the setting can be subsequently changed so that, for example, an owner of a motor vehicle can make a change to the turbocharger setting with the aim of achieving an increase in output, which, however, could overstress the engine.
- the object is achieved by a method for coupling a control box to a turbocharger, comprising the steps of: mounting an actuating rod to an actuator of the control box; Fixing a coupling point at an open end of the control rod with respect to a base plate of the control box; Driving the control box until the coupling point at the open end of the control rod to the base plate of the control box occupies a predetermined distance; and welding a coupling bolt for coupling the adjusting rod to the turbocharger with the adjusting rod at the coupling point at the predetermined distance.
- Such a method makes the assembly of the control cans to the turbocharger safer, because a once set distance from the base plate of the control rod to the coupling point to which the coupling pin is attached, can not be changed in retrospect due to the welding of the coupling pin with the control rod.
- the owner of a motor vehicle is no longer possible to make a change to the turbocharger setting in order to increase performance and thus to claim the engine outside the permitted range.
- the exhaust gas values can not be changed adversely, in particular not so that a so-called emission standard is not met.
- the service technician can make replacement of the control box and / or the turbocharger easier and safer, since the entire weld joint of coupling pin and control rod can be removed as a unit and after replacing the control box with exactly the same setting, ie the same distance between the base plate of the control box and Coupling bolt, can be reinstalled.
- the base plate is in particular at least partially formed by and / or comprises of a housing bottom of the control box.
- the actuator is in particular a membrane, a diaphragm plate and / or at least one element which is in operative connection with a diaphragm plate and / or a membrane.
- the method further comprises: forming, in particular by flattening, an at least partially planar surface in the axial direction at the coupling point of the control rod.
- the control rod is mounted on the actuator of the control box before or after the forming of the at least partially planar surface on the control rod.
- the control of the control box comprises the supply and / or discharge, preferably introduction or discharge of a fluid, in particular pneumatic fluid, such as compressed air, preferably under pressure or negative pressure, into or out of the control box.
- a fluid in particular pneumatic fluid, such as compressed air, preferably under pressure or negative pressure
- the control box can be adjusted very accurately and thus the predetermined distance can be precisely met. Since the predetermined distance from the base plate of the control box to the coupling point specifies the lever arm, with which the valve is actuated to open and close the turbocharger, a precise adjustment of this distance is responsible for a precise operation of the turbocharger valve.
- the fixing of the coupling point is based on a type length of the control rod.
- the type length of the control rod indicates the type of engine or turbocharger for which the control rod is suitable.
- the same control box can be used in different vehicles, if the length of the control rod is chosen differently depending on the type of vehicle. That's it Method used in a variety of different vehicles and leads to a reduction in production costs.
- the predetermined distance of the coupling point of the control rod to the base plate of the control box based on a predetermined setting of the turbocharger.
- the predetermined distance of the coupling point of the control rod to the base plate of the control box comprises a predetermined tolerance range.
- the coupling bolt on a surface to be welded on, in particular at least partially encircling, survey has the advantage that when welding the contact with the coupling point on the survey, so that a material removal of the material of this survey takes place. Thus, there are no irregularities of the weld, this is uniform and of high quality.
- the surface to be welded of the coupling bolt in addition to, in particular at least partially encircling, elevation on, preferably at least partially encircling, depression.
- the welding comprises a capacitor welding.
- This has the advantage that the welding process over the Charging of the capacitor can be controlled very precisely and all welded joints are of the same high quality.
- this welding process offers the advantage of lower heat input into the welded elements. Thus, a partial heat input is achieved and pre-damage adjacent components and / or changes in the basic properties of the materials avoided.
- the method further comprises: detecting welding parameters of the welding, in particular at least one of the following parameters: welding energy, welding force, peak currents, time integral over the welding current, height before welding, welding adjustment and / or welding compression.
- welding parameters of the welding in particular at least one of the following parameters: welding energy, welding force, peak currents, time integral over the welding current, height before welding, welding adjustment and / or welding compression.
- the method further comprises determining a quality of the welded coupling bolt based on maintaining a tolerance range of the detected welding parameters, in particular based on a tolerance range of about 1 percent with respect to predetermined maximum values of the welding parameters.
- the object is achieved by a welded connection of a coupling pin of a turbocharger with an actuating rod of a control box, wherein the welded connection is produced by the method described above or one of its embodiments.
- a welded joint used in a turbocharger, makes the assembly of the control box to the turbocharger safer, because a predetermined distance from the base plate of the control rod to the coupling point to which the coupling pin is mounted, can not anymore due to the welded to the control rod coupling pin be changed in retrospect. This is It is no longer possible for the owner of a motor vehicle to make a change to the turbocharger setting in order to increase performance and thus to claim the engine outside the permitted range.
- a turbocharger comprising: a control box for controlling the turbocharger, an actuator rod mounted to the control box; and a coupling bolt for coupling the control rod to a valve means of the turbocharger, wherein the coupling of the control can to the turbocharger according to the method described above or one of its embodiments is made and in particular has a welded connection of the coupling pin with the control rod as described above.
- a turbocharger is traffic safer, because a predetermined distance from the base plate of the control rod to the coupling point can always be guaranteed, so that a performance of the turbocharger is within the manufacturer tolerances, even if it comes to the service to replace the control box.
- a quality monitoring system for monitoring a quality of a weld joint of a coupling bolt of a turbocharger with a control rod of a control box, comprising: a processor adapted to detect the welding parameters of the welding according to the above-described tenth embodiment of the method and a quality of the welded coupling bolt according to the above-described eleventh embodiment of the method.
- a quality monitoring system has the advantage that a consistently consistent quality of the welded joint of the control rod and the coupling bolt can be maintained.
- an engine in particular an internal combustion engine, comprising a turbocharger according to the above description, in particular a turbocharger comprising a welded connection of the coupling bolt to the control rod as described above.
- a turbocharger according to the above description, in particular a turbocharger comprising a welded connection of the coupling bolt to the control rod as described above.
- a vehicle in particular a motor vehicle or a ship, comprising an engine or internal combustion engine as described above.
- a vehicle meets higher safety requirements than a vehicle equipped with a conventional turbocharger, because with the welded joint of control rod and coupling pin can always be the same operation of the turbocharger valve guaranteed.
- a welding method for welding a coupling bolt of a turbocharger to an actuating rod of a control box comprising the following steps: detecting welding parameters, in particular at least one of the following parameters: welding energy, welding force, peak currents, time integral via the welding current, height before Welding, welding adjustment, welding compression; and welding the coupling bolt to the control rod based on the welding parameters.
- welding parameters in particular at least one of the following parameters: welding energy, welding force, peak currents, time integral via the welding current, height before Welding, welding adjustment, welding compression
- welding the coupling bolt to the control rod based on the welding parameters.
- the object is further achieved by a control socket connection to a turbocharger, in particular the connection of the actuator of a control box to a connecting bolt.
- a control socket connection to a turbocharger, in particular the connection of the actuator of a control box to a connecting bolt.
- the connecting bolt By means of the connecting bolt, the connection is made to an actuator of the turbocharger.
- the hitherto known connection via threaded rods and nuts, which is however subsequently manipulated, to be replaced.
- the Steuerdosenanitati now provides on the actuator formed as an actuator to provide at least a partially flat surface forming portion to which a mounting surface of the connecting bolt in particular by welding, preferably capacitor welding (CD welding), can be fixed.
- the connecting bolt at least one weld hump in shape at least one projection to be provided, wherein further at least one adjacent to the weld hump depression is provided in the form of a return trough, which is designed to receive liquefied during the welding process material, in particular of the one or more Sch spabuckel.
- the object is further achieved by a method for connecting an actuator of a control box to a terminal bolt.
- the method provides the step of providing the at least one partially flat surface on the actuator in an axial region of the actuator.
- an axial extension of the flat surface has a greater extension than an axial extent of the attachment surface of the connecting bolt.
- a further step consists in a positioning of the actuator by actuating the control box, in particular by acting on the control box with compressed air and / or negative pressure.
- the further step of fixing the connecting bolt to the actuator by welding, in particular CD welding is provided in a desired position.
- the method does not allow any additional components, such as a linkplate, to connect the control can to the turbocharger or valve, or any machined machining, such as holes for a rivet connection, particularly on the control rod, the control can or the actuator , must be provided.
- any additional components such as a linkplate, to connect the control can to the turbocharger or valve, or any machined machining, such as holes for a rivet connection, particularly on the control rod, the control can or the actuator , must be provided.
- a control rod 201 for a turbocharger according to an embodiment; a schematic representation of the control box 202 with mounted
- Control rod 201 of Figure 2 in which the control rod 201 has at its open end a coupling point 305 with a flat surface according to an embodiment.
- Coupling point 305 is welded at a distance 408 to the control rod 201 according to an embodiment; a perspective view of a welded connection of a control rod 201 with a coupling pin 406 according to an embodiment in a lateral plan view; a perspective view of the welded joint of Fig. 5a in
- FIG. 9b Y an enlarged view of the area shown in Figure 9b Z; a schematic representation of a coupling bolt 406b for a turbocharger according to an embodiment in plan view; a schematic representation of a nitriding portion of the coupling pin 406b of Figure 1 la in side view.
- Coupling point 305 of a control rod at the beginning of the welding operation according to an embodiment; a schematic representation of the assembly 1300 for producing the welded joint of Figure 13 at the end of the welding process. a graph 1500 of the welding current I over the time t when welding a coupling pin 406, 406b with a
- Coupling point 305 of a control rod using the arrangement 1300 of Figures 13 and 14 according to one embodiment.
- FIG. 2 shows a schematic illustration 200 of a control box 202 with a mounted control rod 201 for a turbocharger according to an embodiment.
- the control box 202 includes a base plate 203. Through the base plate 203, the control rod 201 passes.
- the control rod 201 is connected by means of a connection, not shown, at least indirectly with a fluidly activated actuator inside the control box 202.
- the control rod 201 on the side, which is connected to the actuator have a thread which can engage in a mating thread of the actuator.
- the control box 202 includes a port 204, can be passed through the compressed air and / or negative pressure in the control box, with which the actuator of the control box 202 and thus the mounted control rod 201 can be deflected.
- the actuator rod 201 may be mounted in type length on the actuator of the control box 202, so that adjusting rods of different vehicle or turbocharger types can be mounted on the same control box 202.
- FIG. 3 shows a schematic representation 300 of the control box 202 with mounted control rod 201 from FIG. 2, in which the control rod 201 has at its open end a coupling point 305 with a planar surface according to one embodiment.
- the coupling point 305 may be determined with respect to the coordinates of a base plate 203.
- the coupling point 305 can be set with mounted control rod without introducing compressed air into the control box via the compressed air connection 204.
- the base plate 203 can serve, over which a distance to the coupling point 305 can be determined, for example, depending on a type length of the control rod 201.
- the coupling point 305 can, as shown in FIG. 3, be defined as an axial part of the control rod 201, which at least partially has a flat surface.
- the planar surface may be formed by flattening, but other fabrication techniques may be used such as, for example, abrading, etching, planing, thinning, or other deformation techniques in which material is removed or not removed.
- the coupling point 305 may be formed as an approximately rectangular flat surface, it may also be formed as an approximately circular or oval surface.
- a reference point for determining the distance from the coupling point 305 to the base plate 203 may serve a center of the formed, for example flattened flat surface, for example, the intersection of the two straight lines passing through the corners of the flattened surface when the surface is approximately plate-shaped is formed rectangular or the center of the circle or the ellipse, if the flat surface is formed circular or elliptical.
- the planar surface of the control rod can be formed on the coupling point 305 on both sides of the rod, as shown in Fig. 3, but it can also be formed only on one side of the control rod, for example, if it is produced by Materialabtragungstechniken such as grinding.
- the planar surface may be formed on four, six or more sides of the bar, for example when the bar is deformed by flattening at coupling point 305 into a square, hex or polygon.
- FIG. 4 shows a schematic illustration 400 of the control box 202 with mounted control rod 201 from FIG. 3, in which a coupling bolt 406 at the coupling point 305 is welded at a distance 408 to the control rod 201 according to an embodiment.
- the control box can be driven so far, for example by filling compressed air 407 by and / or applying a negative pressure to the compressed air connection 204 to the coupling point 305 at the open end of the control rod 201 to the base plate 203 of the control box 202 occupies a predetermined distance 408.
- the positioning can be done in the tool, for example in the flattening tool, with which the flat surface is produced at the coupling point 305. Due to the clamping in the tool, the coupling point 305 can be set in a simple manner as a reference point from which can be measured to the bottom plate.
- the control box can be controlled with compressed air until the predetermined distance between coupling point 305 and base plate 203 is reached.
- the predetermined distance 408 may be defined depending on a desired setting of the turbocharger, for example, determined so that the turbocharger can operate within a certain power range.
- After setting the control box 202 and reaching the predetermined distance 408 of the coupling pin 406 can be welded to the control rod 201 at the coupling point 305 at the predetermined distance 408.
- the welded connection shown in Fig. 4 can be produced, which has all the advantages described in the introductory part above.
- a capacitor (CD) welding application may apply, as described below to Figures 13 to 16.
- the mounting of the coupling bolt 406 on the control rod 201 can be done by means of ZSB assembly, ie using documents such as a technical drawing on which the individual components are specified and possibly other mounting dimensions and additional information such as mounting order or forces and / or or torques for the assembly as well as a parts list.
- the weld joint of actuator rod 201 and coupling bolt 406 may also be made without first forming a flat surface at the interface 305.
- the coupling bolt 406 can be placed directly on the control rod 201 at the coupling point and welded to the control rod 201 at this coupling point 305. If the surface of the control rod 201 at the coupling point 305 is not flat, then a stable weld can be generated for a sufficiently long time by appropriate support of the two parts to be welded by applying a corresponding force and a corresponding current flow.
- FIG. 5a shows a perspective view of a welded connection 500 of an actuating rod 201 with a coupling bolt 406 according to an embodiment in a lateral plan view.
- the control rod 201 is shown in the illustration of FIG. 5a in the unassembled state, that is not mounted with control box 202.
- the control rod 201 has a thread 509.
- Fig. 5b shows a perspective view of the welded joint 500 of Fig. 5a in side view.
- FIG. 6 a shows a schematic representation 600 a of a coupling bolt 406 for a turbocharger according to one embodiment in plan view.
- the bolt 406 is circular and comprises two cylinders arranged one above the other, ie an upper cylinder part 612 and a lower cylinder part 611 with different radii, as can be seen from the two central axis 613 circles shown in the figure.
- FIG. 6b shows a schematic illustration 600b of the coupling bolt 406 from FIG. 6a in side view.
- a circumferential projection 610 is mounted, which runs centrally about a central axis 613 of the lower cylinder part 611.
- a height of this elevation 610 is indicated by Ay
- a width of this elevation 610 is denoted by Ax.
- Ay and Ax may each be 3 mm.
- other values are also possible, for example within a range of 1 mm to 20 mm, and the width may also be different from the height of the elevation 610.
- the peripheral elevation may be serrated.
- the bump 610 does not necessarily have to run on a circle around the central axis 613, it may also run elliptically about the central axis 613 or form another geometric shape.
- the bump 610 need not be continuously the same height Ay. It may have a height Ay at some circumferential points and may not be present at other circumferential points, i. have the height 0. In this case, continuous or discontinuous transitions between the height Ay and the height 0 can be formed.
- the bump 610 can also run on several different circles or in other geometric shapes about the central axis 613.
- FIG. 7 shows a schematic illustration 700 of a welded connection of a coupling bolt 406 for a turbocharger with a coupling point 305 of an actuating rod 201 according to an embodiment, for example according to FIGS. 6a and 6b in side view.
- the Plurgitlange or the length of the flat surface at the coupling point is denoted by Ad.
- the travel path Ab extends in the radial direction from the axis 613 of the lower cylinder part 611, which is also the axis 613 of the upper cylinder part 612 and the axis of the coupling bolt 406 at the same time.
- the travel distance Ab can thus be determined as
- Ab Ad-Aa.
- FIG. 8 shows a schematic representation 800 of the welded connection from FIG. 7, showing the maximum tolerable travel path.
- the bolt 406 In the left-hand position of the coupling bolt 406, the bolt 406 is mounted on the left boundary of the coupling point 305, while in the position of the coupling bolt 406 shown on the right, it is mounted on the right boundary of the coupling point 305.
- the travel can be denoted by Ab.
- the lower surface of the lower cylinder part 611 of the coupling bolt 406, which at the same time corresponds to the surface to be welded of the coupling bolt 406, may have a diameter of Aa, as already shown above in FIG.
- FIG. 9 a shows a schematic representation 900 a of a coupling bolt 406 for a turbocharger according to an embodiment in plan view 900 a.
- the coupling bolt 406 may be formed as described above with reference to FIGS. 6 to 8.
- the bolt 406 is circular and comprises two superimposed cylinders, i. an upper cylinder part 612 and a lower cylinder part 611 with different radii, as can be seen from the two circles shown in the figure with common central axis 613 or center point. Through the central axis 613, the section A-A, which is shown in more detail in Fig. 9b.
- FIG. 9b shows a schematic illustration 900b of the coupling bolt 406 from FIG. 9a in a side view 900b according to the section AA.
- the lower surface of the lower cylinder part 611 of the coupling bolt 406, which at the same time to be welded Surface of the coupling pin 406, may have a circumferential projection 610, as already described above to Fig. 6a and 6b.
- a circumferential depression 911 may be formed, for which the mutatis mutandis same properties apply as already described above for Fig. 6b with respect to the circumferential survey.
- the circumferential recess 911 may be disposed inside or outside the circumferential projection 610.
- the circumferential projection 610 and the circumferential recess 911 are shown in greater detail in the enlarged view of the area X in Fig. 10a.
