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FÄHREIN ZUR ONT GE

D ® vorliegende Erfindung betriff! ei HelSgasvenflt für ein Tyr lnengehäus eines Turbotaders,

Ferner betrifft die Erfindung ein Verfafiren zur Montage eines HetSgasvenfils i einem Torboladar einer Srennkraftmeaoliine,

Hipf r§ryt d cfer iSrflMJy rtg

Im Tyrblnengehayse eines Tyifeolsddre Ist ein Hel8§asventi! yprgesehem um zeitweise überschüssiges Hei8gas a der Turbine vorbei abströmen zu sse ,: um das Lsufzeug vor yberra Sfger Drehzahibetaaiyng zy schützen- Die Fachwelt bezeichnet dieses Heißgasvenii als„ astegafs", Dieses HelBgasvanill w rd über einen Aktuator an esfeyert Das HelBgasventli befindef. sieh direkt im HelBgas und wird von ^" FOÖfFG lielösn Abgasen umströmt Die Klappe für das HeiBgsavenfll wird meist aus mehreren Bauteile gefertigt da die varachiede- nen Bauteileigensehaffen beröiCkeiehr t werden müssen.

Die aategafe-Kfappe wird aus einem hochfesten und hlteebestäadlnan Stahl- gyes gefertigt Die Anlageplafte besteht ebenfalls aus einem hlföebeslandlgen Stahl, walcher meist mit dam Drehrneehanisrnys für die Klappe vernietet wird, Die Fertigung für das HelSgasvenfll besteht aus zahlreichen Sahritten, wie . . SieBan _? Sandstrahlen,. S^aftri^ In einer Spezlalvorhehtyng mit Drehen des Führungedyrahmassers fü das Ventil Bohren des teshes für die Äniageplafte, Schleifer* des Führungsdyrehmiessers, fugen der Aiilageplatte und sct lÄC das Vernieten selbigen

D|e- deutsc Patentanmeldung DE 10 2ÖÖ8 032 929 betrifft einen Abgas- turbelader für ein Kraftfahrzeug, der mit einem astegate-Vsnfil versehen ist, Das Wasfegate-VentJ ist über einen Wasfegafe-Hebel und eine damit verbundene Waafegate-Sfanga befäflgbar„ Die Wasiegate-Sfange ist zweiteilig, cimlich aus einem Wastegate-Slangenuntartell und einem damit verschweißten Wasfegafe-Stafigenoberfe ausgebildet.

Dia deutsche Patentanmeldung Dß 10 2011 007 720 AI trfft einen Turboia- der zur G mlschvsrdiehfung für Brenni raf! a.sahinen, Hierzu ist ein in einem HelSgehäuss angeordnete Turbine vorgesehen. Des HeiSgebäuee besitzt eine um: Antrieb der Turbine vorgesehene Abgasföhrung. Die Abgasführung weist zur Spffzenenttasturig der Turbine ein mittels eines Aktuators steuerbares Was- fegste auf. Um die Montagekösten u reduzieren, den Elnsteilprozess des Wastegafes zu vereinfac en und günstigere Akteatoren einsetzen zu kennen, wird vorgeschlagen, dass die Wirkverbindung zwischen Aktuator and Wastega- te zyrnlndest teilweise ven einem ßewdenzug gebildet Ist Dadurch kann der Aktuator außerhalb des HeiSgehayses angeordnet werden, mm$ deswegen geringere Befriebsfamperafuren aushalten ynd kann leichter eingestellt: werden, In der deutsehen Patentanmeldung DE 10 2011 ödi 50? AI Ist ein Klappern meehanlsmus für ein Wasfagaie eines Turbolader-Systems offenbart. Hierzu Ist eine Spindel mit einem oberen und einem unteren Endahsehnitt vorgesehen. Ein Kipphebel mit einer Dyrchgangseffnung,: In welche der obere Endabschnift da Spindel eingesetzt ist, und die Spindel ist im Bereich des oberen Endah- schniits mit dem Hebeleiement verschweißt oder verlötet Der Aufbau des Was- tegates ist kompllzled und aufwendig.

