Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie einen Abgasturbolader gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 2.

Verbrennungsmotoren werden vor der erstmaligen Inbetriebnahme üblicherweise auf „Dichtheit" geprüft. Dabei wird sowohl der„Ölraum" als auch der „Wasserraum" durch Aufpumpen mit Luft auf Dichtheit geprüft. Geprüft wird zum einen der„Rumpf motor" (Grundmotor ohne Anbauteile) als auch der „Fertigmotor" (Grundmotor mit Anbaukomponenten, wie Sauganlage, Verschlauchungen, Abgasturbolader etc.).

Um bei hohen Motordrehzahlen den Ladedruck zu begrenzen, weisen Abgasturbolader üblicherweise ein Bypassventil („Wastegate") auf. Ab einem bestimmten Ladedruck wird das Wastegate durch eine Aktuatorik geöffnet, was dazu führt, dass ein Teilvolumenstrom des vom Verbrennungsmotor kommenden heißen Abgases an der Turbine des Abgasturboladers vorbei direkt in die Abgasanlage geleitet wird. Das Wastegate ist üblicherweise durch eine schwenkbar im Gehäuse des Abgasturboladers gelagerte Klappe gebildet. Die im Gehäuse gelagerte Schwenkachse der Wastegate-Klappe weist üblicherweise ein gewisses Spiel auf. Bei einer Prüfung der Dichtigkeit des Fertigmotors kann über das „Spiel" zwischen der Schwenkachse der Wastegate-Klappe und dem Gehäuse des Abgasturboladers eine nicht zu vernachlässigende Menge Luft entweichen. Dieses Spiel ist zwar für die Funktion des Abgasturboladers und des Verbrennungsmotors an sich unbedeutend. Der über die „Lagerung" der Wastegate-Klappe entweichende Leckageluftstrom stört allerdings bei der Dichtigkeitsprüfung des Fertigmotors und muss entsprechend „herausgerechnet" werden. Das „Herausrechnen" kann entweder über die Annahme eines pauschalen Leckagewerts erfolgen. Dies führt aber zu Genauigkeitsverlusten und zu einer pauschalen Anhebung des zulässigen Leckagegrenzwerts führen.

Alternativ dazu könnte der Abgasturbolader vom Turboladerlieferanten dichtgeprüft werden. Der Leckagewert wird dem Abgasturbolader dann sozusagen„mitgeggeben" und wird dann bei der Dichtigkeitsprüfung des Fertigmotors herausgerechnet. Dies ist aber mit einem Mehraufwand beim Lieferanten und bei dem den Abgasturbolader verbauenden Fahrzeughersteller verbunden. Weiterhin ist mit einem Genauigkeitsverlust zu rechnen, da die Prüfbedingungen beim Lieferanten nicht notwendigerweise exakt mit den Prüfbe- dingungen im Motorenwerk übereinstimmen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Prüfen der Dichtheit eines einen Abgasturbolader aufweisenden Verbrennungsmotors sowie einen Abgasturbolader anzugeben, bei dem das Problem eines über die Schwenkachse der Wastegate-Klappe entweichenden Leckageluftstroms vermieden wird.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 bzw. 2 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, die„Betätigungseinrichtung", mittels der ein Absperrelement der Absperreinrichtung (Wastegate) des Abgasturboladers betätigt wird, zumindest während der Dichtigkeitsprüfung luftdicht abzudichten, so dass während der Dichtigkeitsprüfung keine Luft über die Betä- tigungseinrichtung aus dem Gehäuse des Abgasturboladers entweichen kann.„Aus dem Gehäuse des Abgasturboladers entweichen" ist (hier und in den Patentansprüchen) nicht unbedingt wörtlich zu verstehen. Prinzipiell könnte eine Leckageprüfung auch mit„Unterdruck" (anstatt mit Überdruck) im Motor durchgeführt werden. Dann würde eventuelle„Leckageluft" von der Umgebung in den Motor bzw. Abgasturbolader strömen.