- the upper cylinder part 612 may have at its upper end a peripheral edge 912, which is shown in greater detail in the enlarged view of the area Z in Fig. 10c.
- the lower cylinder portion 611 may have at its lower end a circumferential notch 913, which is shown in greater detail in the enlarged view of the area Y in Fig. 10b.
- the dimensions given in FIG. 9b are only to be regarded as exemplary. Any other embodiment of a coupling bolt 406 of other dimensions is possible.
- FIG. 9c shows a perspective illustration 900c of an assembly of the coupling bolt 406 from FIGS. 9a, 9b at the coupling point 305 of an actuating rod 201 prior to welding according to an embodiment in side view 900c.
- the bolt 406 may be attached to the lower surface of the lower cylinder part 611, which at the same time corresponds to the surface of the coupling bolt 406 to be welded, at the coupling point 305 of the adjusting rod 201.
- the central axis 613 of the coupling pin 406 can run centrally with respect to the coupling point 305.
- the circumferential elevation 610 of the lower cylinder part 611 rests on the flat surface of the coupling point 305, as shown in FIG. 9c.
- the height of the circumferential elevation 610 thus corresponds to a weld hump height, as shown in FIG. 9c.
- Fig. 10a shows an enlarged view 1000a of the area X shown in Fig. 9b.
- Fig. 10b shows an enlarged view 1000b of the area Y shown in Fig. 9b.
- Fig. 10c shows an enlarged view 1000c of the area Z shown in Fig. 9b ,
- the welding parameters for CD welding of the arrangement shown in FIG. 9c can be determined, for example, according to the following method:
- a pin contour may be machined as shown in the drawings of FIGS. 9a, 9b and 9c.
- a hump height in 1.5 mm, 1.3 mm and 1.2 mm in 1.4923 or 1.4307 material can be formed.
- rods and flattening for example in 1.4301 material, can be made in the standard tool and measured.
- pins and rods can be measured with statistical evaluation. The tolerances can be defined with regard to machine capability and confirmed by further test runs.
- the output process data from the determined welding tests can be used with respect to the micrographs and subsequently determined in accordance with the setting criteria and the start-up color of the pin on the metal strip. Subsequently, micro-grindings can be created and evaluated for the evaluation of welding quality.
- FIG. 1 a shows a schematic representation 1100 a of a coupling bolt 406 b for a turbocharger according to one embodiment in a plan view.
- the coupling pin 406b may be formed as described above with reference to FIGS. 6 to 10.
- the bolt 406b is circular and comprises two superimposed cylinders, i. an upper cylinder part 612b and a lower cylinder part 61b with different radii, as can be seen from the two central axis 613b circles shown in the figure. Through the central axis 613b, the sections B-B and A-A, which are shown in more detail in Figures 1 lc and 1 ld.
- FIG. 1 b shows a schematic representation 1100 b of a nitriding region of the coupling bolt 406 b from FIG. 1 a in a side view.
- the nitriding area comprises the three subareas B1, B2 and B3.
- At the upper edge of the region B l is a circumferential securing groove 1103.
- a nitriding or a process for surface hardening can be used, for example, to produce the peripheral edge 912b on the upper cylinder part 612b.
- FIG. 11c shows a sectional illustration 1100c of the coupling bolt 406b from FIG. 11a with respect to the plane BB.
- the lower surface of the lower cylinder part 611b of the coupling bolt 406b which at the same time the surface to be welded of the Coupling pin 406b, may have a circumferential projection 610b, as already described above to Fig. 6a and 6b.
- a circumferential depression 911b may be formed, for which the mutatis mutandis same properties apply as already described above for Fig. 6b with respect to the circumferential survey.
- the circumferential recess 911b may be disposed inside or outside the circumferential projection 610b.
- Fig. Id shows a sectional view HOOd of the coupling pin 406b of Fig. I Ia with respect to the plane A-A.
- the plane A-A represents the opposite side of the plane B-B shown in Fig. 11c.
- the circumferential projection 610b and the circumferential recess 911b are shown in greater detail in the enlarged representation of the region X in Fig. 12c on a scale of 10: 1.
- the upper cylinder part 612b may have at its upper end a circumferential edge 912b, which is shown in greater detail in the enlarged representation of the region Z in FIG. 12b in the scale 20: 1.
- the lower cylinder portion 611b may have at its lower end a circumferential notch 913b, which is shown in greater detail in the enlarged view of the area Y in Fig. 12a on a scale of 10: 1.
- the dimensions of the figures I Ia to I ld are to be considered as exemplary only. Any other design of a coupling bolt 406b of other dimensions is possible.
- Fig. 12a shows an enlarged view 1200a of the area Y shown in Fig. 1d.
- Fig. 12b shows an enlarged view 1200b of the area Z shown in Fig. Id.
- Fig. 12c shows an enlarged view 1200c of the area shown in Fig. Id shown area X.
- FIG. 13 shows a schematic representation of an arrangement 1300 for producing a welded connection of a coupling bolt 406, 406b with a coupling point 305 of an actuating rod at the beginning of the welding process according to an embodiment.
- the assembly may comprise a capacitor welder 1320 which may be clamped by a clamp 1323a, 1323b into which the mounting assembly of coupling bolts 406, 406b and actuator rod correctly positioned at the interface 305 shown in FIG. 9c may be clamped under the action of a force F 1322
- a force F 1322 For example, corresponds to a contact pressure of 2200 kg, and a current flow I 1321, for example, between 55 kA and 60 kA, to a welding of the coupling pin 406, 406b with the control rod leads.
- the force F 1322 acts from both parts of the clamping 1323a, 1323b on the mounting arrangement of coupling bolts 406, 406b and control rod.
- the circuit of the capacitor welding can be closed.
- the contact point has the smallest cross-sectional area, so that it comes here to the strongest heating, so that the welding process can begin.
- the action of the force F 1322 on the clamping 1323a, 1323b ensures that there is no intervening opening of the circuit, which would mean an interruption of the welding process.
- FIG. 14 shows a schematic representation of the arrangement 1300 for producing the welded joint from FIG. 13 at the end of the welding process.
- the peripheral elevation 610, 610b has been removed and its material partially fused to the two surfaces of the coupling pin and the control rod and partially captured by the circumferential recess 911, 911b.
- a robust and unbreakable weld joint of coupling bolts 406, 406b and control rod 201 is made.
- the surface on which the coupling pins 406, 406b and the actuating rod touch is already substantially larger, as shown in region 2.
- the welding current has already dropped slightly at this time.
- the peripheral elevation 610, 610b of the coupling pin 406, 406b is almost worn away or has merged with the welding surfaces of the coupling pin and control rod, as shown in section 3.
- the welding current has dropped even further at this time.
- the current rise time can be defined as the time from the area 1 to the area 2.
- the welding time can be defined as the time from the area 2 to the area 3.
- the decay time can be defined as the time from the area 3.
- a monitor may provide an indication of the weld integrity of an HSPW (FIG. high speed pulse welding) provide a welding process that can be nearly equivalent to the information provided by a destructive testing method.
- HSPW high speed pulse welding
- the compression of the projection used in welding may be measured during the welding cycle and compared to the maximum and minimum tolerances to determine if the welded part should be accepted or not accepted.
- the welding monitoring system can measure and monitor the following parameters through the following parameters: welding energy, welding force, peak currents, welding time integral, welding pre-welding, welding or welding. For example, a progression of the welding process can only be allowed if the welding parameters are within the tolerance values of the respective welding process, for example less than one percent of the maximum tolerance values. All monitored values can be displayed and transferred to a data interface of a processor.
- the quality monitoring system is for monitoring the quality of the weld joint of the coupling pin of a turbocharger with the control rod of a control box and includes a processor that can detect the welding parameters of the welding as described above and determine a quality of the welded coupling pin as described above.
- FIG. 17 shows a schematic representation of a method 1700 for coupling a control can to a turbocharger according to an embodiment.
- the method 1700 includes mounting a control rod 201 to an actuator of the control box 202, for example as described above with reference to FIG. 2.
- the method 1700 further includes locating 1702 a coupling location at an open end of the actuator rod 201 relative to the base plate 203 of the control can 202, for example, as described above with reference to FIG. 3.
- the method 1700 further comprises driving the control box 1703 until the coupling point 305 at the open end of the control rod 201 to the base plate of the control box occupies a predetermined distance 408, for example as described above for Fig. 4.
- the method 1700 further comprises welding 1704 a coupling bolt 406 for coupling the control rod 201 to the turbocharger with the control rod 201 at the coupling point 305 at the predetermined distance 408, for example as described above for Fig. 4 and to Figures 5 to 16.
- the method 1700 may further comprise forming, in particular by flattening, an at least partially planar surface in the axial direction at the coupling point of the control rod, for example as described above with reference to FIG. 3.
- the control rod may be mounted to the base plate of the control box prior to forming the at least partially planar surface on the control rod.
- the control of the control box may include introducing compressed air into the control box and / or applying a negative pressure to the control box.
- the setting of the coupling point may be based on a type length of the control rod.
- the predetermined distance 408 of the coupling point of the control rod to the base plate of the control box can be based on a predetermined setting of the turbocharger.
- the predetermined distance of the coupling point of the control rod to the base plate the control box may include a predetermined tolerance range.
- the coupling bolt may have an at least partially encircling elevation on a surface to be welded.
- the surface to be welded of the coupling bolt may have an at least partially circumferential recess in addition to the at least partially encircling elevation.
- the welding may include capacitor welding.
- the method may further comprise: detecting welding parameters of the welding, in particular at least one of the following parameters: welding energy, welding force, peak currents, time integral over the welding current, height before welding, welding adjustment, welding compression.
- the method may further comprise determining a quality of the welded coupling bolt based on maintaining a tolerance range of the detected welding parameters, in particular based on a tolerance range of about 1 percent with respect to predetermined maximum values of the welding parameters.
- a weld joint of a coupling bolt of a turbocharger with an actuating rod of a control box can be produced by the method 1700.
- a turbocharger may include a control box for controlling the turbocharger, an actuator rod mounted to the control box; and a coupling bolt for coupling the control rod to a valve means of the turbocharger.
- the coupling of the control can to the turbocharger may be made in accordance with method 1700 and, in particular, may include the weld joint of the coupling bolt to the control rod described above.
- Another aspect of the invention includes a computer program product that may be loaded directly into the internal memory of a digital computer and includes software code portions that enable method steps 1701, 1702, 1703, and 1704 of the method described in FIG. 17 to be performed when the product running on a computer.
- the computer program product may be stored on a computer-suitable medium and include: computer-readable program means for causing a computer to perform the method as described in Figure 17, and more particularly at step 1704 of welding.
- the computer may be part of the one described above with reference to FIGS. 13 to 16 Quality monitoring system.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Quality & Reliability (AREA)
- Supercharger (AREA)
Abstract
The invention relates to a method (1700) for coupling an actuator (202) to a turbocharger, characterized by the steps: mounting (1701) of an adjusting rod (201) on a base plate (203) of the actuator (202); fixing (1702) of a coupling point (305) at a free end of the adjusting rod (201) in relation to the base plate (203) of the actuator (202); actuating (1703) the actuator (202) until the coupling point (305) at the free end of the adjusting rod (201) reaches a predetermined distance (408) from the base plate (203) of the actuator (202); and welding (1704) of a coupling bolt (406) for coupling the adjusting rod (201) to the turbocharger with the adjusting rod (201) at the coupling point (305) at the predetermined distance (408).
Description
Verfahren zum Ankoppeln einer Steuerdose an einen Turbolader Method of coupling a control box to a turbocharger
Beschreibung description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ankoppeln einer Steuerdose an einen Turbolader, insbesondere mit einem Verschweißen eines Kopplungsbolzens des Turboladers mit einer Stellstange der Steuerdose. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner eine Schweißverbindung des Kopplungsbolzens mit der Stellstange, einen Turbolader hergestellt nach einem solchen Verfahren, der eine derartige Schweißverbindung aufweist, sowie ein Qualitätsüberwachungssystem zur Überwachung der Qualität einer solchen Schweißverbindung . The present invention relates to a method for coupling a control box to a turbocharger, in particular with a welding of a coupling pin of the turbocharger with an actuating rod of the control box. The present invention further relates to a welded connection of the coupling bolt to the control rod, to a turbocharger made according to such a method having such a welded connection, and to a quality monitoring system for monitoring the quality of such a welded connection.
Ein Turbolader dient der Leistungssteigerung von Kolbenmotoren. Die Abgasturbine treibt den Verdichter an und erhöht den Luftdurchsatz des Kolbens. Der Turbolader bezieht seine Energie aus dem Restdruck der Abgase. Turbolader können den Druck und die Bewegungsenergie der Abgase nutzen, um einen höheren Arbeitsdruck bei gleicher Temperatur im Zylinder aufzubauen. A turbocharger is used to increase the performance of piston engines. The exhaust gas turbine drives the compressor and increases the air flow rate of the piston. The turbocharger draws its energy from the residual pressure of the exhaust gases. Turbochargers can use the pressure and kinetic energy of the exhaust gases to build up a higher working pressure at the same temperature in the cylinder.
Bei nicht aufgeladenen Kolbenmotoren erzeugen die Kolben einen Unterdruck im Ansaugtrakt des Motors, in welchen die unter Atmosphärendruck stehende Luft einströmt. Mit wachsender Drehzahl reicht dieser Unterdruck jedoch nicht mehr aus, um die maximal mögliche Menge Luft bzw. Kraftstoff-Luft-Gemisch in den Verbrennungsraum des Motors zu befördern, so dass die erreichbare Leistung des Motors begrenzt wird. Maßnahmen, um dem entgegenzuwirken können die Vergrößerung des Ansaugquerschnitts an seiner engsten Stelle, der Ventilöffnung, sein. Die Ventilöffhung kann dort beispielsweise durch ein zweites Ventil vergrößert werden. Um den Zylindern mehr Verbrennungsluft
bereitzustellen können diese auch mit Überdruck befüllt werden. Dazu dient die Aufladung der Zylinder mittels Turbolader. In non-supercharged piston engines, the pistons generate a negative pressure in the intake tract of the engine, in which flows in the air under atmospheric pressure. With increasing speed, however, this negative pressure is no longer sufficient to convey the maximum possible amount of air or fuel-air mixture into the combustion chamber of the engine, so that the achievable performance of the engine is limited. Measures to counteract this may be the enlargement of the Ansaugquerschnitts at its narrowest point, the valve opening. The valve opening can be increased there, for example, by a second valve. To the cylinders more combustion air These can also be filled with overpressure. The purpose of this is to charge the cylinders by means of a turbocharger.
Fig. 1 zeigt eine Darstellung eines herkömmlichen Turboladers 100 mit einem Turbinengehäuse 101, in dem ein Ventil 106 angebracht ist, über das dem Turbolader 100 mehr Luft zugeführt werden kann. Der Ventilmechanismus wird über eine Steuerdose 102 angesteuert. An der Steuerdose 102 ist eine Steuerstange 103 befestigt, welche ansprechend auf ein Steuersignal, insbesondere Druckluft mit einem Überdruck oder einem Unterdruck, axial ausgelenkt wird. Aufgrund der Auslenkung betätigt die Steuerstange 103 einen Hebel 107, der das Ventil 106 weiter öffnet oder schließt. Beispielsweise kann eine Auslenkung der Stellstange 103 in Richtung auf die Steuerdose 102 eine stärkere Öffnung des Ventils 106 und eine Auslenkung in entgegengesetzter Richtung eine stärkere Schließung des Ventils 106 bewirken. Selbstverständlich ist auch eine umgekehrte Steuercharakteristik vorstellbar, also, dass bei Auslenkung der Stellstange 103 in Richtung der Steuerdose 102 eine geringere Öffnung des Ventils 106 erreicht wird. Der Hebel 107 ist über einen Kopplungsbolzen 104 mit der Stellstange 103 verbunden, der die Kraft von der Stellstange 103 der Steuerdose 102 über den Hebel 107 zum Ventil 106 leitet. Kopplungsbolzen 104 und Stellstange 103 sind mittels einer Schraubverbindung 105 miteinander verbunden. 1 shows a representation of a conventional turbocharger 100 with a turbine housing 101, in which a valve 106 is mounted, via which more air can be supplied to the turbocharger 100. The valve mechanism is controlled via a control box 102. At the control box 102, a control rod 103 is fixed, which in response to a control signal, in particular compressed air with an overpressure or a negative pressure, is axially deflected. Due to the deflection, the control rod 103 actuates a lever 107, which further opens or closes the valve 106. For example, a deflection of the actuating rod 103 in the direction of the control can 102, a stronger opening of the valve 106 and a deflection in the opposite direction cause a stronger closure of the valve 106. Of course, a reverse control characteristic is conceivable, so that upon deflection of the actuating rod 103 in the direction of the control box 102, a smaller opening of the valve 106 is achieved. The lever 107 is connected via a coupling pin 104 with the actuating rod 103, which conducts the force from the control rod 103 of the control box 102 via the lever 107 to the valve 106. Coupling pin 104 and actuating rod 103 are connected to each other by means of a screw connection 105.