D e EP 2 573 867 AI offenbart ebenfalls eine Klappenvomcbtung für ein Turbolader-Wastegafeventll. Es Ist ein Hebel zw Verbindung mit einer mechanischen Sieuereinhehiung vorgesehen. Ein Venilh Nörper MX einem lapperiabse rirlt ist um: A decken eide Bypass-Öffoyn ! vergesehen. Der Hebel und der Venfllkörper der lappenverriebtyng si d ^' ein et» l|§ ausgebildet nlaebteil der im Stand der Technik bekannten Konstruktionen für das HeiSgas- ventil ist, dass dle für den Aufbau _, verwendeten hit ebesiandlgen Stähle schwer m bearbeiten sind. Die Spannverriehlyng för das Klappentoll s Komplex. Dia F hler abrscheinilcbkpli ist groß, da die Spanntechnik komplex ist und mehrere Arbeltsgänge erforderlieh sind. Durc di Verwendung von Vollmaterial (Stahlguss) ist das Gewicht der gesamten Einheit ec t doch.

Der Erfindung liegt die Aufgabe 2u.gmn le ein Helßgasve ii för ein Tyrblnengo ^» häyse eines Tyrhöladers zu sohaffem das einfach aufgebaut ist die etevieh f it redu lert. kestengunstig ist und den Anssehuss bei der Fertigung reduziert

Diese Aufgabe wird dyreb ein Heißgasventii für ein Tyrhinengebduse eines Tyrboladers gelöst, das die Markmale des Anspruchs 1 ymfassi

Ein weitere Ayfgabe dar Erfindung ist, ein Vorfahren zur Montage eines Heiß« gasvent ls in einem Tyrholadet einer Brannkraffmaschlne zu sehaffsn, das den Aufbau der Ventllkompensnie vereinfacht, kost ngünstig ist, die Fertigung verelnfaehi und den Ayssehuss bei der FerilgungTedo^lert Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Montage eines HelBgasvenfils In einem Tyrbolader einer Brennkraflrnasebloe gelost, das die Merkmale des Anspruchs S yrnfassb

Das eblndyngsgernlSe BeiBgasventli für ein Tyrblnangehäyse aInes Turbolader seicHne sieh dadurch aus, dass ein drehbarer und aus einem kerantl- sehen Werkstoff hergestellter Stab in einer Abgasfnhrung das Turbinenge- bäuses $M, Der Stab bat an einem ersten Ende eine Angriffsform ausgebildet, se dass der Stab mit einem Akfyaior betätigt werden kann, Mittals der Be- t!tigung des Sta es kann d e Abgasfubrung geöffnet eiden und des ü er- achüssig Hslßgss kann an der Turbine d s Turholaders vorbeistremen. Der Stab salbet eis hierzu: ein zweites Ende auf, das mindestens einen Aussögst! ausgebildet hat. Der Ausschnitt hat eine Höhe, die Im Wesentlichen einem Durchmesser der Abgasfubrung entspricht Oer Ausschnitt gibt also bei Drehung des Stabes die Abgasföhryng frei uns das überschüssige Bsl0gss karm durch die Ahgasfuhrung abgeleitet werden.

Gemäß einer ersten Aysföbrungsform hat der Ausschnitt die Form eines Halbkreises. Der nicht ausgeschnittene Abschnitt des Stabes bat somit ebenfalls die Form eines Halbkreises, wodurch ein Riegel resultiert, der ebenfalls die Form eines Halbkreises hat. Der Riegel kenn somit bei «.rtts Fee rodef Stellung des Stabes die Abgasfehreng versehlieBea

Sernie einer weiteren Aueföhrungstorm bat de Stab »ei Ausschnitte aus- ausgebildet. Jeder der Kreisabschnitte Ist derart vergesehen, dass ein durch einen itfelpunkt des Stabes verlaufender Riegel resultiert, der zwei gegenüberliegend und abgerundete Enden besitzt. Die Abryndung der Enden Ist deshalb slnnveil, d mit bei der der Zusarnrnenwlrkung des Stabes mit der Vsn- tllbohrung, in die der Stab eingesetzt ist, dar Strom von Helßgas gesperrt Warden kann.

