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DE102014204849A1 - Verfahren zur Herstellung einer mechanischen Vorrichtung mit einem Übertragungselement sowie Übertragungselement zur Übertragung einer Stellgröße - Google Patents

Verfahren zur Herstellung einer mechanischen Vorrichtung mit einem Übertragungselement sowie Übertragungselement zur Übertragung einer Stellgröße Download PDF

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DE102014204849A1
DE102014204849A1 DE102014204849.4A DE102014204849A DE102014204849A1 DE 102014204849 A1 DE102014204849 A1 DE 102014204849A1 DE 102014204849 A DE102014204849 A DE 102014204849A DE 102014204849 A1 DE102014204849 A1 DE 102014204849A1
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DE
Germany
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transmission element
actuator
hand
deformability
stiffened
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE102014204849.4A
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English (en)
Inventor
Dirk Frankenstein
Bruno Ferling
Jochen Held
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Continental Automotive GmbH
Original Assignee
Continental Automotive GmbH
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Publication date
Application filed by Continental Automotive GmbH filed Critical Continental Automotive GmbH
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Priority to CN201580013716.8A priority patent/CN106061674B/zh
Priority to PCT/EP2015/053531 priority patent/WO2015139911A1/de
Priority to US15/126,354 priority patent/US20170082140A1/en
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C7/00Connecting-rods or like links pivoted at both ends; Construction of connecting-rod heads
    • F16C7/02Constructions of connecting-rods with constant length
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23PMETAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P15/00Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/12Control of the pumps
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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer mechanischen Vorrichtung, insbesondere eines Abgas-Turboladers, mit einer Steuer- oder Regeleinrichtung und einem mechanischen Übertragungselement (15, 15', 15''), das mittelbar oder unmittelbar mit einem Aktuator (13) einerseits und einem Stellelement (18, 19) andererseits zur Übertragung einer Stellgröße verbunden ist, wobei das Übertragungselement vor der Verbindung mit dem Aktuator (13) und dem Stellelement (18, 19) verformbar ist und in verformbarem Zustand an die übrigen Bauteile der Vorrichtung angepasst und nach der Anpassung durch Reduzierung seiner Verformbarkeit fixiert wird, sowie auf ein entsprechendes Übertragungselement. Das Übertragungselement (15, 15', 15'') kann gemäß der Erfindung nach der Montage und Anpassung versteift werden. Der Ausgleich von Toleranzen wird auf diese Weise mit besonders geringem Aufwand möglich.