Sowohl die Montage des Hebels 107 über den Kopplungsbolzen 104 an die Stellstange 103 mittels der Schraubverbindung 105 als auch die Einstellung der Steuerdose 102 über die Justierung der Schraubverbindung 105 ist sehr aufwendig. So muss im Servicefall eine ausgewechselte Steuerdose am Turbolader erneut justiert werden. Außerdem kann nachträglich die Einstellung verändert werden, so dass beispielsweise ein Inhaber eines Kraftfahrzeugs eine Veränderung an der Turboladereinstellung vornehmen kann mit dem Ziel, eine Leistungssteigerung zu erreichen, die jedoch den Motor überbeanspruchen könnte. Both the mounting of the lever 107 via the coupling pin 104 to the actuating rod 103 by means of the screw 105 and the adjustment of the control box 102 via the adjustment of the screw 105 is very expensive. For example, a replaced control box on the turbocharger must be readjusted during servicing. In addition, the setting can be subsequently changed so that, for example, an owner of a motor vehicle can make a change to the turbocharger setting with the aim of achieving an increase in output, which, however, could overstress the engine.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Ankopplung der Steuerdose an den Turbolader sicherer zu gestalten.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. It is the object of the present invention to make the coupling of the control box to the turbocharger safer. This object is solved by the features of the independent claims. Advantageous forms of further education are the subject of the dependent claims.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Ankoppeln einer Steuerdose an einen Turbolader, mit den Schritten: Montieren einer Stellstange an ein Stellglied der Steuerdose; Festlegen einer Kopplungsstelle an einem offenen Ende der Stellstange in Bezug auf eine Basisplatte der Steuerdose; Ansteuern der Steuerdose bis die Kopplungsstelle an dem offenen Ende der Stellstange zu der Basisplatte der Steuerdose einen vorgegebenen Abstand einnimmt; und Verschweißen eines Kopplungsbolzens zum Ankoppeln der Stellstange an den Turbolader mit der Stellstange an der Kopplungsstelle in dem vorgegebenen Abstand. The object is achieved by a method for coupling a control box to a turbocharger, comprising the steps of: mounting an actuating rod to an actuator of the control box; Fixing a coupling point at an open end of the control rod with respect to a base plate of the control box; Driving the control box until the coupling point at the open end of the control rod to the base plate of the control box occupies a predetermined distance; and welding a coupling bolt for coupling the adjusting rod to the turbocharger with the adjusting rod at the coupling point at the predetermined distance.
Ein solches Verfahren macht die Montage der Steuerdosen an den Turbolader sicherer, denn ein einmal eingestellter Abstand von der Basisplatte der Stellstange bis zur Kopplungsstelle, an der der Kopplungsbolzen angebracht wird, kann aufgrund des Verschweißens des Kopplungsbolzens mit der Stellstange nicht mehr im Nachhinein verändert werden. Damit ist es dem Inhaber eines Kraftfahrzeugs nicht mehr möglich, eine Veränderung an der Turboladereinstellung zwecks Leistungssteigerung vorzunehmen und damit den Motor außerhalb des erlaubten Bereichs zu beanspruchen. Auch können die Abgaswerte nicht nachteilig verändert werden, insbesondre nicht so, dass eine sogenannte Abgasnorm nicht erfüllt ist. Der Servicetechniker kann ein Auswechseln der Steuerdose und/oder des Turboladers leichter und sicherer vornehmen, da die gesamte Schweißverbindung aus Kopplungsbolzen und Stellstange als eine Einheit ausgebaut werden kann und nach Auswechseln der Steuerdose mit exakt der gleichen Einstellung, d.h. demselben Abstand zwischen Basisplatte der Steuerdose und Kopplungsbolzen, wieder eingebaut werden kann. Die Basisplatte ist insbesondere zumindest teilweise gebildet durch und/oder umfasst von einem Gehäuseboden der Steuerdose. Bei dem Stellglied handelt es sich insbesondere um eine Membran, einen Membranteller und/oder zumindest ein mit einem Membranteller und/oder einer Membran in Wirkverbindung stehendes Element.
Gemäß einer ersten Ausführungsform umfasst das Verfahren ferner: Formen, insbesondere durch Plätten, einer zumindest teilweise ebenen Oberfläche in axialer Richtung an der Kopplungsstelle der Stellstange. Dies hat den Vorteil, dass das Verschweißen der Stellstange mit dem Kopplungsbolzen auf einer ebenen Oberfläche der Stellstange leichter möglich ist. Die damit erzielte Schweißverbindung ist dauerhafter und von höherer Qualität. Such a method makes the assembly of the control cans to the turbocharger safer, because a once set distance from the base plate of the control rod to the coupling point to which the coupling pin is attached, can not be changed in retrospect due to the welding of the coupling pin with the control rod. Thus, the owner of a motor vehicle is no longer possible to make a change to the turbocharger setting in order to increase performance and thus to claim the engine outside the permitted range. Also, the exhaust gas values can not be changed adversely, in particular not so that a so-called emission standard is not met. The service technician can make replacement of the control box and / or the turbocharger easier and safer, since the entire weld joint of coupling pin and control rod can be removed as a unit and after replacing the control box with exactly the same setting, ie the same distance between the base plate of the control box and Coupling bolt, can be reinstalled. The base plate is in particular at least partially formed by and / or comprises of a housing bottom of the control box. The actuator is in particular a membrane, a diaphragm plate and / or at least one element which is in operative connection with a diaphragm plate and / or a membrane. According to a first embodiment, the method further comprises: forming, in particular by flattening, an at least partially planar surface in the axial direction at the coupling point of the control rod. This has the advantage that the welding of the control rod with the coupling bolt on a flat surface of the control rod is easier. The welded joint thus obtained is more durable and of higher quality.
Gemäß einer zweiten Ausführungsform des Verfahrens wird die Stellstange an dem Stellglied der Steuerdose vor oder nach dem Formen der zumindest teilweise ebenen Oberfläche an der Stellstange montiert. Dies hat den Vorteil, dass das Festlegen der Kopplungsstelle an dem offenen Ende der Stellstange in Bezug auf die Basisplatte der Steuerdose präziser ausführbar ist, da ansonsten bei nicht montierter Stellstange noch kein Bezugskoordinatensystem zur Steuerdose vorliegt. According to a second embodiment of the method, the control rod is mounted on the actuator of the control box before or after the forming of the at least partially planar surface on the control rod. This has the advantage that the fixing of the coupling point at the open end of the control rod with respect to the base plate of the control box can be executed more precisely, otherwise there is no reference coordinate system to the control box when not mounted control rod.
Gemäß einer dritten Ausführungsform des Verfahrens umfasst das Ansteuern der Steuerdose das Zuführen und/oder Abführen, vorzugsweise Einleiten oder Ableiten eines Fluids, insbesondere pneumatischen Fluids, wie Druckluft, vorzugsweise unter Überdruck oder Unterdruck, in die bzw. aus der Steuerdose. Dies hat den Vorteil, dass die Steuerdose sehr genau justiert werden kann und damit der vorgegebene Abstand präzise eingehalten werden kann. Da der vorgegebene Abstand von der Basisplatte der Steuerdose bis zur Kopplungsstelle den Hebelarm vorgibt, mit dem das Ventil zum Öffnen bzw. Schließen des Turboladers angesteuert wird, ist eine präzise Justierung dieses Abstands verantwortlich für eine präzise Arbeitsweise des Turbolader- Ventils. According to a third embodiment of the method, the control of the control box comprises the supply and / or discharge, preferably introduction or discharge of a fluid, in particular pneumatic fluid, such as compressed air, preferably under pressure or negative pressure, into or out of the control box. This has the advantage that the control box can be adjusted very accurately and thus the predetermined distance can be precisely met. Since the predetermined distance from the base plate of the control box to the coupling point specifies the lever arm, with which the valve is actuated to open and close the turbocharger, a precise adjustment of this distance is responsible for a precise operation of the turbocharger valve.
Gemäß einer vierten Ausführungsform des Verfahrens basiert das Festlegen der Kopplungsstelle auf einer Typenlänge der Stellstange. Dies hat den Vorteil, dass mit dem Verfahren Steuerdosen an Turbolader gekoppelt werden können, die in verschiedenen Fahrzeugen Verwendung finden. Die Typenlänge der Stellstange gibt den Typ von Motor bzw. Turbolader an, für den die Stellstange geeignet ist. So kann beispielsweise die gleiche Steuerdose in verschiedenen Fahrzeugen eingesetzt werden, wenn die Länge der Stellstange je nach Typ des Fahrzeugs unterschiedlich gewählt wird. Damit ist das
Verfahren bei einer Vielzahl unterschiedlicher Fahrzeuge einsetzbar und führt zu einer Senkung der Produktionskosten. According to a fourth embodiment of the method, the fixing of the coupling point is based on a type length of the control rod. This has the advantage that with the method control cans can be coupled to turbocharger, which are used in various vehicles. The type length of the control rod indicates the type of engine or turbocharger for which the control rod is suitable. For example, the same control box can be used in different vehicles, if the length of the control rod is chosen differently depending on the type of vehicle. That's it Method used in a variety of different vehicles and leads to a reduction in production costs.
Gemäß einer fünften Ausführungsform des Verfahrens basiert der vorgegebene Abstand der Kopplungsstelle der Stellstange zu der Basisplatte der Steuerdose auf einer vorgegebenen Einstellung des Turboladers. Dies hat den Vorteil, dass die vorgegebene Einstellung des Turboladers, beispielsweise eine maximale und/oder minimale Öffnung der Ventilklappe und eine damit erzielbare Leistungssteigerung und/oder vorbestimmte Abgaswerte präzise eingehalten werden kann, so dass genaue Fertigungstoleranzen im Produktionsprozess gewährleistet werden können. According to a fifth embodiment of the method, the predetermined distance of the coupling point of the control rod to the base plate of the control box based on a predetermined setting of the turbocharger. This has the advantage that the predetermined setting of the turbocharger, for example a maximum and / or minimum opening of the valve flap and an achievable performance increase and / or predetermined exhaust gas values can be precisely maintained, so that precise manufacturing tolerances can be ensured in the production process.
Gemäß einer sechsten Ausführungsform des Verfahrens umfasst der vorgegebene Abstand der Kopplungsstelle der Stellstange zu der Basisplatte der Steuerdose einen vorgegebenen Toleranzbereich. Dies hat den Vorteil, dass ein Toleranzausgleich zwischen Turbolader und Steuerdose möglich ist, was den Fertigungsprozess vereinfacht. According to a sixth embodiment of the method, the predetermined distance of the coupling point of the control rod to the base plate of the control box comprises a predetermined tolerance range. This has the advantage that a tolerance compensation between turbocharger and control box is possible, which simplifies the manufacturing process.
Gemäß einer siebenten Ausführungsform des Verfahrens weist der Kopplungsbolzen an einer zu verschweißenden Oberfläche eine, insbesondere zumindest teilweise umlaufende, Erhebung auf. Die umlaufende Erhebung hat den Vorteil, dass beim Schweißen der Kontakt mit der Kopplungsstelle über die Erhebung erfolgt, so dass ein Materialabtrag vom Material dieser Erhebung erfolgt. Damit kommt es zu keinen Unregelmäßigkeiten der Schweißstelle, diese ist gleichmäßig und von hoher Qualität. According to a seventh embodiment of the method, the coupling bolt on a surface to be welded on, in particular at least partially encircling, survey. The circumferential survey has the advantage that when welding the contact with the coupling point on the survey, so that a material removal of the material of this survey takes place. Thus, there are no irregularities of the weld, this is uniform and of high quality.
Gemäß einer achten Ausführungsform des Verfahrens weist die zu verschweißende Oberfläche des Kopplungsbolzens neben der, insbesondere zumindest teilweise umlaufenden, Erhebung eine, vorzugsweise zumindest teilweise umlaufende, Vertiefung auf. Dies hat den Vorteil, dass das von der Erhebung beim Schweißen abgetragene Material sich in der Vertiefung sammeln kann, so dass die Schweißstelle gleichmäßig ausgeformt ist und eine hohe Bruchfestigkeit aufweist. According to an eighth embodiment of the method, the surface to be welded of the coupling bolt in addition to, in particular at least partially encircling, elevation on, preferably at least partially encircling, depression. This has the advantage that the material removed from the elevation during welding can collect in the depression, so that the weld is uniformly shaped and has a high breaking strength.
Gemäß einer neunten Ausführungsform des Verfahrens umfasst das Verschweißen ein Kondensatorschweißen. Dies hat den Vorteil, dass der Schweißvorgang über die
Aufladung des Kondensators sehr genau gesteuert werden kann und alle Schweißverbindungen von der gleichen hochwertigen Qualität sind. Außerdem bietet dieses Schweißverfahren den Vorteil eines geringeren Wärmeeintrags in die verschweißten Elemente. So wird auch ein partieller Wärmeeintrag erreicht und Vorschädigungen angrenzender Bauteile und/oder Veränderungen der Grundeigenschaften der Materialien vermieden. According to a ninth embodiment of the method, the welding comprises a capacitor welding. This has the advantage that the welding process over the Charging of the capacitor can be controlled very precisely and all welded joints are of the same high quality. In addition, this welding process offers the advantage of lower heat input into the welded elements. Thus, a partial heat input is achieved and pre-damage adjacent components and / or changes in the basic properties of the materials avoided.
Gemäß einer zehnten Ausführungsform umfasst das Verfahren ferner folgendes: Erfassen von Schweißparametern des Schweißens, insbesondere zumindest einen der folgenden Parameter: Schweißenergie, Schweißkraft, Spitzenströme, Zeitintegral über den Schweißstrom, Höhe vor dem Schweißen, Schweißverstellung und/oder Schweißstauchung. Dies hat den Vorteil, dass über die Schweißparameter sich Aussagen über den Verlauf und die Qualität der Schweißstelle ableiten lassen. Bei von der Norm abweichenden Parametern, beispielsweise einstellbaren Schwellwerten, kann der Schweißvorgang sofort nachjustiert werden. Ein Mangel kann sofort erkannt und behoben werden. According to a tenth embodiment, the method further comprises: detecting welding parameters of the welding, in particular at least one of the following parameters: welding energy, welding force, peak currents, time integral over the welding current, height before welding, welding adjustment and / or welding compression. This has the advantage that statements about the course and the quality of the weld can be derived via the welding parameters. In the case of parameters deviating from the standard, for example adjustable threshold values, the welding process can be readjusted immediately. A defect can be immediately recognized and corrected.
Gemäß einer elften Ausführungsform umfasst das Verfahren ferner folgendes: Bestimmen einer Qualität des verschweißten Kopplungsbolzens basierend auf einem Einhalten eines Toleranzbereichs der erfassten Schweißparameter, insbesondere basierend auf einem Toleranzbereich von etwa 1 Prozent in Bezug auf vorgegebene Maximalwerte der Schweißparameter. Dies hat den Vorteil, dass die Schweißverbindung stets mit gleich bleibender hochwertiger Qualität hergestellt werden kann. According to an eleventh embodiment, the method further comprises determining a quality of the welded coupling bolt based on maintaining a tolerance range of the detected welding parameters, in particular based on a tolerance range of about 1 percent with respect to predetermined maximum values of the welding parameters. This has the advantage that the welded joint can always be produced with consistent high quality.
Darüber hinaus wird die Aufgabe gelöst durch eine Schweißverbindung eines Kopplungsbolzens eines Turboladers mit einer Stellstange einer Steuerdose, wobei die Schweißverbindung mit dem oben beschriebenen Verfahren oder einer seiner Ausführungsformen hergestellt ist. Eine derart hergestellte Schweißverbindung, eingesetzt in einem Turbolader, macht die Montage der Steuerdose an den Turbolader sicherer, denn ein vorgegebener Abstand von der Basisplatte der Stellstange bis zur Kopplungsstelle, an der der Kopplungsbolzen angebracht ist, kann aufgrund des mit der Stellstange verschweißten Kopplungsbolzens nicht mehr im Nachhinein verändert werden. Damit ist
es dem Inhaber eines Kraftfahrzeugs nicht mehr möglich, eine Veränderung an der Turboladereinstellung zwecks Leistungssteigerung vorzunehmen und damit den Motor außerhalb des erlaubten Bereichs zu beanspruchen. In addition, the object is achieved by a welded connection of a coupling pin of a turbocharger with an actuating rod of a control box, wherein the welded connection is produced by the method described above or one of its embodiments. Such a welded joint, used in a turbocharger, makes the assembly of the control box to the turbocharger safer, because a predetermined distance from the base plate of the control rod to the coupling point to which the coupling pin is mounted, can not anymore due to the welded to the control rod coupling pin be changed in retrospect. This is It is no longer possible for the owner of a motor vehicle to make a change to the turbocharger setting in order to increase performance and thus to claim the engine outside the permitted range.
Die Aufgabe wird ferner gelöst durch einen Turbolader, umfassend: eine Steuerdose zum Steuern des Turboladers, eine Stellstange, die an die Steuerdose montiert ist; und einen Kopplungsbolzen zum Koppeln der Stellstange an eine Ventileinrichtung des Turboladers, wobei die Kopplung der Steuerdose an den Turbolader gemäß dem oben beschriebenen Verfahren oder einer seiner Ausführungsformen hergestellt ist und insbesondere eine Schweißverbindung des Kopplungsbolzens mit der Stellstange gemäß der obigen Beschreibung aufweist. Ein derartiger Turbolader ist verkehrssicherer, denn ein vorgegebener Abstand von der Basisplatte der Stellstange bis zur Kopplungsstelle kann stets gewährleistet werden, so dass eine Leistung des Turboladers innerhalb der Herstellertoleranzen liegt, auch wenn es beim Service zu einem Austausch der Steuerdose kommt. The object is further achieved by a turbocharger comprising: a control box for controlling the turbocharger, an actuator rod mounted to the control box; and a coupling bolt for coupling the control rod to a valve means of the turbocharger, wherein the coupling of the control can to the turbocharger according to the method described above or one of its embodiments is made and in particular has a welded connection of the coupling pin with the control rod as described above. Such a turbocharger is traffic safer, because a predetermined distance from the base plate of the control rod to the coupling point can always be guaranteed, so that a performance of the turbocharger is within the manufacturer tolerances, even if it comes to the service to replace the control box.