Ein Abgasturbolader gemäß der Erfindung weist ein Gehäuse mit einem Abgaseingang und einem Abgasausgang auf (der„Frischlaufteingang" und der „Frischluftausgang" brauchen hier nicht näher erläutert werden). In dem Gehäuse ist drehbar ein Turbinenrad gelagert, das über eine Welle mit einem Verdichterrad des Abgasturboladers verbunden ist. Der Abgasturbolader weist ferner eine Absperreinrichtung (auch Wastegate genannt) auf, die einen geöffneten und einen teilweise oder ganz geschlossenen Zustand einnehmen kann. Im geöffneten Zustand der Absperreinrichtung besteht eine „Fluidverbindung" (Bypass), über die vom Abgaseingang kommendes, heißes Abgas des Verbrennungsmotors am Turbinenrad vorbei zum Abgasausgang strömen kann. Ein Teilvolumenstrom des vom Verbrennungsmotor kommenden Abgases kann somit bei geöffneter Absperreinrichtung über den „Bypass" am Turbinenrad vorbeigeleitet werden, um auch bei hohen Drehzahlen des Verbrennungsmotors zu vermeiden, dass die Drehzahl des Turbinenrads zu weit ansteigt.

In Bezug auf den Abgasturbolader besteht der Kern Erfindung darin, den Abgasturbolader bei einer Beaufschlagung des Gehäuses mit Druckluft abzudichten, um - soweit wie möglich - zu vermeiden, dass an der Absperreinrichtung Luft aus dem Gehäuse des Abgasturboladers entweicht. Ziel ist es also, zu erreichen, dass der Abgasturbolader (1) bei einer Beaufschlagung des Gehäuses (2) mit Druckluft luftdicht oder im Wesentlichen bzw. annähernd luftdicht ist. „Im Wesentlichen luftdicht" oder„annähernd luftdicht" bedeute hier und an anderen Stellen der Beschreibung und der Patentansprüche, dass eventuell dennoch sehr geringe Mengen Luft entweichen können. Nach einer Weiterbildung der Erfindung weist die Absperreinrichtung (Wastegate) eine „Betätigungseinrichtung" bzw. Betätigungsmechanik auf. Mindestens eine Komponente der Betätigungseinrichtung ist innerhalb des Gehäuses des Abgasturboladers angeordnet und mindestens eine Komponente der Betätigungseinrichtung ist außerhalb des Gehäuses angeordnet oder ragt aus dem Gehäuse heraus. Hierbei kann es sich um eine einzige Komponente handeln, die sich durch eine Öffnung des Gehäuses hindurch erstreckt. Gemäß der Erfindung ist an der Betätigungseinrichtung eine Dicht- einrichtung vorgesehen, welche das Innere des Gehäuses gegenüber dem Äußeren des Gehäuses (Umgebung) zumindest annähernd luftdicht abdichtet.

Wie oben bereits angedeutet, weist die Absperreinrichtung (Wastegate) ein Absperrelement (Wastegate-Ventil oder Wastegate-Klappe) auf, das mittels eines Betätigungselements der Betätigungseinrichtung, welches sich durch eine im Gehäuse des Abgasturboladers vorgesehene Durchgangsöffnung hindurch erstreckt, betätigbar ist. Bei dem Betätigungselement kann es sich beispielsweise um eine Achse bzw. um eine Welle handeln. Die Achse bzw. Welle kann z. B. schwenkbar im Gehäuse angeordnet sein. An einem im Gehäuse befindlichen Abschnitt der Achse bzw. Welle kann ein Absperrorgan (z. B. Klappe) des Wastegate angeordnet sein. An einem aus dem Gehäuse herausragenden Ende der Achse bzw. Welle kann ein Hebel angeordnet sein, der von einem Aktuator (z. B. Elektromotor) mit einer Stellkraft bzw. einem Stellmoment beaufschlagt wird.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Dichteinrichtung an dem Betätigungselement der Betätigungseinrichtung und dem Gehäuse oder an dem Betätigungselement und einem fest mit dem Gehäuse verbundenen Lagerelement anliegt. Das Lagerelement kann z.B. durch eine fest mit dem Gehäuse verbundene Buchse gebildet sein. Die Buchse kann in das Gehäuse eingepresst oder in anderer Weise an dem Gehäuse befestigt sein. Das Betätigungselement erstreckt sich in diesem Fall durch die Buchse und ein im Gehäuse des Abgasturboladers vorgesehenes Durchgangsloch.

In einem Bereich, in dem das Lagerelement und das Betätigungselement einander berühren bzw. einander zugewandt sind, kann in dem Lagerelement und dem Betätigungselement jeweils eine umlaufendende nutartige Vertiefung vorgesehen sein, in die ein Dichtelement der Dichteinrichtung, z. B. ein O-Ring, eingesetzt ist.

Eine nutartige Vertiefung kann auch dadurch gebildet sein, dass eine Stirnseite bzw. ein Absatz des Lagerelements einen Spalt weit von einer Stirnseite bzw. einem Absatz des Betätigungselements beabstandet ist.