Die Anghffsfömi am ersten Ende des Stabes ist als ein Vierkant ausgebildet i dem Vierkant kann ein Aktualor zur Betätigung, sprich Drehung, des Stabes verbunden werden,

Gemäß dem: ehlndungsgemäSen Verfahren wird der keramische Stab fö das HelSgasventll mit einem Sinterprozess hergestellt und durah Verbacken In eine gebrauchsfertige Form gebracht Der Stab hat nach dem Verbacken bereits eine geometrische Form ausgebildet mit der ar In die Abgasführung eines Tyffooladers eingesetzt wird, Dies bedeutet, dass der Sieb ohne ine Nachbearbeitung In das HeiBgasveotil güng®s t£t werden kann,

Oer Stab ird derart gesintert und verbacken, dass eine Angriffsform: und ein Riegel ausgebildet werden. Der Stab Ist somit ein fertiges Bauteil für das Heiß- gasvenffi und ohn Nachbearbeitung In die Abgasfuhryng eingesetzt

Gemäß einer weiteren Ausfuhrungsferm de Äbgasföhrung, wird diese mit einer keramischen Buchse ausgekleidet, die ebenfalls aus einem keramischen Material gesintert und verbacken Ist Somit kann die thermische Belastung de Abgasföhryng reduziert werden«

Der f^eehänisrnys des Heisgssveniifs Ist ähnlich einem Kugelbahn ausgebildet. Der Sieb, welcher Im Heisgasventil sitzt und als verstellbarer Riegel fungiert, besteht aus einem keramischen Werkstoff und Ist somit bit eboständig lienselts der 1,1ÖÖ*C> An dem ersten Ende des Stabes wird ein Vierkant einge* sintert, welcher z Adaption an den Aktoator dient. An dem zweiton Ende is der Stab bis zu Haifte der Mittelachse gemäB einer ersten Ausföhrungsform ausgenommen. Bei einer Drehung des Stabes um 9CP öffnet steh somit, wie bei einem ugeihahm der Durchgang des astogate. Der Dyrehrnesssr kann ebenfalls fertig gesintert werden. Es fällt also auch hier keine Nacharbeit mehr an. Bei der Montage des Turbinengebäuses wird der Sinterstab In das Gehäuse gesteckt und am Vierkant mit dem Aktyater verbunden. Irn oberen Bereich der Bohrung för die Aufnahmen das Stabes Ist eine Versfeninwng ausgebildet, die als Demontagesicberang für den Stab wirkt

In einer weiteren Aueführungsterrn Ist es möglich, die Wasfegate-Bohrung mit einer Buchse ebenfalls aus keramischen Werkstoff auszukleiden (Zeichnung 1. Res: 2), Durch das Auskleiden der astegate-Bohryng mit der keramischen Busbse kann an dieser Stelle der Abgasf hryng das: Turbinengebäuses dar teure, temperatur eslSnölge Stahlguss e ng s ar werden. Hinzu kommt, dass somit das Gehäuse ^erschlankt werden kenn, was wiederum Oewiehtsvortelle zu Folge Fat

Ola vorgestellte Erfindung ermöglich! somit eine Gawiahlsr duklian bei Tyrboia- dem für Brennkraf masehi an, Farner können die Fedlgungs* und Montagekos- tan redeziad werden. Durch die Verwendung des keramischen und geslnteben Stabes können alte qualititsbesttmnienden Merkmale fertig geslnteh werden. Dyreh die Verwendung eines Vierkants am ersten Ende,, kann sehr leicht auf den Aktuater adaptiert werden, Verschiedene Tsmperatyhesttgketten können über unterschiedliche keramische Mischungen- eingestellt werden. Das lappenfeil kann Jedoch immer gleich bleiben. Somit kennen durch die Übernahme vo öleiobteilen weitere Fertigungskosten reduzleh werden