Die Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Qualitätsüberwachungssystem zur Überwachung einer Qualität einer Schweißverbindung eines Kopplungsbolzens eines Turboladers mit einer Stellstange einer Steuerdose, umfassend: einen Prozessor, der ausgelegt ist, die Schweißparameter des Schweißens gemäß der oben beschriebenen zehnten Ausführungsform des Verfahrens zu erfassen und eine Qualität des verschweißten Kopplungsbolzens gemäß der oben beschriebenen elften Ausführungsform des Verfahrens zu bestimmen. Ein solches Qualitätsüberwachungssystem bietet den Vorteil, dass eine stets gleich bleibende Qualität der Schweißverbindung von Stellstange und Kopplungsbolzen eingehalten werden kann. The object is further achieved by a quality monitoring system for monitoring a quality of a weld joint of a coupling bolt of a turbocharger with a control rod of a control box, comprising: a processor adapted to detect the welding parameters of the welding according to the above-described tenth embodiment of the method and a quality of the welded coupling bolt according to the above-described eleventh embodiment of the method. Such a quality monitoring system has the advantage that a consistently consistent quality of the welded joint of the control rod and the coupling bolt can be maintained.
Die Aufgabe wird ferner gelöst durch einen Motor, insbesondere Verbrennungsmotor, umfassend einen Turbolader gemäß der obigen Beschreibung, insbesondere einen Turbolader umfassend eine Schweißverbindung des Kopplungsbolzens mit der Stellstange gemäß der obigen Beschreibung. Ein solcher Motor genügt höheren Sicherheitsanforderungen als ein Motor, der mit einem herkömmlichen Turbolader
ausgestattet ist, denn mit der Schweißverbindung von Stellstange und Kopplungsbolzen kann stets die gleiche Arbeitsweise des Turbolader- Ventils gewährleistet werden. The object is further achieved by an engine, in particular an internal combustion engine, comprising a turbocharger according to the above description, in particular a turbocharger comprising a welded connection of the coupling bolt to the control rod as described above. Such an engine meets higher safety requirements than an engine with a conventional turbocharger equipped, because with the welded joint of control rod and coupling bolt can always be the same operation of the turbocharger valve guaranteed.
Die Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug oder ein Schiff, umfassend einen Motor bzw. Verbrennungsmotor gemäß obiger Beschreibung. Ein solches Fahrzeug genügt höheren Sicherheitsanforderungen als Fahrzeug, das mit einem herkömmlichen Turbolader ausgestattet ist, denn mit der Schweißverbindung von Stellstange und Kopplungsbolzen kann stets die gleiche Arbeitsweise des Turbolader- Ventils gewährleistet werden. The object is further achieved by a vehicle, in particular a motor vehicle or a ship, comprising an engine or internal combustion engine as described above. Such a vehicle meets higher safety requirements than a vehicle equipped with a conventional turbocharger, because with the welded joint of control rod and coupling pin can always be the same operation of the turbocharger valve guaranteed.
Die Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Schweißverfahren zum Verschweißen eines Kopplungsbolzens eines Turboladers mit einer Stellstange einer Steuerdose, umfassend die folgenden Schritte: Erfassen von Schweißparametern, insbesondere zumindest einen der folgenden Parameter: Schweißenergie, Schweißkraft, Spitzenströme, Zeitintegral über den Schweißstrom, Höhe vor dem Schweißen, Schweißverstellung, Schweißstauchung; und Verschweißen des Kopplungsbolzens mit der Stellstange basierend auf den Schweißparametern. Ein solches Schweißverfahren hat den Vorteil, dass eine höhere Qualität der Schweißverbindung zwischen Stellstange und Kopplungsbolzen erzielt werden kann. Damit ist die Schweißverbindung bruchfester und ein Turbolader mit einer solchen Schweißverbindung zwischen Stellstange und Kopplungsbolzen hat eine längere Lebensdauer. The object is further achieved by a welding method for welding a coupling bolt of a turbocharger to an actuating rod of a control box, comprising the following steps: detecting welding parameters, in particular at least one of the following parameters: welding energy, welding force, peak currents, time integral via the welding current, height before Welding, welding adjustment, welding compression; and welding the coupling bolt to the control rod based on the welding parameters. Such a welding method has the advantage that a higher quality of the welded joint between the control rod and the coupling bolt can be achieved. Thus, the weld is more resistant to breakage and a turbocharger with such a welded joint between the control rod and coupling bolt has a longer life.
Die Aufgabe wird ferner gelöst durch eine Steuerdosenanbindung an einen Turbolader, insbesondere die Anbindung des Stellglieds einer Steuerdose an einen Anschlussbolzen. Mittels des Anschlussbolzens wird die Verbindung zu einem Stellelement des Turboladers hergestellt. So soll die bisher bekannte Anbindung über Gewindestangen und Muttern, die jedoch nachträglich manipulierbar ist, ersetzt werden. Die Steuerdosenanbindung sieht nunmehr vor, an dem als Stellstange ausgebildeten Stellglied einen wenigstens eine bereichsweise ebene Fläche ausbildenden Abschnitt vorzusehen, an den eine Befestigungsfläche des Anschlussbolzens insbesondere durch Schweißen, vorzugsweise Kondensatorschweißen (CD-Schweißen), festlegbar ist. Insbesondere ist dabei vorgesehen, an der Befestigungsfläche des Anschlussbolzens wenigstens einen Schweißbuckel in Form
wenigstens eines Vorsprungs vorzusehen, wobei ferner wenigstens eine an den Schweißbuckel angrenzende Vertiefung in Form einer Rücklaufmulde vorgesehen ist, die zur Aufnahme von während des Schweißvorgangs verflüssigtem Material, insbesondere des oder der Schweißbuckel, ausgebildet ist bzw. sind. The object is further achieved by a control socket connection to a turbocharger, in particular the connection of the actuator of a control box to a connecting bolt. By means of the connecting bolt, the connection is made to an actuator of the turbocharger. Thus, the hitherto known connection via threaded rods and nuts, which is however subsequently manipulated, to be replaced. The Steuerdosenanbindung now provides on the actuator formed as an actuator to provide at least a partially flat surface forming portion to which a mounting surface of the connecting bolt in particular by welding, preferably capacitor welding (CD welding), can be fixed. In particular, it is provided on the mounting surface of the connecting bolt at least one weld hump in shape at least one projection to be provided, wherein further at least one adjacent to the weld hump depression is provided in the form of a return trough, which is designed to receive liquefied during the welding process material, in particular of the one or more Schweißbuckel.
Die Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Verfahren zum Verbinden eines Stellglieds einer Steuerdose mit einem Anschlussbolzen. Das Verfahren sieht dabei den Schritt vor, die wenigstens eine bereichsweise ebene Fläche an dem Stellglied in einem axialen Bereich des Stellglieds vorzusehen. Dabei weist eine axiale Erstreckung der ebenen Fläche eine gegenüber einer axialen Erstreckung der Befestigungsfläche des Anschlussbolzens größere Erstreckung auf. Ein weiterer Schritt besteht in einer Positionierung des Stellglieds durch Betätigen der Steuerdose, insbesondere durch ein Beaufschlagen der Steuerdose mit Druckluft und/oder Unterdruck. Schließlich ist der weitere Schritt des Festlegens des Anschlussbolzens an das Stellglied durch Schweißen, insbesondere CD-Schweißen, in einer gewünschten Position vorgesehen. Dies führt insbesondere zu einer dauerhaften Festlegung des Anschlussbolzens gegenüber dem Stellglied, wobei vorteilhaft Toleranzen in der Positionierung des Stellglieds durch die Befestigung des Anschlussbolzens bei betätigter Stelldose ausgleichbar sind. So wird eine im wesentlichen unlösbare Verbindung zwischen Anschlussbolzen und Stellstange erreicht, insbesondere eine Abreißkraft von mindestens 12kN. Das Verfahren kann insbesondere für im wesentlichen beliebige Oberflächen bzw. Oberflächenveredelungen der Stellstange bzw. des Anschlussbolzens und verschiedene bzw. beliebige Anschlussgeometrien zwischen Anschlussbolzen und Ventil verwendet werden. The object is further achieved by a method for connecting an actuator of a control box to a terminal bolt. In this case, the method provides the step of providing the at least one partially flat surface on the actuator in an axial region of the actuator. In this case, an axial extension of the flat surface has a greater extension than an axial extent of the attachment surface of the connecting bolt. A further step consists in a positioning of the actuator by actuating the control box, in particular by acting on the control box with compressed air and / or negative pressure. Finally, the further step of fixing the connecting bolt to the actuator by welding, in particular CD welding, is provided in a desired position. This leads in particular to a permanent fixing of the connecting bolt with respect to the actuator, wherein advantageously tolerances in the positioning of the actuator can be compensated by the attachment of the connecting bolt when the actuating box is actuated. Thus, a substantially permanent connection between the connecting bolt and adjusting rod is achieved, in particular a tearing force of at least 12 kN. The method can be used in particular for substantially any surfaces or surface finishes of the control rod or the connecting bolt and various or any connection geometries between the connecting bolt and valve.
Des Weiteren ermöglicht es das Verfahren, dass keine zusätzlichen Bauteile, wie eine Linkplate bzw. Anschlussplatte, zur Verbindung der Steuerdose an dem Turbolader oder Ventil oder keine spangebende Bearbeitung, beispielsweise Löcher für eine Nietverbindung, insbesondere an der Steuerstange, der Steuerdose bzw. dem Aktuator, vorgesehen werden müssen. Furthermore, the method does not allow any additional components, such as a linkplate, to connect the control can to the turbocharger or valve, or any machined machining, such as holes for a rivet connection, particularly on the control rod, the control can or the actuator , must be provided.
Weitere Ausführungsbeispiele werden Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
eine schematische Darstellung eines herkömmlichen Turboladers 100, bei dem der Kopplungsbolzen 104 und die Stellstange 103 mittels einer Schraubverbindung 105 miteinander verbunden sind; eine schematische Darstellung einer Steuerdose 202 mit montierter Further embodiments will be explained with reference to the accompanying drawings. Show it: a schematic representation of a conventional turbocharger 100, in which the coupling pin 104 and the actuating rod 103 are connected to each other by means of a screw 105; a schematic representation of a control box 202 with mounted
Stellstange 201 für einen Turbolader gemäß einer Ausführungsform; eine schematische Darstellung der Steuerdose 202 mit montierter A control rod 201 for a turbocharger according to an embodiment; a schematic representation of the control box 202 with mounted
Stellstange 201 aus Fig. 2, bei der die Stellstange 201 an ihrem offenen Ende eine Koppelstelle 305 mit ebener Oberfläche aufweist gemäß einer Ausführungsform; eine schematische Darstellung der Steuerdose 202 mit montierter Control rod 201 of Figure 2, in which the control rod 201 has at its open end a coupling point 305 with a flat surface according to an embodiment. a schematic representation of the control box 202 with mounted
Stellstange 201 aus Fig. 3, bei der ein Kopplungsbolzen 406 an der Control rod 201 of FIG. 3, in which a coupling pin 406 at the
Koppelstelle 305 in einem Abstand 408 mit der Stellstange 201 verschweißt ist gemäß einer Ausführungsform; eine Perspektivdarstellung einer Schweißverbindung einer Stellstange 201 mit einem Kopplungsbolzen 406 gemäß einer Ausführungsform in seitlicher Draufsicht; eine Perspektivdarstellung der Schweißverbindung aus Fig. 5a in Coupling point 305 is welded at a distance 408 to the control rod 201 according to an embodiment; a perspective view of a welded connection of a control rod 201 with a coupling pin 406 according to an embodiment in a lateral plan view; a perspective view of the welded joint of Fig. 5a in
Seitenansicht; eine schematische Darstellung eines Kopplungsbolzens 406 für einen Turbolader gemäß einer Ausführungsform in Draufsicht; eine schematische Darstellung des Kopplungsbolzens 406 aus Fig. 6a in Seitenansicht;
eine schematische Darstellung einer Schweißverbindung eines Side view; a schematic representation of a coupling bolt 406 for a turbocharger according to an embodiment in plan view; a schematic representation of the coupling pin 406 of Figure 6a in side view. a schematic representation of a welded joint of a
Kopplungsbolzens 406 für einen Turbolader mit einer Koppelstelle 305 einer Stellstange 201 gemäß einer Ausführungsform in Seitenansicht; eine schematische Darstellung der Schweißverbindung aus Fig. 7 mit Darstellung des maximal tolerierbaren Verfahrwegs; eine schematische Darstellung eines Kopplungsbolzens 406 für einen Turbolader gemäß einer Ausführungsform in Draufsicht 900a; eine schematische Darstellung des Kopplungsbolzens 406 aus Fig. 9a in Seitenansicht 900b; eine perspektivische Darstellung einer Montage des Kopplungsbolzens 406 aus Fig. 9a, 9b an der Koppelstelle 305 einer Stellstange 201 vor dem Verschweißen gemäß einer Ausführungsform in Seitenansicht 900c; eine vergrößerte Darstellung des in Fig. 9b gezeigten Bereichs X; eine vergrößerte Darstellung des in Fig. 9b gezeigten Bereichs Y; eine vergrößerte Darstellung des in Fig. 9b gezeigten Bereichs Z; eine schematische Darstellung eines Kopplungsbolzens 406b für einen Turbolader gemäß einer Ausführungsform in Draufsicht; eine schematische Darstellung eines Nitrierbereichs des Kopplungsbolzens 406b aus Fig. 1 la in Seitenansicht; eine Schnittdarstellung des Kopplungsbolzens 406b aus Fig. 1 la bezüglich der Ebene B-B;
eine Schnittdarstellung des Kopplungsbolzens 406b aus Fig. I Ia bezüglich der Ebene A-A; eine vergrößerte Darstellung des in Fig. 1 ld gezeigten Bereichs Y; eine vergrößerte Darstellung des in Fig. 1 ld gezeigten Bereichs Z; eine vergrößerte Darstellung des in Fig. 1 ld gezeigten Bereichs X; eine schematische Darstellung einer Anordnung 1300 zur Herstellung einer Schweißverbindung eines Kopplungsbolzens 406, 406b mit einer Coupling pin 406 for a turbocharger with a coupling point 305 of a control rod 201 according to an embodiment in side view; a schematic representation of the welded joint of Figure 7 showing the maximum tolerable travel path. a schematic representation of a coupling bolt 406 for a turbocharger according to an embodiment in plan view 900a; a schematic representation of the coupling pin 406 of Figure 9a in side view 900b. a perspective view of an assembly of the coupling pin 406 of Fig. 9a, 9b at the coupling point 305 of a control rod 201 before welding according to an embodiment in side view 900c; an enlarged view of the area shown in Figure 9b X; an enlarged view of the area shown in Fig. 9b Y; an enlarged view of the area shown in Figure 9b Z; a schematic representation of a coupling bolt 406b for a turbocharger according to an embodiment in plan view; a schematic representation of a nitriding portion of the coupling pin 406b of Figure 1 la in side view. a sectional view of the coupling pin 406b of Figure 1 la with respect to the plane BB. a sectional view of the coupling pin 406b of Fig. I Ia with respect to the plane AA; an enlarged view of the area shown in Figure 1 ld Y; an enlarged view of the area shown in Figure 1 ld Z; an enlarged view of the area X shown in Figure 1 ld. a schematic representation of an arrangement 1300 for producing a welded connection of a coupling bolt 406, 406b with a
Kopplungsstelle 305 einer Stellstange zu Beginn des Schweißvorgangs gemäß einer Ausführungsform; eine schematische Darstellung der Anordnung 1300 zur Herstellung der Schweißverbindung aus Fig. 13 am Ende des Schweißvorgangs; eine grafische Darstellung 1500 des Schweißstroms I über der Zeit t beim Verschweißen eines Kopplungsbolzens 406, 406b mit einer Coupling point 305 of a control rod at the beginning of the welding operation according to an embodiment; a schematic representation of the assembly 1300 for producing the welded joint of Figure 13 at the end of the welding process. a graph 1500 of the welding current I over the time t when welding a coupling pin 406, 406b with a
Kopplungsstelle 305 einer Stellstange unter Nutzung der Anordnung 1300 aus Fig. 13 und 14 gemäß einer Ausführungsform; eine grafische Darstellung der Schweißenergie W über der Zeit t eines Schweißüberwachungssystems bei Nutzung der Anordnung 1300 aus Fig. 13 und 14 gemäß einer Ausführungsform; und eine schematische Darstellung eines Verfahrens 1700 zum Ankoppeln einer Steuerdose an einen Turbolader gemäß einer Coupling point 305 of a control rod using the arrangement 1300 of Figures 13 and 14 according to one embodiment. a graphical representation of the welding energy W over the time t of a welding monitoring system using the assembly 1300 of FIGS. 13 and 14 according to one embodiment; and a schematic representation of a method 1700 of coupling a control can to a turbocharger in accordance with a
Ausführungsform . Embodiment.
Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung 200 einer Steuerdose 202 mit montierter Stellstange 201 für einen Turbolader gemäß einer Ausführungsform. Die Steuerdose 202
umfasst eine Basisplatte 203. Durch die Basisplatte 203 tritt die Stellstange 201 hindurch. Die Stellstange 201 ist mittels einer nicht dargestellten Verbindung zumindest mittelbar mit einem fluidal aktivierten Stellglied im Inneren der Steuerdose 202 verbunden. Dazu kann die Stellstange 201 auf der Seite, die mit dem Stellglied verbunden ist, ein Gewinde aufweisen, das in ein Gegengewinde des Stellglieds eingreifen kann. Die Steuerdose 202 umfasst einen Anschluss 204, über den Druckluft und/oder Unterdruck in die Steuerdose geleitet werden kann, mit der das Stellglied der Steuerdose 202 und damit die montierte Stellstange 201 ausgelenkt werden kann. Die Stellstange 201 kann in Typenlänge an dem Stellglied der Steuerdose 202 montiert werden, so dass Stellstangen verschiedener Fahrzeug- bzw. Turbolader-Typen an der gleichen Steuerdose 202 montiert werden können. FIG. 2 shows a schematic illustration 200 of a control box 202 with a mounted control rod 201 for a turbocharger according to an embodiment. The control box 202 includes a base plate 203. Through the base plate 203, the control rod 201 passes. The control rod 201 is connected by means of a connection, not shown, at least indirectly with a fluidly activated actuator inside the control box 202. For this purpose, the control rod 201 on the side, which is connected to the actuator, have a thread which can engage in a mating thread of the actuator. The control box 202 includes a port 204, can be passed through the compressed air and / or negative pressure in the control box, with which the actuator of the control box 202 and thus the mounted control rod 201 can be deflected. The actuator rod 201 may be mounted in type length on the actuator of the control box 202, so that adjusting rods of different vehicle or turbocharger types can be mounted on the same control box 202.
Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung 300 der Steuerdose 202 mit montierter Stellstange 201 aus Fig. 2, bei der die Stellstange 201 an ihrem offenen Ende eine Koppelstelle 305 mit ebener Oberfläche aufweist gemäß einer Ausführungsform. Die Koppelstelle 305 kann in Bezug auf die Koordinaten einer Basisplatte 203 festgelegt werden. Die Koppelstelle 305 kann mit montierter Stellstange ohne Einleiten von Druckluft in die Steuerdose über den Druckluftanschluss 204 festgelegt werden. Als Bezugssystem kann die Basisplatte 203 dienen, über die ein Abstand zur Koppelstelle 305 festgelegt werden kann, beispielsweise abhängig von einer Typenlänge der Stellstange 201. FIG. 3 shows a schematic representation 300 of the control box 202 with mounted control rod 201 from FIG. 2, in which the control rod 201 has at its open end a coupling point 305 with a planar surface according to one embodiment. The coupling point 305 may be determined with respect to the coordinates of a base plate 203. The coupling point 305 can be set with mounted control rod without introducing compressed air into the control box via the compressed air connection 204. As a reference system, the base plate 203 can serve, over which a distance to the coupling point 305 can be determined, for example, depending on a type length of the control rod 201.
Die Koppelstelle 305 kann, wie in Fig. 3 gezeigt, als ein axialer Teil der Stellstange 201 definiert sein, der zumindest teilweise eine ebene Oberfläche aufweist. Das Formen der ebenen Oberfläche kann durch Plätten erfolgen, aber es sind auch andere Fertigungstechniken dafür verwendbar, wie beispielsweise Abschleifen, Ätzen, Hobeln, Dünnen oder sonstige Verformungstechniken bei denen Material abgetragen oder nicht abgetragen wird. Die Koppelstelle 305 kann als in etwa rechteckige ebene Fläche ausgebildet sein, sie kann auch als in etwa kreisrunde oder ovale Fläche geformt sein. Als Bezugspunkt zur Bestimmung des Abstands von der Koppelstelle 305 zur Basisplatte 203 kann ein Mittelpunkt der ausgeformten, beispielsweise geplätteten ebenen Oberfläche dienen, beispielsweise der Schnittpunkt durch die beiden Geraden, die durch die Eckpunkte der geplätteten Oberfläche laufen, wenn die Oberfläche in etwa plattenförmig
bzw. rechteckig ausgebildet ist oder der Mittelpunkt des Kreises bzw. der Ellipse, wenn die ebene Oberfläche kreisförmig bzw. ellipsenförmig ausgebildet ist. Die ebene Oberfläche der Stellstange kann an der Koppelstelle 305 beidseitig der Stange ausgebildet sein, wie in Fig. 3 dargestellt, sie kann aber auch nur auf einer Seite der Stellstange ausgebildet sein, beispielsweise wenn sie durch Materialabtragungstechniken wie Abschleifen erzeugt wird. Die ebene Oberfläche kann auf vier, sechs oder mehreren Seiten der Stange ausgebildet sein, beispielsweise wenn die Stange durch Plätten an der Koppelstelle 305 in einen Vierkant, Sechskant oder Mehrkant verformt wird. The coupling point 305 can, as shown in FIG. 3, be defined as an axial part of the control rod 201, which at least partially has a flat surface. The planar surface may be formed by flattening, but other fabrication techniques may be used such as, for example, abrading, etching, planing, thinning, or other deformation techniques in which material is removed or not removed. The coupling point 305 may be formed as an approximately rectangular flat surface, it may also be formed as an approximately circular or oval surface. As a reference point for determining the distance from the coupling point 305 to the base plate 203 may serve a center of the formed, for example flattened flat surface, for example, the intersection of the two straight lines passing through the corners of the flattened surface when the surface is approximately plate-shaped is formed rectangular or the center of the circle or the ellipse, if the flat surface is formed circular or elliptical. The planar surface of the control rod can be formed on the coupling point 305 on both sides of the rod, as shown in Fig. 3, but it can also be formed only on one side of the control rod, for example, if it is produced by Materialabtragungstechniken such as grinding. The planar surface may be formed on four, six or more sides of the bar, for example when the bar is deformed by flattening at coupling point 305 into a square, hex or polygon.
Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung 400 der Steuerdose 202 mit montierter Stellstange 201 aus Fig. 3, bei der ein Kopplungsbolzen 406 an der Koppelstelle 305 in einem Abstand 408 mit der Stellstange 201 verschweißt ist gemäß einer Ausführungsform. 4 shows a schematic illustration 400 of the control box 202 with mounted control rod 201 from FIG. 3, in which a coupling bolt 406 at the coupling point 305 is welded at a distance 408 to the control rod 201 according to an embodiment.
Zum Herstellen der in Fig. 4 dargestellten Schweißverbindung von Stellstange 201 und Kopplungsbolzen 406 kann die Steuerdose so weit angesteuert werden, beispielsweise durch Einfüllen von Druckluft 407 durch und/oder Anlegen eines Unterdrucks an den Druckluftanschluss 204 bis die Kopplungsstelle 305 an dem offenen Ende der Stellstange 201 zu der Basisplatte 203 der Steuerdose 202 einen vorgegebenen Abstand 408 einnimmt. Die Positionierung kann im Werkzeug erfolgen, beispielsweise im Plättungswerkzeug, mit dem die ebene Oberfläche an der Koppelstelle 305 erzeugt wird. Durch die Einspannung im Werkzeug lässt sich die Koppelstelle 305 in einfacher Weise als Bezugspunkt festlegen von dem aus zur Bodenplatte gemessen werden kann. Die Steuerdose kann solange mit Druckluft angesteuert werden bis der vorgegebene Abstand zwischen Koppelstelle 305 und Basisplatte 203 erreicht ist. Der vorgegebene Abstand 408 kann abhängig von einer gewünschten Einstellung des Turboladers definiert sein, beispielsweise so bestimmt, dass der Turbolader in einem bestimmten Leistungsbereich arbeiten kann. Nach dem Einstellen der Steuerdose 202 und Erreichen des vorgegebenen Abstands 408 kann der Kopplungsbolzen 406 mit der Stellstange 201 an der Kopplungsstelle 305 in dem vorgegebenen Abstand 408 verschweißt werden. Damit kann die in Fig. 4 dargestellte Schweißverbindung erzeugt werden, welche alle im obigen einleitenden Teil beschriebenen Vorteile aufweist. Zum Verschweißen kann ein Kondensator (CD) Schweißen Anwendung finden, wie weiter unten zu den Figuren 13 bis 16 beschrieben.
Das Montieren des Kopplungsbolzens 406 an der Stellstange 201 kann mittels ZSB (Zusammenbau, Zusammenstellungszeichnung) Montage erfolgen, d.h. unter Nutzung von Unterlagen wie einer technischen Zeichnung, auf der die einzelnen Bestandteile angegeben sind und unter Umständen weiterer Montagemaße und Zusatzinformationen wie Montagereihenfolge oder Kräfte und/oder Drehmomente für die Montage sowie einer Stückliste. For producing the welded connection of control rod 201 and coupling bolt 406 shown in FIG. 4, the control box can be driven so far, for example by filling compressed air 407 by and / or applying a negative pressure to the compressed air connection 204 to the coupling point 305 at the open end of the control rod 201 to the base plate 203 of the control box 202 occupies a predetermined distance 408. The positioning can be done in the tool, for example in the flattening tool, with which the flat surface is produced at the coupling point 305. Due to the clamping in the tool, the coupling point 305 can be set in a simple manner as a reference point from which can be measured to the bottom plate. The control box can be controlled with compressed air until the predetermined distance between coupling point 305 and base plate 203 is reached. The predetermined distance 408 may be defined depending on a desired setting of the turbocharger, for example, determined so that the turbocharger can operate within a certain power range. After setting the control box 202 and reaching the predetermined distance 408 of the coupling pin 406 can be welded to the control rod 201 at the coupling point 305 at the predetermined distance 408. Thus, the welded connection shown in Fig. 4 can be produced, which has all the advantages described in the introductory part above. For welding, a capacitor (CD) welding application may apply, as described below to Figures 13 to 16. The mounting of the coupling bolt 406 on the control rod 201 can be done by means of ZSB assembly, ie using documents such as a technical drawing on which the individual components are specified and possibly other mounting dimensions and additional information such as mounting order or forces and / or or torques for the assembly as well as a parts list.
Die Schweißverbindung von Stellstange 201 und Kopplungsbolzen 406 kann auch ohne vorheriges Formen einer ebenen Oberfläche an der Kopplungsstelle 305 hergestellt werden. So kann der Kopplungsbolzen 406 beispielsweise direkt auf die Stellstange 201 an der Kopplungsstelle aufgesetzt werden und an dieser Kopplungsstelle 305 mit der Stellstange 201 verschweißt werden. Falls die Oberfläche der Stellstange 201 an der Kopplungsstelle 305 nicht eben ist, so kann durch entsprechende Halterung der beiden zu verschweißenden Teile unter Ausübung einer entsprechenden Kraft und eines entsprechenden Stromflusses über eine ausreichend lange Zeit eine stabile Schweißverbindung erzeugt werden. The weld joint of actuator rod 201 and coupling bolt 406 may also be made without first forming a flat surface at the interface 305. For example, the coupling bolt 406 can be placed directly on the control rod 201 at the coupling point and welded to the control rod 201 at this coupling point 305. If the surface of the control rod 201 at the coupling point 305 is not flat, then a stable weld can be generated for a sufficiently long time by appropriate support of the two parts to be welded by applying a corresponding force and a corresponding current flow.
Fig. 5a zeigt eine Perspektivdarstellung einer Schweißverbindung 500 einer Stellstange 201 mit einem Kopplungsbolzen 406 gemäß einer Ausführungsform in seitlicher Draufsicht. In der Darstellung ist der Kopplungsbolzen 406 zu erkennen, der an der Koppelstelle 305 mit der Stellstange 201 verschweißt ist. Die Stellstange 201 ist in der Darstellung der Fig. 5a im nicht montierten Zustand, d.h. nicht mit an Steuerdose 202 montiert, gezeigt. An einem Ende der Stellstange 201, das an dem Stellglied der Steuerdose 202 montiert werden kann, weist die Stellstange 201 ein Gewinde 509 auf. Fig. 5b zeigt eine Perspektivdarstellung der Schweißverbindung 500 aus Fig. 5a in Seitenansicht. Der vorgegebene Abstand 408 (insbesondere im angesteuerten Zustand der Steuerdose 202) zwischen Basisplatte 203, der Steuerdose 202 und Koppelstelle 305 ist mit einem Pfeil gekennzeichnet. Der Gewindeabschnitt 509 der Stellstange 201 ist nicht Teil dieses Abstands 408.
Fig. 6a zeigt eine schematische Darstellung 600a eines Kopplungsbolzens 406 für einen Turbolader gemäß einer Ausführungsform in Draufsicht. Der Bolzen 406 ist kreisförmig und umfasst zwei übereinander angeordnete Zylinder, d.h. ein oberes Zylinderteil 612 und ein unteres Zylinderteil 611 mit verschiedenen Radien, wie aus den zwei in der Figur dargestellten Kreisen mit gemeinsamer Mittelachse 613 bzw. Mittelpunkt zu sehen ist. 5a shows a perspective view of a welded connection 500 of an actuating rod 201 with a coupling bolt 406 according to an embodiment in a lateral plan view. In the representation of the coupling pin 406 can be seen, which is welded to the coupling point 305 with the control rod 201. The control rod 201 is shown in the illustration of FIG. 5a in the unassembled state, that is not mounted with control box 202. At one end of the control rod 201, which can be mounted on the actuator of the control box 202, the control rod 201 has a thread 509. Fig. 5b shows a perspective view of the welded joint 500 of Fig. 5a in side view. The predetermined distance 408 (in particular in the activated state of the control box 202) between the base plate 203, the control box 202 and coupling point 305 is marked with an arrow. The threaded portion 509 of the control rod 201 is not part of this distance 408. FIG. 6 a shows a schematic representation 600 a of a coupling bolt 406 for a turbocharger according to one embodiment in plan view. The bolt 406 is circular and comprises two cylinders arranged one above the other, ie an upper cylinder part 612 and a lower cylinder part 611 with different radii, as can be seen from the two central axis 613 circles shown in the figure.
Fig. 6b zeigt eine schematische Darstellung 600b des Kopplungsbolzens 406 aus Fig. 6a in Seitenansicht. Auf der Unterseite des unteren Zylinderteils 611, d.h. auf der Oberfläche des Kopplungsbolzens 406, der die zu verschweißende Oberfläche darstellt, ist eine umlaufende Erhebung 610 angebracht, die zentral um eine Mittelachse 613 des unteren Zylinderteils 611 verläuft. Eine Höhe dieser Erhebung 610 ist mit Ay bezeichnet, eine Breite dieser Erhebung 610 ist mit Ax bezeichnet. In einer Ausführungsform können Ay und Ax jeweils den Wert 3 mm annehmen. Es sind aber auch andere Werte möglich, beispielsweise innerhalb eines Bereichs von 1 mm bis 20 mm, auch kann die Breite unterschiedlich zur Höhe der Erhebung 610 sein. In einer Ausführungsform kann die umlaufende Erhebung gezackt ausgebildet sein. Die Erhebung 610 muss nicht notwendigerweise auf einem Kreis um die Mittelachse 613 verlaufen, sie kann auch elliptisch um die Mittelachse 613 verlaufen oder eine andere geometrische Form ausbilden. Die Erhebung 610 muss nicht kontinuierlich die gleiche Höhe Ay aufweisen. Sie kann an einigen umlaufenden Stellen eine Höhe Ay aufweisen und an anderen umlaufenden Stellen gar nicht vorhanden sein, d.h. die Höhe 0 aufweisen. Dabei können stetige oder nichtstetige Übergänge zwischen der Höhe Ay und der Höhe 0 ausgebildet sein. Die Erhebung 610 kann auch auf mehreren unterschiedlichen Kreisen oder in anderen geometrischen Formen um die Mittelachse 613 verlaufen. FIG. 6b shows a schematic illustration 600b of the coupling bolt 406 from FIG. 6a in side view. On the underside of the lower cylinder part 611, i. On the surface of the coupling pin 406, which is the surface to be welded, a circumferential projection 610 is mounted, which runs centrally about a central axis 613 of the lower cylinder part 611. A height of this elevation 610 is indicated by Ay, a width of this elevation 610 is denoted by Ax. In one embodiment, Ay and Ax may each be 3 mm. However, other values are also possible, for example within a range of 1 mm to 20 mm, and the width may also be different from the height of the elevation 610. In one embodiment, the peripheral elevation may be serrated. The bump 610 does not necessarily have to run on a circle around the central axis 613, it may also run elliptically about the central axis 613 or form another geometric shape. The bump 610 need not be continuously the same height Ay. It may have a height Ay at some circumferential points and may not be present at other circumferential points, i. have the height 0. In this case, continuous or discontinuous transitions between the height Ay and the height 0 can be formed. The bump 610 can also run on several different circles or in other geometric shapes about the central axis 613.
Fig. 7 zeigt eine schematische Darstellung 700 einer Schweißverbindung eines Kopplungsbolzens 406 für einen Turbolader mit einer Koppelstelle 305 einer Stellstange 201 gemäß einer Ausführungsform, beispielsweise entsprechend der Figuren 6a und 6b in Seitenansicht. Das untere Zylinderteil 611 des Kopplungsbolzens 406 kann einen Durchmesser von Aa oder einen Radius von Ac=Aa/2 aufweisen. Die Plättlange bzw. die Länge der ebenen Oberfläche an der Kopplungsstelle ist mit Ad bezeichnet. Damit ergibt sich ein möglicher Verfahrweg Ab bei der Montage des Kopplungsbolzens 406 an die
ebene Oberfläche der Koppelstelle 305 der Stellstange 201. Der Verfahrweg Ab erstreckt sich in radialer Richtung von der Achse 613 des unteren Zylinderteils 611 aus, die auch gleichzeitig die Achse 613 des oberen Zylinderteils 612 und die Achse des Kopplungsbolzens 406 ist. Der Verfahrweg Ab kann somit bestimmt werden als 7 shows a schematic illustration 700 of a welded connection of a coupling bolt 406 for a turbocharger with a coupling point 305 of an actuating rod 201 according to an embodiment, for example according to FIGS. 6a and 6b in side view. The lower cylinder part 611 of the coupling bolt 406 may have a diameter of Aa or a radius of Ac = Aa / 2. The Plättlange or the length of the flat surface at the coupling point is denoted by Ad. This results in a possible travel path Ab during assembly of the coupling bolt 406 to the The travel path Ab extends in the radial direction from the axis 613 of the lower cylinder part 611, which is also the axis 613 of the upper cylinder part 612 and the axis of the coupling bolt 406 at the same time. The travel distance Ab can thus be determined as
Ab=Ad-Aa. In einer Ausführungsform weisen die beschriebenen Parameter die folgenden Werte auf: Aa=12mm; Ad=20mm; Ab=8mm; Ac=6mm. Ab = Ad-Aa. In one embodiment, the described parameters have the following values: Aa = 12mm; Ad = 20mm; Ab = 8mm; Ac = 6mm.