Alternativ oder ergänzend dazu kann eine Dichteinrichtung zwischen einem Außenumfang des Betätigungselements (Achse oder Welle, an der eine Klappe des Wastegates befestigt ist) und einem Innenumfang der im Gehäuse des Abgasturboladers vorgesehenen Durchgangsöffnung angeordnet sein. Sofern, wie oben beschrieben, ein Lagerelement vorgesehen ist, kann die Dichteinrichtung auch zwischen einem Außenumfang des Betätigungselements und einem Innenumfang des Lagerelements (z. B. Buchse) vorgesehen sein.

Alternativ oder ergänzend dazu kann vorgesehen sein, dass die Dichteinrichtung an oder zwischen einer Stirnseite eines radial abstehenden Absatzes des Betätigungselements und dem Gehäuse oder an oder zwischen einer Stirnseite eines radial abstehenden Absatzes des Betätigungselements und einer Stirnseite des Lagerelements angeordnet ist. In diesem Fall kann die Dichteinrichtung z. B. durch eine Folie gebildet sein. Um sicherzustellen, dass an der Absperreinrichtung möglichst keine Luft nach außen entweichen kann, muss sichergestellt sein, dass die Dichtfolie eingeklemmt ist. Dies kann erreicht werden, indem an dem aus dem Gehäuse herausstehenden Ab- schnitt des Betätigungselements ein Klemmelement angeordnet wird, welches den Absatz des Betätigungselements gegen das Gehäuse verspannt.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Dichteinrichtung eine Dichtung aufweist, die im„Anlieferungszustand" des Abgasturboladers, d. h. vor der dem Test am Prüfstand im Motorenwerk bzw. vor der erstmaligen Inbetriebnahme des Abgasturboladers, vorgesehen ist und die im Betrieb des Abgasturboladers, d. h., wenn dieser von heißem Abgas durchströmt wird, zerstört wird. Die Dichtung muss aber nicht notwendigerweise während des Betriebs zerstört werden, sofern der Abgasturbolader auch mit Dichtung einwandfrei funktioniert.

Die Dichtung kann so ausgelegt sein, dass sie durch das heiße Abgas teilweise oder vollständig verbrannt wird. Die Dichtung wird somit nur für die Dichtigkeitsprüfung, nicht aber während des Betriebs des Abgasturboladers, benötigt.

Idealerweise ist der Abgasturbolader bereits durch den Lieferanten des Abgasturboladers abgedichtet und wird dann abgedichtet zum Motorenwerk geliefert. Alternativ dazu könnte die Dichtung aber auch erst im Motorenwerk angebracht werden.

Im folgenden wird die Erfindung im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines Abgasturboladers gemäß der Erfindung im Bereich des Wastegates; und

Fig. 2 einen Schnitt durch einen Abgasturbolader im Bereich der

Schwenkachse der Wastegate-Klappe.

Fig. 1 zeigt in perspektivischer Darstellung einen Teilbereich eines Abgasturboladers 1 , welcher ein Gehäuse 2 aufweist. In einem Teilbereich 2a des Gehäuses 2 ist ein hier nicht zu erkennendes Turbinenrad angeordnet. Das Turbinenrad ist zusammen mit einem Verdichterrad (nicht dargestellt) auf einer gemeinsamen Achse angeordnet.

Das Turbinenrad wird von heißem Abgas, welches vom Verbrennungsmotor (nicht dargestellt) kommt, durchströmt und angetrieben. Um bei hohen Drehzahlen des Verbrennungsmotors zu vermeiden, dass das Turbinenrad eine vorgegebene Drehzahlgrenze überschreitet, ist ein Bypassventil, das auch als Wastegate-Ventil 3 bezeichnet wird, vorgesehen.

Das Wastegate-Ventil 3 weist eine schwenkbar angeordnete Klappe 4 auf. In Fig. 1 ist das Wastegate-Ventil 3 geschlossen. Durch Verschwenken der Klappe 4 wird das Wastegate-Ventil geöffnet. Bei geöffnetem Wastegate- Ventil 3 kann ein Teilvolumenstrom des vom Verbrennungsmotor kommenden heißen Abgases am Turbinenrad vorbei direkt in die Abgasanlage (nicht dargestellt) des Fahrzeugs geleitet werden.