Im Folgenden sollen Ausfönrungsbeispiele die Edlndung und ihre Varlalle anhand der beigefygten Figuren näher erläutern. Die Grbßenvarhältnlsse in den Figuren entsprechen nicht immer den realen (iröBenverhlttnlssen, da einig Formen vereinfacht und andere Formen zur besseren Veranschauliohung ve griff, im Verhältnis zu anderen Elementen dargestellt sind, Dabei zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ans e t eines Teils eines Turbinengehäuses für einen Turboiadep der das Hei gasventll trägt; Fig, 2 eine erspe tvische Ansicht eines Teils eines Turbinengehäuses für einen Turfoo ader; wobei der In der Abgasföhrung sitzende keramische Stab des r el gasventlls zu k nmn Ist

Flg. 3 eine perspektivische und zum Teil geschnittene Ansicht eines

Teils des Turbinengehäyses; Fig, 4A bis 4D e ne Ausföhrungsiorm des eriindyngegemlSen Stabes,, wobei verschiedene Ansichten und Stellungen des Stabes dargestellt sind; und Fig. SÄ bis SD eine weitere Aysfüh yngsferm des ed1ndyngagema6en Stabes, woher verschiede Ansiehlen und Stellunge des Stabes dargestellt si d,

Fü gleiche eder gleich wirkende Elemente der Erfindung werden Identische Bezugszelehen verwendet. Ferner we den der Übersicht halber nur Bezogs eh chee \n den einzelnen F guren dargestellt die für die Beschreibung der jeweiligen Figur rtordehleh sind. Die dargestellten Aysfuhrungstnrmen stellen lediglich Beis iele dar, wie das er indyngsgemiße Helßgasventil usgestaltet sein %mn und stellen somit keine abschnellende Begrenzung der Erfindung dar, Figur 1 zeigt eine perspektivische Ansieht eines Teils eines Turhlnengehä ^y ses 2 für einen Turbolader mir der Ahgasfyhrung 4, Das Turblnangehäuse 2 Ist aus einem Stahlgess hergestellt

Bei de etwas anderen perspektivischen Ansieht des Turblnengeblyses 2 aus Figur erkennt man ein in der Ahgasfuhryng 4 sitzendes HelBgas^entl! 1 _? das einen keramischen Sta 3 aufnimmt. Der keramische Stab 3 is drehbar Im Heißgasventil 1 mentiert sc dass darüber die Durehflussmenge an HelBgas In der Abgasfuhrung 4 eingestellt werden kann, igur 3 zeigt eine perspektivische und zum Teil geschnittene Ansicht eines Teils des Turbinengehäuses 2, Der keramischen Stab 3 sitzt in der Ahgasfüh- rnng 4 und kann mit einem Akiuator 24 um eine Achse 30 des Stabes 3 gedreht werden. Der Aktyatnr 24 greift dabei an einer Angriffsferrn 6 des Stabes 3 an. Die Angriffsferrn 8 ist an e m erste Ende 11 des Stabes 3 ausgebildet An einem zweiten Ende 1 des Stabes 3 ist bei der hier dargestellten Ausfuh- rungsferm mindestens ein Ausschnitt 8 ausgebildet, der ein Höbe H besitzt die Im Wesentlichen einem Durchmesser D der Abgasf öbrung 4 entspricht, Das übrige Material des Stahes 3 bildet einen Riegel 1 , der ebenfalls eine Hebe H besrhri die auch Im Wesentlichen dem Durchmesser D der Abgastubrung 4 entspricht, b lttels der Stellung des Riegels 14 bann die Dyrshflussmsngs des A gases in der Abgasfuhrung 4 eingestellt werben, in -Figur 3 ist eine weitarg Aasführungsform de Erfindung d rgestellt Die Abgasführung 4 Ist mit einer keramischen Buchse 22 ausgekleidet Die keramische Buchse 22 wird eben- •felis mit einem Sinferprozess ergestellt und al fertiges Bauteil In die Abgas- 6 föhrung 4 eingeseift