Fig. 8 zeigt eine schematische Darstellung 800 der Schweißverbindung aus Fig. 7 mit Darstellung des maximal tolerierbaren Verfahrwegs. In der links dargestellten Position des Kopplungsbolzens 406 ist der Bolzen 406 an der linken Grenze der Kopplungsstelle 305 montiert während in der rechts dargestellten Position des Kopplungsbolzens 406 dieser an der rechten Grenze der Kopplungsstelle 305 montiert ist. Bei entsprechenden Maßen wie oben zu Fig. 8 beschrieben kann der Verfahrweg mit Ab bezeichnet sein. Die untere Oberfläche des unteren Zylinderteils 611 des Kopplungsbolzens 406, die gleichzeitig der zu verschweißenden Oberfläche des Kopplungsbolzens 406 entspricht, kann einen Durchmesser von Aa aufweisen, wie oben in Fig. 7 bereits dargestellt. Die Plättlange bzw. die Länge der ebenen Oberfläche an der Kopplungsstelle ist mit Ad bezeichnet. Diese Werte können entsprechend zu Fig. 7 beispielsweise die folgenden Werte annehmen: Aa=12mm; Ad=20mm; Ab=8mm; Ac=6mm. FIG. 8 shows a schematic representation 800 of the welded connection from FIG. 7, showing the maximum tolerable travel path. In the left-hand position of the coupling bolt 406, the bolt 406 is mounted on the left boundary of the coupling point 305, while in the position of the coupling bolt 406 shown on the right, it is mounted on the right boundary of the coupling point 305. With appropriate dimensions as described above for Fig. 8, the travel can be denoted by Ab. The lower surface of the lower cylinder part 611 of the coupling bolt 406, which at the same time corresponds to the surface to be welded of the coupling bolt 406, may have a diameter of Aa, as already shown above in FIG. The Plättlange or the length of the flat surface at the coupling point is denoted by Ad. According to FIG. 7, these values may, for example, assume the following values: Aa = 12 mm; Ad = 20mm; Ab = 8mm; Ac = 6mm.
Fig. 9a zeigt eine schematische Darstellung 900a eines Kopplungsbolzens 406 für einen Turbolader gemäß einer Ausführungsform in Draufsicht 900a. Der Kopplungsbolzen 406 kann so ausgebildet sein wie oben zu den Figuren 6 bis 8 beschrieben. Der Bolzen 406 ist kreisförmig und umfasst zwei übereinander angeordnete Zylinder, d.h. ein oberes Zylinderteil 612 und ein unteres Zylinderteil 611 mit verschiedenen Radien, wie aus den zwei in der Figur dargestellten Kreisen mit gemeinsamer Mittelachse 613 bzw. Mittelpunkt zu sehen ist. Durch die Mittelachse 613 verläuft der Schnitt A-A, der in Fig. 9b näher dargestellt ist. FIG. 9 a shows a schematic representation 900 a of a coupling bolt 406 for a turbocharger according to an embodiment in plan view 900 a. The coupling bolt 406 may be formed as described above with reference to FIGS. 6 to 8. The bolt 406 is circular and comprises two superimposed cylinders, i. an upper cylinder part 612 and a lower cylinder part 611 with different radii, as can be seen from the two circles shown in the figure with common central axis 613 or center point. Through the central axis 613, the section A-A, which is shown in more detail in Fig. 9b.
Fig. 9b zeigt eine schematische Darstellung 900b des Kopplungsbolzens 406 aus Fig. 9a in Seitenansicht 900b gemäß dem Schnitt A-A. Die untere Oberfläche des unteren Zylinderteils 611 des Kopplungsbolzens 406, die gleichzeitig der zu verschweißenden
Oberfläche des Kopplungsbolzens 406 entspricht, kann eine umlaufende Erhebung 610 aufweisen, wie bereits oben zu Fig. 6a und 6b beschrieben. Neben der umlaufenden Erhebung 610 kann eine umlaufende Vertiefung 911 ausgebildet sein, für welche die sinngemäß gleichen Eigenschaften gelten wie bereits oben zu Fig. 6b bzgl. der umlaufenden Erhebung beschrieben. Die umlaufende Vertiefung 911 kann innerhalb oder außerhalb der umlaufenden Erhebung 610 angeordnet sein. Die umlaufende Erhebung 610 und die umlaufende Vertiefung 911 sind in der vergrößerten Darstellung des Bereichs X in Fig. 10a näher dargestellt. Das obere Zylinderteil 612 kann an seinem oberen Ende einen umlaufenden Rand 912 aufweisen, der in der vergrößerten Darstellung des Bereichs Z in Fig. 10c näher dargestellt ist. Das untere Zylinderteil 611 kann an seinem unteren Ende eine umlaufende Einkerbung 913 aufweisen, der in der vergrößerten Darstellung des Bereichs Y in Fig. 10b näher dargestellt ist. Die in der Fig. 9b angegebenen Maße sind nur als beispielhaft zu betrachten. Jede andere Ausführung eines Kopplungsbolzens 406 mit anderen Maßen ist möglich. FIG. 9b shows a schematic illustration 900b of the coupling bolt 406 from FIG. 9a in a side view 900b according to the section AA. The lower surface of the lower cylinder part 611 of the coupling bolt 406, which at the same time to be welded Surface of the coupling pin 406, may have a circumferential projection 610, as already described above to Fig. 6a and 6b. In addition to the circumferential elevation 610, a circumferential depression 911 may be formed, for which the mutatis mutandis same properties apply as already described above for Fig. 6b with respect to the circumferential survey. The circumferential recess 911 may be disposed inside or outside the circumferential projection 610. The circumferential projection 610 and the circumferential recess 911 are shown in greater detail in the enlarged view of the area X in Fig. 10a. The upper cylinder part 612 may have at its upper end a peripheral edge 912, which is shown in greater detail in the enlarged view of the area Z in Fig. 10c. The lower cylinder portion 611 may have at its lower end a circumferential notch 913, which is shown in greater detail in the enlarged view of the area Y in Fig. 10b. The dimensions given in FIG. 9b are only to be regarded as exemplary. Any other embodiment of a coupling bolt 406 of other dimensions is possible.
Fig. 9c zeigt eine perspektivische Darstellung 900c einer Montage des Kopplungsbolzens 406 aus Fig. 9a, 9b an der Koppelstelle 305 einer Stellstange 201 vor dem Verschweißen gemäß einer Ausführungsform in Seitenansicht 900c. Der Bolzen 406 kann mit der unteren Oberfläche des unteren Zylinderteils 611, welche gleichzeitig der zu verschweißenden Oberfläche des Kopplungsbolzens 406 entspricht an der Kopplungsstelle 305 der Stellstange 201 angebracht werden. Die Mittelachse 613 des Kopplungsbolzens 406 kann dabei zentral bezüglich der Koppelstelle 305 verlaufen. Vor dem Verschweißen liegt dabei die umlaufende Erhebung 610 des unteren Zylinderteils 611 auf der ebenen Oberfläche der Koppelstelle 305 auf, wie in Fig. 9c dargestellt. Die Höhe der umlaufenden Erhebung 610 entspricht damit einer Schweißbuckelhöhe, wie in Fig. 9c dargestellt. 9c shows a perspective illustration 900c of an assembly of the coupling bolt 406 from FIGS. 9a, 9b at the coupling point 305 of an actuating rod 201 prior to welding according to an embodiment in side view 900c. The bolt 406 may be attached to the lower surface of the lower cylinder part 611, which at the same time corresponds to the surface of the coupling bolt 406 to be welded, at the coupling point 305 of the adjusting rod 201. The central axis 613 of the coupling pin 406 can run centrally with respect to the coupling point 305. Before welding, the circumferential elevation 610 of the lower cylinder part 611 rests on the flat surface of the coupling point 305, as shown in FIG. 9c. The height of the circumferential elevation 610 thus corresponds to a weld hump height, as shown in FIG. 9c.
Fig. 10a zeigt eine vergrößerte Darstellung 1000a des in Fig. 9b gezeigten Bereichs X. Fig. 10b zeigt eine vergrößerte Darstellung 1000b des in Fig. 9b gezeigten Bereichs Y. Fig. 10c zeigt eine vergrößerte Darstellung 1000c des in Fig. 9b gezeigten Bereichs Z. Fig. 10a shows an enlarged view 1000a of the area X shown in Fig. 9b. Fig. 10b shows an enlarged view 1000b of the area Y shown in Fig. 9b. Fig. 10c shows an enlarged view 1000c of the area Z shown in Fig. 9b ,
Die Schweißparameter zum CD Schweißen der in Fig. 9c dargestellten Anordnung können beispielsweise nach dem folgenden Verfahren bestimmt werden: In einen ersten Schritt
kann eine Pin-Kontur maschinell gemäß den Zeichnungen der Figuren 9a, 9b und 9c angefertigt werden. Hierbei kann beispielsweise eine Buckelhöhe in 1,5 mm, 1,3 mm und 1,2 mm in 1.4923 oder 1.4307 Material ausgebildet werden. In einem zweiten Schritt können Stangen und Plättung beispielsweise in 1.4301 Material im Serienwerkzeug angefertigt und vermessen werden. In einem dritten Schritt können Pins und Stangen mit statistischer Auswertung vermessen werden. Die Toleranzen können bezüglich der Maschinenfähigkeit festgelegt und durch weitere Testläufe bestätigt werden. In einem vierten Schritt können die Ausgangsprozessdaten aus den ermittelten Schweißversuchen bezüglich der Schliffbilder eingesetzt und anschließend nach Setzkriterien und Anlauffarbe des Pins auf dem Blechstreifen verfeinert festgelegt werden. Anschließend können zur Absicherung wieder Mikro-Schliffe zur Bewertung der Schweißqualität erstellt und ausgewertet werden. The welding parameters for CD welding of the arrangement shown in FIG. 9c can be determined, for example, according to the following method: In a first step For example, a pin contour may be machined as shown in the drawings of FIGS. 9a, 9b and 9c. In this case, for example, a hump height in 1.5 mm, 1.3 mm and 1.2 mm in 1.4923 or 1.4307 material can be formed. In a second step, rods and flattening, for example in 1.4301 material, can be made in the standard tool and measured. In a third step, pins and rods can be measured with statistical evaluation. The tolerances can be defined with regard to machine capability and confirmed by further test runs. In a fourth step, the output process data from the determined welding tests can be used with respect to the micrographs and subsequently determined in accordance with the setting criteria and the start-up color of the pin on the metal strip. Subsequently, micro-grindings can be created and evaluated for the evaluation of welding quality.
Fig. I Ia zeigt eine schematische Darstellung 1100a eines Kopplungsbolzens 406b für einen Turbolader gemäß einer Ausführungsform in Draufsicht. Der Kopplungsbolzen 406b kann so ausgebildet sein wie oben zu den Figuren 6 bis 10 beschrieben. Der Bolzen 406b ist kreisförmig und umfasst zwei übereinander angeordnete Zylinder, d.h. ein oberes Zylinderteil 612b und ein unteres Zylinderteil 61 lb mit verschiedenen Radien, wie aus den zwei in der Figur dargestellten Kreisen mit gemeinsamer Mittelachse 613b bzw. Mittelpunkt zu sehen ist. Durch die Mittelachse 613b verlaufen die Schnitte B-B und A-A, die in den Figuren 1 lc und 1 ld näher dargestellt sind. 1 a shows a schematic representation 1100 a of a coupling bolt 406 b for a turbocharger according to one embodiment in a plan view. The coupling pin 406b may be formed as described above with reference to FIGS. 6 to 10. The bolt 406b is circular and comprises two superimposed cylinders, i. an upper cylinder part 612b and a lower cylinder part 61b with different radii, as can be seen from the two central axis 613b circles shown in the figure. Through the central axis 613b, the sections B-B and A-A, which are shown in more detail in Figures 1 lc and 1 ld.
Fig. I Ib zeigt eine schematische Darstellung 1100b eines Nitrierbereichs des Kopplungsbolzens 406b aus Fig. I Ia in Seitenansicht. Der Nitrierbereich umfasst die drei Teilbereiche B l, B2 und B3. Am oberen Rand des Bereichs B l verläuft eine umlaufende Sicherungsnut 1103. Ein Nitrieren bzw. eine Verfahren zur Oberflächenhärtung kann beispielsweise genutzt werden, um den umlaufenden Rand 912b am oberen Zylinderteil 612b herzustellen. 1 b shows a schematic representation 1100 b of a nitriding region of the coupling bolt 406 b from FIG. 1 a in a side view. The nitriding area comprises the three subareas B1, B2 and B3. At the upper edge of the region B l is a circumferential securing groove 1103. A nitriding or a process for surface hardening can be used, for example, to produce the peripheral edge 912b on the upper cylinder part 612b.
Fig. 11c zeigt eine Schnittdarstellung 1100c des Kopplungsbolzens 406b aus Fig. I Ia bezüglich der Ebene B-B. Die untere Oberfläche des unteren Zylinderteils 611b des Kopplungsbolzens 406b, die gleichzeitig der zu verschweißenden Oberfläche des
Kopplungsbolzens 406b entspricht, kann eine umlaufende Erhebung 610b aufweisen, wie bereits oben zu Fig. 6a und 6b beschrieben. Neben der umlaufenden Erhebung 610b kann eine umlaufende Vertiefung 911b ausgebildet sein, für welche die sinngemäß gleichen Eigenschaften gelten wie bereits oben zu Fig. 6b bzgl. der umlaufenden Erhebung beschrieben. Die umlaufende Vertiefung 911b kann innerhalb oder außerhalb der umlaufenden Erhebung 610b angeordnet sein. 11c shows a sectional illustration 1100c of the coupling bolt 406b from FIG. 11a with respect to the plane BB. The lower surface of the lower cylinder part 611b of the coupling bolt 406b, which at the same time the surface to be welded of the Coupling pin 406b, may have a circumferential projection 610b, as already described above to Fig. 6a and 6b. In addition to the peripheral elevation 610b, a circumferential depression 911b may be formed, for which the mutatis mutandis same properties apply as already described above for Fig. 6b with respect to the circumferential survey. The circumferential recess 911b may be disposed inside or outside the circumferential projection 610b.
Fig. l ld zeigt eine Schnittdarstellung HOOd des Kopplungsbolzens 406b aus Fig. I Ia bezüglich der Ebene A-A. Die Ebene A-A stellt die Gegenseite der in Fig. 11c dargestellten Ebene B-B dar. Die umlaufende Erhebung 610b und die umlaufende Vertiefung 911b sind in der vergrößerten Darstellung des Bereichs X in Fig. 12c im Maßstab 10: 1 näher dargestellt. Das obere Zylinderteil 612b kann an seinem oberen Ende einen umlaufenden Rand 912b aufweisen, der in der vergrößerten Darstellung des Bereichs Z in Fig. 12b im Maßstab 20: 1 näher dargestellt ist. Das untere Zylinderteil 611b kann an seinem unteren Ende eine umlaufende Einkerbung 913b aufweisen, die in der vergrößerten Darstellung des Bereichs Y in Fig. 12a im Maßstab 10: 1 näher dargestellt wird. Die Maße der Figuren I Ia bis l ld sind nur als beispielhaft zu betrachten. Jede andere Ausführung eines Kopplungsbolzens 406b mit anderen Maßen ist möglich. Fig. Id shows a sectional view HOOd of the coupling pin 406b of Fig. I Ia with respect to the plane A-A. The plane A-A represents the opposite side of the plane B-B shown in Fig. 11c. The circumferential projection 610b and the circumferential recess 911b are shown in greater detail in the enlarged representation of the region X in Fig. 12c on a scale of 10: 1. The upper cylinder part 612b may have at its upper end a circumferential edge 912b, which is shown in greater detail in the enlarged representation of the region Z in FIG. 12b in the scale 20: 1. The lower cylinder portion 611b may have at its lower end a circumferential notch 913b, which is shown in greater detail in the enlarged view of the area Y in Fig. 12a on a scale of 10: 1. The dimensions of the figures I Ia to I ld are to be considered as exemplary only. Any other design of a coupling bolt 406b of other dimensions is possible.
Fig. 12a zeigt eine vergrößerte Darstellung 1200a des in Fig. l ld gezeigten Bereichs Y. Fig. 12b zeigt eine vergrößerte Darstellung 1200b des in Fig. l ld gezeigten Bereichs Z. Fig. 12c zeigt eine vergrößerte Darstellung 1200c des in Fig. l ld gezeigten Bereichs X. Fig. 12a shows an enlarged view 1200a of the area Y shown in Fig. 1d. Fig. 12b shows an enlarged view 1200b of the area Z shown in Fig. Id. Fig. 12c shows an enlarged view 1200c of the area shown in Fig. Id shown area X.