Die Klappe 4 des Wastegate 3 ist an einem Klappenhalter 5 befestigt. Der Klappenhalter 5 wiederum weist eine Schwenkachse 13 (vgl. Fig. 2) auf, die sich durch eine in das Gehäuse 2 eingesetzte Lagerbuchse 6 aus dem Gehäuse heraus erstreckt. Die Lagerbuchse 6 kann beispielsweise in eine entsprechende Durchgangsbohrung des Gehäuses 2 eingepresst sein.

An einem aus dem Gehäuse 2 herausstehenden Abschnitt der Schwenkachse 6 ist ein Hebel 7 angeordnet, welcher über ein Gestänge 8 mit einem Ak- tuator (z. B. elektrischer Stellmotor) verbunden ist. Durch Verschieben eines Stellers 10 des Aktuators 9 in Längsrichtung 1 1 des Stellers 10 kann die Schwenkachse und der daran befestigte Klappenhalter 5 bzw. die hieran befestigte Klappe 4 des Wastegates zwischen der in Fig. 1 gezeigten Schließstellung und einer Öffnungsstellung verschwenkt werden. Bei herkömmlichen Abgasturboladern weist die Schwenkachse 13 in Bezug auf die Lagerbuchse 6 ein gewisses Spiel auf. Bei einer Dichtigkeitsprüfung, bei der das Innere des Gehäuses 2 des Abgasturboladers 1 mit Druckluft beaufschlagt wird, kann über dieses Spiel ein gewisser Leckageluftstrom nach außen aus dem Gehäuse heraus entweichen, was unerwünscht ist, weil dadurch das Messergebnis der Dichtigkeitsprüfung beeinträchtigt wird.

Um dies zu vermeiden, ist der Klappenhalter 5 bzw. die Schwenkachse 6 möglichst bzw. annähernd luftdicht (wenn möglich absolut luftdicht) gegenüber der Lagerbuchse 6 bzw. gegenüber dem Gehäuse 2 abgedichtet. Hierzu kann zwischen eine Stirnseite 6a der Lagerbuchse 6 und eine Stirnseite bzw. einen Absatz 5a des Klappenhalters 5 bzw. einen Absatz der Schwenkachse eine Dichtung eingeklemmt werden.

Bei der Dichtung kann es sich beispielsweise um eine Dichtfolie handeln. Alternativ dazu könnte auch ein O-Ring, eine Elastomerscheibe (z.B. Gummischeibe) als Dichtung vorgesehen sein. Um eine hinreichende Klemmkraft aufzubringen, kann z. B. zwischen den Hebel 7 und eine aus dem Gehäuse 2 herausstehende Stirnseite der Lagerbuchse 6 ein Spannelement, z. B. ein Keil, eine Spannklammer o. ä. eingebracht werden.

Alternativ oder ergänzend dazu kann im Bereich der Stirnseite 6a der Lagerbuchse 6 und der Stirnseite 5a des Klappenhalters 5 bzw. der Schwenkachse ein O-Ring angeordnet sein, der ein Entweichen von Druckluft während der Dichtigkeitsprüfung verhindern soll bzw. weitgehend verhindert.

Um einen definierten Sitz des O-Rings 12 sicherzustellen, kann im Berührbereich des Absatzes 5a und des Absatzes 6a am Absatz 5a und/oder am Absatz 6a eine umlaufende nutartige Vertiefung o. ä. vorgesehen sein, in die der O-Ring eingerastet ist. Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch einen Abgasturbolader im Bereich der oben bereits erwähnten Schwenkachse, die in der in Fig. 2 gezeigten Schnittdarstellung erkennbar und mit dem Bezugszeichen 13 versehen ist. Alternativ zu dem bereits in Fig. 1 gezeigten O-Ring 12 oder ergänzend dazu kann zwischen einem Außenumfang der Schwenkachse 13 und einem Innenumfang der Lagerbuchse 6 ein O-Ring 12a eingesetzt sein, welcher die Schwenkachse 13 gegenüber der Lagerbuchse 6 bzw. dem Gehäuse 2 luftdicht abdichtet.

Die Dichtungen 12 bzw. 12a können so ausgebildet sein, dass sie im Betrieb des Abgasturboladers aufgrund der dort auftretenden hohen Temperaturen abbrennen. Die Dichtungen 12 bzw. 12a sind für die Funktion des Abgasturboladers an sich nicht erforderlich, sondern stellen lediglich bei der Dichtigkeitsprüfung, d. h. vor der erstmaligen Inbetriebnahme des Abgasturboladers 1 , sicher, dass zwischen der Schwenkachse 13 und der Lagerbuchse 6 bzw. dem Gehäuse 2 kein Leckageluftstrom in die Umgebung entweichen kann.