Die Figuren 4Ä bis 40 zeigen eine erste Äusführyngsförrn des Stabes 3 für das He Bgasvenfii 1 in der geschlossenen (Fig. 4Ά und 48) and der offenen Stellung (Ffg, 40 und 40). Am ersten End 11 hat der Stab 3 die Angriffsform 8 zu desse Betätigung als Vierkant ausgebildet Der einzig Ausschnitt ^' 8 des 0 Stabes 3 bat im Wesentlichen die Höhe H, die im Wesentlichen dem Durchmesser 0 der Ahgaslührung 4 :@rst pfichi und die Ferrn eines Halbkreises aufweist Wie aus Rg, 4A zu erkennen ist, resultiert: au dem Sinferprozess ein Riegel 1 * der für das Sperren ode Öffnen In der Abgasführung 4. dient. In Flg. 48 st die Draufsicht auf das zweite Ende 2 des Stabes 3 dargestellt;. Oer Blei b gel 14 bat In dieser Ausfuhryngsferni die Form eines Halbkreises. Flu, 40 und 4P zei n den Stab 3 in einer um 90* gedrehten Stellung:. In dieser Stellung (offenen Stellung^ ist der Durehlass 5 des Abgases In der Abgasfuhrung 4 gegeben. In Fig, 4D ist die Draufsiehi auf das zweite Ende 12 des Stabes 3 dargestellt. Der Riegel 14 und der Ausschnitt 8 haben In der A gasfubrnng 4 eine 0 derartige Position, dass de Dyrohlass 5 deren den Ausschnitt 8 in der Abgasfuhrung 4 freigegeben ist.

Die Figuren SÄ bis 40 zeigen eine weitere Ausführungsförm d s Stabes 3 für das He!Bgasvenfi! 1 In der geschlossenen (Flg. SA und SB) und der offenen Stellung (Fig, SC und bP)< Am ersten Ende 1 1 bat der Stab 3 die Angriffsform 8 b zu dessen Setliigeng als Vierkant ausgebildet. Die zwei Ausschnitte des Stabes 3 haben im Wesentiiehen die Hohe H, die Im Wesentlichen dem Durchmesser D der Abgastöbrung 4 entspricht, Wie aus Flg< 5A zu erkennen Ist, resultiert: aus dem Slnferpiozess ein Fliege! 18, der durch einen Mittelpunkt 16 des Stabes 3 verlauft und för das Sperren oder Öffnen In der Abgasführung 0 4 dient In Flg. SB Ist die Draufsicht auf das zweite Ende 12 des Stabes 3 dar- gestellt Per Riegel 13 hat In dieser Ausfuhrungstorrn di Form eines Reshfeaks ml! E al gegenüberliegenden und abgerundetan Enden 211 .D e Form eines jeen Aussc nitte 8 Ist als Kreisabschnitt ausgebildet Fig, SC und SD zeigen den Stab .3 In einer um iCF gedrehten Stellung. In dieser Stellung (offenen Stellung) ist de öuföhiaas ;S des Abgases in der Ahgesf yhryng 4 gegeben In flg. 60 Ist die Draufsicht auf das zweite Ende 12 des Stabes 3 dargeateiii Der Riagel 14 und die Ausschnitts 8 haben In der Äbgasföhrung 4 eine derartige Position, dass der Durchlese δ dyrch Jeden der Ausschnitte 3 In der Abgastubrung 4 freigegeben ist;

se^u gsze le n I iste

1 Heißgasvsm i:

2 Turbinengehaus

3 S ab

4 Abgasföhrung

5 Durebiass

6 Angriffsform

8 Ausschnitt

11 erstes Ende

12 z e t s inde

1 Riegel

1 Mittelpunkt des Stabes 18 Riegel

20 abgerundetes Ende 22 keramische Buchse 24 Aktuator

30 Achse

ö Purehmesser Abgasföbruo M Höhe Ausschnitt