Fig. 13 zeigt eine schematische Darstellung einer Anordnung 1300 zur Herstellung einer Schweißverbindung eines Kopplungsbolzens 406, 406b mit einer Kopplungsstelle 305 einer Stellstange zu Beginn des Schweißvorgangs gemäß einer Ausführungsform. Die Anordnung kann ein Kondensatorschweißgerät 1320 umfassen, das über eine Einspannung 1323a, 1323b, in welche die in Fig. 9c dargestellte an der Kopplungsstelle 305 korrekt positionierte Montageanordnung aus Kopplungsbolzen 406, 406b und Stellstange eingespannt werden kann, unter Einwirkung einer Kraft F 1322, die beispielsweise einem Anpressdruck von 2200 kg entspricht, und eines Stromflusses I 1321, beispielsweise zwischen 55 kA und 60 kA, zu einer Verschweißung des Kopplungsbolzens 406, 406b mit
der Stellstange führt. Die Kraft F 1322 wirkt dabei von beiden Teilen der Einspannung 1323a, 1323b auf die Montageanordnung aus Kopplungsbolzen 406, 406b und Stellstange ein. An der Berührungsstelle der umlaufenden Erhebung 610, 610b des Kopplungsbolzens 406b mit der Kopplungsstelle 305 der Stellstange, die eine Höhe h aufweist, kann der Stromkreis des Kondensatorschweißens geschlossen werden. Die Berührungsstelle hat die geringste Querschnittsfläche, so dass es hier zur stärksten Erhitzung kommt, so dass der Schweißprozess einsetzen kann. Die Einwirkung der Kraft F 1322 auf die Einspannung 1323a, 1323b sorgt dafür, dass es zu keiner zwischenzeitlichen Öffnung des Stromkreises kommt, was eine Unterbrechung des Schweißvorgangs bedeuten würde. 13 shows a schematic representation of an arrangement 1300 for producing a welded connection of a coupling bolt 406, 406b with a coupling point 305 of an actuating rod at the beginning of the welding process according to an embodiment. The assembly may comprise a capacitor welder 1320 which may be clamped by a clamp 1323a, 1323b into which the mounting assembly of coupling bolts 406, 406b and actuator rod correctly positioned at the interface 305 shown in FIG. 9c may be clamped under the action of a force F 1322 For example, corresponds to a contact pressure of 2200 kg, and a current flow I 1321, for example, between 55 kA and 60 kA, to a welding of the coupling pin 406, 406b with the control rod leads. The force F 1322 acts from both parts of the clamping 1323a, 1323b on the mounting arrangement of coupling bolts 406, 406b and control rod. At the contact point of the circumferential projection 610, 610b of the coupling pin 406b with the coupling point 305 of the control rod, which has a height h, the circuit of the capacitor welding can be closed. The contact point has the smallest cross-sectional area, so that it comes here to the strongest heating, so that the welding process can begin. The action of the force F 1322 on the clamping 1323a, 1323b ensures that there is no intervening opening of the circuit, which would mean an interruption of the welding process.
Fig. 14 zeigt eine schematische Darstellung der Anordnung 1300 zur Herstellung der Schweißverbindung aus Fig. 13 am Ende des Schweiß Vorgangs. Am Ende des Schweiß Vorgangs ist die umlaufende Erhebung 610, 610b abgetragen und ihr Material teilweise mit den beiden Oberflächen des Kopplungsbolzens und der Stellstange verschmolzen und teilweise von der umlaufenden Vertiefüng 911, 911b aufgefangen. Somit ist eine robuste und bruchfeste Schweißverbindung von Kopplungsbolzen 406, 406b und Stellstange 201 hergestellt. FIG. 14 shows a schematic representation of the arrangement 1300 for producing the welded joint from FIG. 13 at the end of the welding process. At the end of the welding process, the peripheral elevation 610, 610b has been removed and its material partially fused to the two surfaces of the coupling pin and the control rod and partially captured by the circumferential recess 911, 911b. Thus, a robust and unbreakable weld joint of coupling bolts 406, 406b and control rod 201 is made.
Fig. 15 zeigt eine grafische Darstellung 1500 des Schweißstroms I über der Zeit t beim Verschweißen eines Kopplungsbolzens 406, 406b mit einer Kopplungsstelle 305 einer Stellstange unter Nutzung der Anordnung 1300 aus Fig. 13 und 14 gemäß einer Ausführungsform. In Fig. 15 dargestellt ist eine Entladekurve 1501 der Kondensatoren des Kondensatorschweißens sowie eine Schweißverlaufskurve 1502. Als Parameter für den Energie-Input W können die Stromstärke I und die Schweißzeit t an der Schweißmaschine dokumentiert werden. Beim Start des Schweißvorgangs zu der Zeit t=0 berühren sich Kopplungsbolzen 406, 406b und Stellstange an der umlaufenden Erhebung 610, 610b des Kopplungsbolzens 406, 406b an einer relativ kleinen Oberfläche, wie im Bereich 1 dargestellt. Der Schweißstrom nimmt zu diesem Zeitpunkt seinen Maximalwert an. Nach Anlauf des Schweißvorgangs nach etwa einer Millisekunde, ab der auch die effektive Schweißzeit zu laufen beginnt, ist die Oberfläche, an der sich Kopplungsbolzen 406, 406b und Stellstange berühren schon wesentlich größer, wie im Bereich 2 dargestellt. Der Schweißstrom ist zu diesem Zeitpunkt bereits etwas abgesunken. Gegen Ende des
Schweiß Vorgangs nach etwa acht Millisekunden ist die umlaufende Erhebung 610, 610b des Kopplungsbolzens 406, 406b fast abgetragen bzw. hat sich mit den Schweißoberflächen von Kopplungsbolzen und Stellstange vereinigt, wie im Bereich 3 dargestellt. Der Schweißstrom ist zu diesem Zeitpunkt noch weiter abgesunken. Die Schweißenergie W entspricht dem Integral des Schweißstroms über die Zeit t und kann auch durch die Formel W=CU2/2 dargestellt werden. Die Stromanstiegszeit kann definiert werden als die Zeit ab dem Bereich 1 bis zu dem Bereich 2. Die Schweiß zeit kann definiert werden als die Zeit ab dem Bereich 2 bis zu dem Bereich 3. Die Abklingzeit kann definiert werden als die Zeit ab dem Bereich 3. Die im Diagramm dargestellten Zeiten nur beispielhafte Werte, es können auch andere Werte konfiguriert werden. 15 shows a plot 1500 of the welding current I over time t in welding a coupling bolt 406, 406b to a coupling point 305 of a control rod using the assembly 1300 of FIGS. 13 and 14 according to one embodiment. Shown in FIG. 15 is a discharge curve 1501 of the capacitors of the capacitor welding as well as a weld progression curve 1502. As parameters for the energy input W, the current intensity I and the welding time t at the welding machine can be documented. At the start of the welding operation at the time t = 0, coupling bolts 406, 406b and control rod contact the circumferential projection 610, 610b of the coupling bolt 406, 406b on a relatively small surface, as shown in region 1. The welding current assumes its maximum value at this time. After the start of the welding process after about one millisecond, from which also the effective welding time starts to run, the surface on which the coupling pins 406, 406b and the actuating rod touch is already substantially larger, as shown in region 2. The welding current has already dropped slightly at this time. Towards the end of the Welding process after about eight milliseconds, the peripheral elevation 610, 610b of the coupling pin 406, 406b is almost worn away or has merged with the welding surfaces of the coupling pin and control rod, as shown in section 3. The welding current has dropped even further at this time. The welding energy W corresponds to the integral of the welding current over the time t and can also be represented by the formula W = CU 2/2 . The current rise time can be defined as the time from the area 1 to the area 2. The welding time can be defined as the time from the area 2 to the area 3. The decay time can be defined as the time from the area 3. The times shown in the diagram are only exemplary values, other values can also be configured.
Fig. 16 zeigt eine grafische Darstellung 1600 der Schweißenergie W über der Zeit t eines Schweißüberwachungssystems gemäß einer Ausführungsform bei Nutzung der Anordnung 1300 aus Fig. 13 und 14. Das Schweißüberwachungssystem kann wie folgt arbeiten: Ein Monitor kann einen Anhaltspunkt über die Schweißintegrität eines HSPW (high speed pulse welding bzw. Hochgeschwindigkeitspulsschweißen) Schweißverfahrens liefern, der nahezu äquivalent zu der Information sein kann, die ein destruktives Testverfahren liefert. Die Stauchung der Projektion, die beim Schweißen verwendet wird, kann beispielsweise während des Schweißzyklus gemessen werden und mit den Maximal- und Minimaltoleranzen verglichen werden, um zu bestimmen, ob das geschweißte Teil akzeptiert oder nicht akzeptiert werden sollte. Durch das Überwachen der Schweißparameter und geeigneter Schweißcharakteristiken kann das Schweißüberwachungssystem effizient implementiert werden um hochqualitative Verschweißungen zu gewährleisten. Das Schweißüberwachungssystem kann beispielsweise die folgenden Parameter messen und anhand dieser ein Überwachung des Schweißprozesses durchführen: Schweißenergie, Schweißkraft, Spitzenströme, Zeitintegral des Schweißstroms, Höhe der Projektion vor dem Schweißen, Schweißstauchung oder Schweißabsenkung. Beispielsweise kann ein Fortschreiten des Schweißprozesses nur dann erlaubt werden, wenn die Schweißparameter innerhalb der Toleranzwerte des jeweiligen Schweißprozesses liegen, beispielsweise weniger als ein Prozent der maximalen Toleranzwerte. Alle überwachten Werte können angezeigt und an ein Dateninterface eines Prozessors übertragen werden.
In einer Ausführungsform dient das Qualitätsüberwachungssystem der Überwachung der Qualität der Schweißverbindung des Kopplungsbolzens eines Turboladers mit der Stellstange einer Steuerdose und umfasst einen Prozessor, der die Schweißparameter des Schweißens wie oben beschrieben erfassen kann und eine Qualität des verschweißten Kopplungsbolzens wie oben beschrieben bestimmen kann. 16 shows a plot 1600 of welding energy W versus time t of a weld monitoring system according to an embodiment using arrangement 1300 of FIGS. 13 and 14. The weld monitoring system may operate as follows: A monitor may provide an indication of the weld integrity of an HSPW (FIG. high speed pulse welding) provide a welding process that can be nearly equivalent to the information provided by a destructive testing method. For example, the compression of the projection used in welding may be measured during the welding cycle and compared to the maximum and minimum tolerances to determine if the welded part should be accepted or not accepted. By monitoring the welding parameters and welding characteristics, the welding monitoring system can be efficiently implemented to ensure high quality welds. For example, the welding monitoring system can measure and monitor the following parameters through the following parameters: welding energy, welding force, peak currents, welding time integral, welding pre-welding, welding or welding. For example, a progression of the welding process can only be allowed if the welding parameters are within the tolerance values of the respective welding process, for example less than one percent of the maximum tolerance values. All monitored values can be displayed and transferred to a data interface of a processor. In one embodiment, the quality monitoring system is for monitoring the quality of the weld joint of the coupling pin of a turbocharger with the control rod of a control box and includes a processor that can detect the welding parameters of the welding as described above and determine a quality of the welded coupling pin as described above.
Fig. 17 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrens 1700 zum Ankoppeln einer Steuerdose an einen Turbolader gemäß einer Ausführungsform. 17 shows a schematic representation of a method 1700 for coupling a control can to a turbocharger according to an embodiment.
Das Verfahren 1700 umfasst ein Montieren einer Stellstange 201 an einem Stellglied der Steuerdose 202, beispielsweise wie oben zu Fig. 2 beschrieben. Das Verfahren 1700 umfasst ferner ein Festlegen 1702 einer Kopplungsstelle an einem offenen Ende der Stellstange 201 in Bezug auf die Basisplatte 203 der Steuerdose 202, beispielsweise wie oben zu Fig. 3 beschrieben. Das Verfahren 1700 umfasst ferner ein Ansteuern 1703 der Steuerdose bis die Kopplungsstelle 305 an dem offenen Ende der Stellstange 201 zu der Basisplatte der Steuerdose einen vorgegebenen Abstand 408 einnimmt, beispielsweise wie oben zu Fig. 4 beschrieben. Das Verfahren 1700 umfasst ferner ein Verschweißen 1704 eines Kopplungsbolzens 406 zum Ankoppeln der Stellstange 201 an den Turbolader mit der Stellstange 201 an der Kopplungsstelle 305 in dem vorgegebenen Abstand 408, beispielsweise wie oben zu Fig. 4 und zu den Figuren 5 bis 16 beschrieben. The method 1700 includes mounting a control rod 201 to an actuator of the control box 202, for example as described above with reference to FIG. 2. The method 1700 further includes locating 1702 a coupling location at an open end of the actuator rod 201 relative to the base plate 203 of the control can 202, for example, as described above with reference to FIG. 3. The method 1700 further comprises driving the control box 1703 until the coupling point 305 at the open end of the control rod 201 to the base plate of the control box occupies a predetermined distance 408, for example as described above for Fig. 4. The method 1700 further comprises welding 1704 a coupling bolt 406 for coupling the control rod 201 to the turbocharger with the control rod 201 at the coupling point 305 at the predetermined distance 408, for example as described above for Fig. 4 and to Figures 5 to 16.
Das Verfahren 1700 kann ferner ein Formen, insbesondere durch Plätten, einer zumindest teilweise ebenen Oberfläche in axialer Richtung an der Kopplungsstelle der Stellstange umfassen, beispielsweise wie oben zu Fig. 3 beschrieben. Die Stellstange kann an der Basisplatte der Steuerdose vor dem Formen der zumindest teilweise ebenen Oberfläche an der Stellstange montiert werden. Das Ansteuern der Steuerdose kann ein Einleiten von Druckluft in die Steuerdose und/oder das Anlegen eines Unterdrucks an die Steuerdose umfassen. Das Festlegen der Kopplungsstelle kann auf einer Typenlänge der Stellstange basieren. Der vorgegebene Abstand 408 der Kopplungsstelle der Stellstange zu der Basisplatte der Steuerdose kann auf einer vorgegebenen Einstellung des Turboladers basieren. Der vorgegebene Abstand der Kopplungsstelle der Stellstange zu der Basisplatte
der Steuerdose kann einen vorgegebenen Toleranzbereich umfassen. Der Kopplungsbolzen kann an einer zu verschweißenden Oberfläche eine zumindest teilweise umlaufende Erhebung aufweisen. Die zu verschweißende Oberfläche des Kopplungsbolzens kann neben der zumindest teilweise umlaufenden Erhebung eine zumindest teilweise umlaufende Vertiefung aufweisen. Das Verschweißen kann ein Kondensatorschweißen umfassen. Das Verfahren kann ferner folgendes umfassen: Erfassen von Schweißparametern des Schweißens, insbesondere zumindest einen der folgenden Parameter: Schweißenergie, Schweißkraft, Spitzenströme, Zeitintegral über den Schweißstrom, Höhe vor dem Schweißen, Schweiß Verstellung, Schweißstauchung. Das Verfahren kann ferner folgendes umfassen: Bestimmen einer Qualität des verschweißten Kopplungsbolzens basierend auf einem Einhalten eines Toleranzbereichs der erfassten Schweißparameter, insbesondere basierend auf einem Toleranzbereich von etwa 1 Prozent in Bezug auf vorgegebene Maximalwerte der Schweißparameter. The method 1700 may further comprise forming, in particular by flattening, an at least partially planar surface in the axial direction at the coupling point of the control rod, for example as described above with reference to FIG. 3. The control rod may be mounted to the base plate of the control box prior to forming the at least partially planar surface on the control rod. The control of the control box may include introducing compressed air into the control box and / or applying a negative pressure to the control box. The setting of the coupling point may be based on a type length of the control rod. The predetermined distance 408 of the coupling point of the control rod to the base plate of the control box can be based on a predetermined setting of the turbocharger. The predetermined distance of the coupling point of the control rod to the base plate the control box may include a predetermined tolerance range. The coupling bolt may have an at least partially encircling elevation on a surface to be welded. The surface to be welded of the coupling bolt may have an at least partially circumferential recess in addition to the at least partially encircling elevation. The welding may include capacitor welding. The method may further comprise: detecting welding parameters of the welding, in particular at least one of the following parameters: welding energy, welding force, peak currents, time integral over the welding current, height before welding, welding adjustment, welding compression. The method may further comprise determining a quality of the welded coupling bolt based on maintaining a tolerance range of the detected welding parameters, in particular based on a tolerance range of about 1 percent with respect to predetermined maximum values of the welding parameters.
Eine Schweißverbindung eines Kopplungsbolzens eines Turboladers mit einer Stellstange einer Steuerdose, beispielsweise wie oben zu Fig. 5 bis 8 beschrieben, kann mit dem Verfahren 1700 hergestellt werden. Ein Turbolader kann eine Steuerdose zum Steuern des Turboladers, eine Stellstange, die an die Steuerdose montiert ist; und einen Kopplungsbolzen zum Koppeln der Stellstange an eine Ventileinrichtung des Turboladers umfassen. Die Kopplung der Steuerdose an den Turbolader kann gemäß dem Verfahren 1700 hergestellt sein und insbesondere die oben beschriebene Schweißverbindung des Kopplungsbolzens mit der Stellstange aufweisen. A weld joint of a coupling bolt of a turbocharger with an actuating rod of a control box, for example as described above with reference to FIGS. 5 to 8, can be produced by the method 1700. A turbocharger may include a control box for controlling the turbocharger, an actuator rod mounted to the control box; and a coupling bolt for coupling the control rod to a valve means of the turbocharger. The coupling of the control can to the turbocharger may be made in accordance with method 1700 and, in particular, may include the weld joint of the coupling bolt to the control rod described above.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung umfasst ein Computerprogrammprodukt, das direkt in den internen Speicher eines digitalen Computers geladen werden kann und Softwarecodeabschnitte umfasst, mit denen die Verfahrensschritte 1701, 1702, 1703 und 1704 des in Fig. 17 beschriebenen Verfahrens ausgeführt werden können, wenn das Produkt auf einem Computer läuft. Das Computerprogrammprodukt kann auf einem computergeeigneten Medium gespeichert sein und folgendes umfassen: computerlesbare Programmittel, die einen Computer veranlassen, das Verfahren entsprechend der Beschreibung zu Figur 17 und insbesondere den Schritt 1704 des Verschweißens auszuführen. Der Computer kann Teil des oben zu den Figuren 13 bis 16 beschriebenen
Qualitätsüberwachungssystems sein. Insgesamt führt das beanspruchte Verfahren zu einer hohen Genauigkeit und Reproduzierbarkeit der Verbindung, es werden Wärmeverzug und Nachbehandlungsschritte, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind, vermieden. Weiterhin wird eine hohe Festigkeit bzw. hohe Abreisskraft, insbesondere im Vergleich zu alternativen Verbindungstechniken, z.B. Nieten, erreicht. Schließlich ist der Schweißarbeitsgang in bestehende Montageprozesse gut integrierbar. Another aspect of the invention includes a computer program product that may be loaded directly into the internal memory of a digital computer and includes software code portions that enable method steps 1701, 1702, 1703, and 1704 of the method described in FIG. 17 to be performed when the product running on a computer. The computer program product may be stored on a computer-suitable medium and include: computer-readable program means for causing a computer to perform the method as described in Figure 17, and more particularly at step 1704 of welding. The computer may be part of the one described above with reference to FIGS. 13 to 16 Quality monitoring system. Overall, the claimed method leads to a high accuracy and reproducibility of the connection, there are heat distortion and post-treatment steps, as known from the prior art, avoided. Furthermore, a high strength or high tearing force, in particular compared to alternative bonding techniques, such as rivets, achieved. Finally, the welding operation can be well integrated into existing assembly processes.
Es ist selbstverständlich, dass die Merkmale der verschiedenen beispielhaft hierin beschriebenen Ausführungsformen miteinander kombiniert werden können, außer wenn spezifisch anderweitig angegeben. Wie in der Beschreibung und den Zeichnungen dargestellt müssen einzelne Elemente, die in Verbindung stehend dargestellt wurden, nicht direkt miteinander in Verbindung stehen; Zwischenelemente können zwischen den verbundenen Elementen vorgesehen sein. Ferner ist es selbstverständlich, dass Ausführungsformen der Erfindung in einzelnen Schaltungen, teilweise integrierten Schaltungen oder vollständig integrierten Schaltungen oder Programmiermitteln implementiert sein können. Die Maße der in den Figuren gezeigten Kopplungsbolzen können von den Maßen aus den Konstruktionszeichnungen abweichen. Der Begriff „beispielsweise" ist lediglich als ein Beispiel gemeint und nicht als das Beste oder Optimale. Es wurden bestimmte Ausführungsformen hierin veranschaulicht und beschrieben, doch für den Fachmann ist es offensichtlich, dass eine Vielzahl von alternativen und/oder gleichartigen Implementierungen anstelle der gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen verwirklicht werden können, ohne vom Konzept der vorliegenden Erfindung abzuweichen. It is to be understood that the features of the various embodiments described herein by way of example may be combined with each other except as specifically stated otherwise. As shown in the specification and drawings, individual elements that have been shown to be related need not communicate directly with each other; Intermediate elements may be provided between the connected elements. Further, it is to be understood that embodiments of the invention may be implemented in discrete circuits, partially integrated circuits, or fully integrated circuits or programming means. The dimensions of the coupling bolts shown in the figures may differ from the dimensions of the design drawings. The term "for example" is meant to be an example rather than the best or optimal, certain embodiments have been illustrated and described herein, but it will be apparent to those skilled in the art that a variety of alternative and / or similar implementations may be substituted for those shown and shown described embodiments can be realized without departing from the concept of the present invention.
Die in der vorstehenden Beschreibung, den Ansprüchen und den Zeichnungen offenbarten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination wesentlich für die Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen sein.
Bezugszeichenliste The features disclosed in the foregoing description, the claims and the drawings may be essential to the invention in its various embodiments both individually and in any combination. LIST OF REFERENCE NUMBERS
100 Turbolader 100 turbochargers
101 Turbinengehäuse 101 turbine housing
102 Steuerdose 102 control box
103 Steuerstange 103 control rod
104 Kopplungsbolzen 104 coupling bolts
105 Schraubverbindung 105 screw connection
106 Ventil 106 valve
107 Hebel 107 levers
200 schematische Darstellung einer Steuerdose mit montierter Stellstange 200 schematic representation of a control box with mounted control rod
201 Stellstange 201 control rod
202 Steuerdose 202 control box
203 Basisplatte 203 base plate
204 Anschluss für Druckluft 204 connection for compressed air
300 schematische Darstellung einer Steuerdose mit montierter Stellstange 300 schematic representation of a control box with mounted control rod
305 Koppelstelle 305 coupling point
400 schematische Darstellung einer Steuerdose mit montierter Stellstange 400 schematic representation of a control box with mounted control rod
406 Kopplungsbolzen 406 coupling bolts
407 Druckluft 407 compressed air
408 vorgegebener Abstand 408 predetermined distance
500 Schweißverbindung 500 welded joint
509 Gewinde 509 thread
600a schematische Darstellung eines Kopplungsbolzens 600a schematic representation of a coupling bolt
600b schematische Darstellung eines Kopplungsbolzens 600b schematic representation of a coupling bolt
610 umlaufende Erhebung 610 circumferential survey
61 1 unteres Zylinderteil des Kopplungsbolzens 61 1 lower cylinder part of the coupling bolt
612 oberes Zylinderteil des Kopplungsbolzens 612 upper cylinder part of the coupling bolt
613 Mittelachse des Kopplungsbolzens 613 center axis of the coupling bolt
Δχ Breite der Erhebung Δχ width of the survey
Ay Höhe der Erhebung Ay amount of the survey
700 schematische Darstellung einer Schweißverbindung 700 schematic representation of a welded joint
Aa. Durchmesser des unteren Zylinderteils des Kopplungsbolzens Aa. Diameter of the lower cylinder part of the coupling bolt
Ab Verfahrweg From the travel path
Ac Radius des unteren Zylinderteils des Kopplungsbolzens Ac radius of the lower cylinder part of the coupling bolt
Ad Länge der Kopplungsstelle Ad length of the coupling site
800 schematische Darstellung einer Schweißverbindung
00: schematische Darstellung eines Kopplungsbolzens800 schematic representation of a welded joint 00: schematic representation of a coupling bolt
00b schematische Darstellung eines Kopplungsbolzens 00b schematic representation of a coupling bolt
00c schematische Darstellung eine Montage des Kopplungsbolzens an der Koppelstelle einer Stellstange 00c schematic representation of an assembly of the coupling pin at the coupling point of an actuating rod
11 umlaufende Vertiefung 11 circumferential recess
12 umlaufender Rand 12 peripheral edge
13 umlaufende Einkerbung 13 circumferential notch
1000a vergrößerte Darstellung des Bereichs X 1000a enlarged view of the area X.
1000b vergrößerte Darstellung des Bereichs Y 1000b enlarged representation of the area Y
1000c vergrößerte Darstellung des Bereichs Z 1000c enlarged view of the area Z
1100a schematische Darstellung eines Kopplungsbolzens in Draufsicht 1100b schematische Darstellung eines Kopplungsbolzens in Seitenansicht 1100c Schnittdarstellung des Kopplungsbolzens bezüglich der Ebene B-B 1 lOOd Schnittdarstellung des Kopplungsbolzens bezüglich der Ebene A-A 06b Kopplungsbolzen 1100a schematic representation of a coupling bolt in plan view 1100b schematic representation of a coupling bolt in side view 1100c sectional view of the coupling bolt with respect to the plane B-B 1 lOOd sectional view of the coupling bolt with respect to the plane A-A 06b coupling bolt
61 Ob umlaufende Erhebung 61 Whether circumferential survey
611b unteres Zylinderteil des Kopplungsbolzens 611b lower cylinder part of the coupling bolt
612b oberes Zylinderteil des Kopplungsbolzens 612b upper cylinder part of the coupling bolt
613b Mittelachse des Kopplungsbolzens 613b center axis of the coupling bolt
911b umlaufende Vertiefung 911b circumferential recess
912b umlaufender Rand 912b circumferential edge
913b umlaufende Einkerbung 913b circumferential notch
1200a vergrößerte Darstellung des Bereichs Y 1200a enlarged view of the area Y
1200b vergrößerte Darstellung des Bereichs Z 1200b enlarged view of the area Z
1200c vergrößerte Darstellung des Bereichs X 1200c enlarged view of the area X
1300 Anordnung zur Herstellung einer Schweißverbindung 1300 Arrangement for producing a welded joint
1320 Kondensatorschweißgerät 1320 capacitor welder
1321 Stromfluss I 1321 Current flow I
1322 Kraft F 1322 force F
1323a Einspannung, oberes Ende 1323a restraint, upper end
1323b Einspannung, unteres Ende 1323b restraint, lower end
1500 grafische Darstellung des Schweißstroms I über der Zeit t 1500 graphical representation of the welding current I over time t
1501 Entladekurve 1501 discharge curve
1502 Schweiß verlaufskurve 1502 sweat curve
1600 grafische Darstellung der Schweißenergie W über der Zeit t 1600 graphical representation of the welding energy W over time t
1700 Verfahren zum Ankoppeln einer Steuerdose an einen Turbolader 1700 Method of coupling a control box to a turbocharger
1701 Montieren ( 1. Verfahrensschritt)
1702 Festlegen (2. Verfahrensschritt)1701 mount (1st step) 1702 setting (2nd step)
1703 Ansteuern (3. Verfahrensschritt)1703 control (3rd step)
1704 Verschweißen (4. Verfahrensschritt)
1704 welding (4th step)
Claims
1. Verfahren (1700) zum Ankoppeln einer Steuerdose (202) an einen Turbolader, gekennzeichnet durch die Schritte: A method (1700) of coupling a control can (202) to a turbocharger, characterized by the steps of:
Montieren (1701) einer Stellstange (201) an ein Stellglied der Steuerdose (202); Mounting (1701) an actuator rod (201) to an actuator of the control can (202);
Festlegen (1702) einer Kopplungsstelle (305) an einem offenen Ende der Defining (1702) a coupling site (305) at an open end of the
Stellstange (201) in Bezug auf eine Basisplatte (203) der Steuerdose (202); Adjusting rod (201) with respect to a base plate (203) of the control box (202);
Ansteuern (1703) der Steuerdose (202) bis die Kopplungsstelle (305) an dem offenen Ende der Stellstange (201) zu der Basisplatte (203) der Steuerdose (202) einen vorgegebenen Abstand (408) einnimmt; und Driving (1703) the control can (202) until the coupling point (305) at the open end of the control rod (201) to the base plate (203) of the control can (202) occupies a predetermined distance (408); and
Verschweißen (1704) eines Kopplungsbolzens (406) zum Ankoppeln der Welding (1704) a coupling bolt (406) for coupling the
Stellstange (201) an den Turbolader mit der Stellstange (201) an der Kopplungsstelle (305) in dem vorgegebenen Abstand (408). Control rod (201) to the turbocharger with the control rod (201) at the coupling point (305) at the predetermined distance (408).
2. Verfahren (1700) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren (1700) ferner umfasst: The method (1700) of claim 1, characterized in that the method (1700) further comprises:
Formen, insbesondere durch Plätten, einer zumindest teilweise ebenen Oberfläche in axialer Richtung an der Kopplungsstelle (305) der Stellstange (201), wobei vorzugsweise die Stellstange (201) an dem Stellglied der Steuerdose (202) vor oder nach dem Formen der zumindest teilweise ebenen Oberfläche an der Stellstange (201) montiert wird. Forming, in particular by flattening, an at least partially planar surface in the axial direction at the coupling point (305) of the control rod (201), wherein preferably the control rod (201) on the actuator of the control can (202) before or after molding the at least partially planar Surface is mounted on the control rod (201).
3. Verfahren (1700) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch 3. The method (1700) according to any one of the preceding claims, characterized
gekennzeichnet, dass marked that
das Ansteuern (1703) der Steuerdose (202) das Zuführen und/oder Abführen, vorzugsweise Einleiten oder Ableiten, eines Fluids, insbesondere pneumatischen Fluids, wie Druckluft (407), vorzugsweise unter Überdruck oder Unterdruck, in die bzw. aus der Steuerdose (202) umfasst und/oder dadurch gekennzeichnet, dass the control (1703) of the control box (202), the supply and / or discharge, preferably introducing or discharging a fluid, in particular pneumatic fluid, such as compressed air (407), preferably under pressure or negative pressure, into or out of the control box (202 ) and / or characterized in that
das Festlegen (1702) der Kopplungsstelle (305) auf einer Typenlänge der setting (1702) the interface (305) on a type length of the
Stellstange (201) basiert.
Control rod (201) based.
4. Verfahren (1700) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch 4. The method (1700) according to any one of the preceding claims, characterized
gekennzeichnet, dass marked that
der vorgegebene Abstand (408) der Kopplungsstelle (305) der Stellstange (201) zu der Basisplatte (203) der Steuerdose (202) auf einer vorgegebenen Einstellung des Turboladers basiert und/oder dass the predetermined distance (408) of the coupling point (305) of the control rod (201) to the base plate (203) of the control box (202) is based on a predetermined setting of the turbocharger and / or
der vorgegebene Abstand (408) der Kopplungsstelle (305) der Stellstange (201) zu der Basisplatte (203) der Steuerdose (202) einen vorgegebenen Toleranzbereich umfasst. the predetermined distance (408) of the coupling point (305) of the control rod (201) to the base plate (203) of the control box (202) comprises a predetermined tolerance range.
5. Verfahren (1700) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch 5. The method (1700) according to any one of the preceding claims, characterized
gekennzeichnet, dass marked that
der Kopplungsbolzen (406) an einer zu verschweißenden Oberfläche eine, insbesondere zumindest teilweise umlaufende, Erhebung (610, 610b) aufweist, wobei insbesondere die zu verschweißende Oberfläche des Kopplungsbolzens (406) neben der, insbesondere zumindest teilweise umlaufenden Erhebung (610, 610b), eine, vorzugsweise zumindest teilweise umlaufende, Vertiefung (911, 911b) aufweist. the coupling bolt (406) has an elevation (610, 610b) on a surface to be welded, in particular the surface of the coupling bolt (406) to be welded next to the elevation (610, 610b), in particular at least partially encircling, a, preferably at least partially encircling, recess (911, 911b).
6. Verfahren (1700) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch 6. The method (1700) according to any one of the preceding claims, characterized
gekennzeichnet, dass marked that
das Verschweißen (1704) ein Kondensatorschweißen umfasst. the welding (1704) comprises capacitor welding.
7. Verfahren (1700) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch 7. The method (1700) according to any one of the preceding claims, characterized
gekennzeichnet, dass das Verfahren (1700) ferner folgendes umfasst: characterized in that the method (1700) further comprises:
Erfassen von Schweißparametern des Schweißens, insbesondere zumindest einen der folgenden Parameter: Schweißenergie, Schweißkraft, Spitzenströme, Zeitintegral über den Schweißstrom, Höhe vor dem Schweißen, Schweißverstellung und/oder Detecting welding parameters of the welding, in particular at least one of the following parameters: welding energy, welding force, peak currents, time integral over the welding current, height before welding, welding adjustment and / or
Schweißstauchung, wobei das Verfahren (1700) vorzugsweise ferner folgendes umfasst: Welding, wherein the method (1700) preferably further comprises:
Bestimmen einer Qualität des verschweißten Kopplungsbolzens (406) basierend auf einem Einhalten eines Toleranzbereichs der erfassten Schweißparameter, insbesondere basierend auf einem Toleranzbereich von etwa 1 Prozent in Bezug auf vorgegebene Maximalwerte der Schweißparameter.
Determining a quality of the welded coupling bolt (406) based on maintaining a tolerance range of the detected welding parameters, in particular based on a tolerance range of about 1 percent with respect to predetermined maximum values of the welding parameters.
8. Schweißverbindung (500) eines Kopplungsbolzens (406) eines Turboladers mit einer Stellstange (201) einer Steuerdose (202), dadurch gekennzeichnet, dass 8. welded connection (500) of a coupling pin (406) of a turbocharger with an actuating rod (201) of a control box (202), characterized in that
die Schweißverbindung (500) mittels des Verfahrens (1700) nach einem der vorstehenden Ansprüche hergestellt ist. the welded connection (500) is produced by the method (1700) according to one of the preceding claims.
9. Turbolader, umfassend: 9. turbocharger, comprising:
eine Steuerdose (202) zum Steuern des Turboladers, a control box (202) for controlling the turbocharger,
eine Stellstange (201), die an die Steuerdose (202) montiert ist; und an actuator rod (201) mounted to the control box (202); and
einen Kopplungsbolzen (406) zum Koppeln der Stellstange (201) an eine a coupling bolt (406) for coupling the control rod (201) to a
Ventileinrichtung (101) des Turboladers, Valve means (101) of the turbocharger,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
die Kopplung der Steuerdose (202) an den Turbolader gemäß einem Verfahren (1700) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 hergestellt ist und insbesondere eine the coupling of the control box (202) to the turbocharger is made according to a method (1700) according to any one of claims 1 to 7, and in particular a
Schweißverbindung (500) des Kopplungsbolzens (406) mit der Stellstange (201) gemäß Anspruch 8 aufweist. Welded connection (500) of the coupling bolt (406) with the control rod (201) according to claim 8.
10. Qualitätsüberwachungssystem zur Überwachung einer Qualität einer 10. Quality control system for monitoring a quality of a
Schweißverbindung (500) eines Kopplungsbolzens (406) eines Turboladers mit einer Stellstange (201) einer Steuerdose (202), umfassend: A welded connection (500) of a coupling bolt (406) of a turbocharger with an actuating rod (201) of a control box (202), comprising:
einen Prozessor, a processor,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
der Prozessor ausgelegt ist, die Schweißparameter des Schweißens nach Anspruch 7 zu erfassen und eine Qualität des verschweißten Kopplungsbolzens (406) nach Anspruch 7 zu bestimmen.
the processor is configured to sense the welding parameters of the welding of claim 7 and to determine a quality of the welded coupling bolt (406) of claim 7.
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