Description

  • Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Mechanik bzw. des Maschinenbaus und bezieht sich insbesondere auf Übertragungselemente, mit denen verschiedene Elemente einer mechanischen Vorrichtung statisch oder dynamisch miteinander verbunden werden.
  • Beispielsweise kann ein Übertragungselement als Übertragungshebel zur Übertragung einer Bewegung vorgesehen sein, um eine Antriebsbewegung oder auch eine Stellgröße zu übertragen. Insbesondere bei der Übertragung einer Stellgröße für eine Steuerung oder Regelung kommt es dabei darauf an, dass das Übertragungselement in seinen Ausmaßen und seiner Positionierung optimal an die übrigen Elemente der mechanischen Vorrichtung angekoppelt ist. Dabei können Bau- und Montagetoleranzen stören, die üblicherweise mittels einstellbarer Elemente, wie Schrauben, Gewindestangen und anderer derartiger anpassbarer Elemente, ausgeglichen werden. Die Verwendung solcher anpassbarer Elemente ist allerdings üblicherweise arbeitsaufwendig, und das Vorsehen derartiger Elemente bringt Zusatzkosten mit sich. Zudem ist nicht in allen Fällen sichergestellt, dass die Freiheitsgrade, in denen jeweils eine Anpassung möglich ist, für den Ausgleich sämtlicher Toleranzen geeignet sind.
  • Insbesondere werden solche Übertragungselemente beispielsweise für die mechanische Steuerung eines Abgas-Turboladers eingesetzt, wo bei einigen Bauarten ein Übertragungselement in Form eines Hebels zur Steuerung eines Bypassventils auf der Turbinenseite vorgesehen ist. Das Ventil auf der Turbinenseite wird mittels des Übertragungselements durch den auf der Verdichterseite erzeugten/erreichten Ladedruck mittels einer Druckmessdose angesteuert.
  • Der Abgas-Turbolader erzeugt auf der Verdichterseite für den Verbrennungsmotor einen ausreichenden Ladedruck zur Verbesserung des Füllungsgrades und somit der Leistungsfähigkeit des Motors.
  • Da tendenziell mit wachsender Motorleistung auch die Aufladung verstärkt wird, wird bei Abgas-Turboladern üblicherweise eine Ladedruckregelung vorgesehen. Im Rahmen einer solchen Ladedruckregelung ist ein Bypassventil (auch Wastegate genannt) im Abgasstrom auf der Turbinenseite vorgesehen. Von einem bestimmten auf der Verdichterseite erreichten Ladedruck an wird mittels eines Übertragungselements das Bypassventil auf der Turbinenseite geöffnet, so dass nicht mehr der gesamte Abgasstrom die Turbine antreibt und deren Drehzahl somit begrenzt wird.
  • Um die genannte Ladedruckregelung in geeigneter Weise arbeitsfähig zu machen, ist eine zuverlässige, insbesondere auch justierte Montage des Übertragungselements zwischen dem Aktuator auf der Verdichterseite und dem Stellelement / dem Bypassventil auf der Turbinenseite notwendig, die auch einen Ausgleich von Herstellungs- und Montagetoleranzen erlaubt.
  • Bisher ist ein derartiger Ausgleich von Toleranzen durch einstellbare Schrauben/Gewindemuttern bewerkstelligt worden.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt vor dem Hintergrund des Standes der Technik die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung einer mechanischen Vorrichtung mit einem mechanischen Übertragungselement zu schaffen, das eine einfache Montage und dabei den zuverlässigen Ausgleich von Toleranzen erlaubt. Zudem stellt sich die Erfindung die Aufgabe, ein entsprechendes, für den genannten Zweck geeignetes Übertragungselement zu schaffen.
  • Die Aufgabe wird mit den Merkmalen der Erfindung gemäß Patentanspruch 1 durch ein Verfahren zur Herstellung einer mechanischen Vorrichtung gelöst. Die Unteransprüche geben vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung an. Zudem bezieht sich eine Lösung der Aufgabe auf ein erfindungsgemäßes Übertragungselement, wie es in den Patentansprüchen 10 und 13 angegeben ist. Auch bezüglich des Übertragungselements geben die Unteransprüche vorteilhafte Ausgestaltungen an.
  • Die Erfindung bezieht sich demnach auf ein Verfahren zur Herstellung einer mechanischen Vorrichtung, insbesondere eines Abgas-Turboladers, mit einer Steuer- oder Regeleinrichtung und einem mechanischen Übertragungselement, das mittelbar oder unmittelbar mit einem Aktuator einerseits und einem Stellelement andererseits zur Übertragung einer Stellgröße verbunden ist, wobei das Übertragungselement vor der Verbindung mit dem Aktuator und dem Stellelement verformbar ist und in verformbarem Zustand an die übrigen Bauteile der Vorrichtung angepasst und nach der Anpassung durch Reduzierung seiner Verformbarkeit fixiert wird.
  • Dabei kann die Verformbarkeit eine mögliche Stauchungsbewegung, eine Dehnungsbewegung oder eine oder mehrere Biegungen, auch in verschiedenen Ebenen, umfassen. Die Reduzierung der Verformbarkeit kann durch Änderung von Materialeigenschaften, insbesondere der Elastizität oder Plastizität, erfolgen, oder durch Hinzufügen von Material, das mit dem Material des Übertragungselements verbunden wird.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Übertragungselement fixiert wird, nachdem es mit dem Aktuator einerseits und dem Stellelement andererseits verbunden wurde. In diesem Fall wird das Übertragungselement zunächst an die übrigen Teile der mechanischen Vorrichtung angepasst und mit dem Aktuator einerseits und dem Stellelement andererseits bei gleichzeitiger Justage verbunden und danach in seiner Verformbarkeit reduziert. Diese Variante ist besonders einfach dann, wenn die Maßnahmen, die zur Reduzierung der Verformbarkeit notwendig sind, an dem Übertragungselement in einfacher Weise auch innerhalb der mechanischen Vorrichtung im eingebauten Zustand durchgeführt werden können.
  • Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass das Übertragungselement fixiert wird, bevor es mit dem Aktuator einerseits und dem Stellelement andererseits verbunden wird. In diesem Fall kann das Übertragungselement zunächst an die übrigen Teile der mechanischen Vorrichtung angepasst, jedoch noch nicht mit diesen zusammengefügt werden, insbesondere noch nicht mit dem Aktuator einerseits und dem Stellelement andererseits verbunden werden. In der passend verformten Gestalt kann das Übertragungselement dann zunächst wieder von der mechanischen Vorrichtung entfernt und separat derart behandelt werden, dass seine Verformbarkeit reduziert wird, und danach kann es mit den übrigen Teilen der mechanischen Vorrichtung endgültig zusammengesetzt werden. Diese Variante erlaubt andere, aufwendigere Verfahren zur Reduzierung der Verformbarkeit des Übertragungselements, da dieses separat von den übrigen Teilen der mechanischen Vorrichtung behandelt werden kann.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Übertragungselement durch eine Materialversteifung versteift wird. In diesem Fall besteht das Übertragungselement wenigstens teilweise aus einem Material, das durch eine entsprechende Behandlung bezüglich seines E-Moduls veränderbar ist, wenn es sich um ein elastisches Material handelt, oder das durch chemische Reaktionen, wie beispielsweise eine Vernetzung, versteift werden kann. Das entsprechend versteifbare Material, aus dem entweder das Gesamtübertragungselement oder einzelne Teile des Übertragungselements, insbesondere einzelne Verformungsbereiche, bestehen können, kann von Anfang an einen Teil des Übertragungselements bilden oder im Zuge der Herstellung der mechanischen Vorrichtung dem Übertragungselement hinzugefügt werden.
  • Hierzu kann es vorteilhaft vorgesehen sein, dass wenigstens ein Hohlraum des Übertragungselements wenigstens teilweise mit einem versteifbaren Material füllbar ist. Beispielsweise kann das Übertragungselement über schlauchartige Abschnitte verfügen, die zur Montage passend geformt und gebogen werden können und die danach mit einem versteifbaren Material, insbesondere einem aushärtbaren Flüssigharz, füllbar sind. Das Harz kann dann gehärtet werden, um eine steife Form des gesamten Übertragungselements herzustellen. Es können auch gummiartige Substanzen eingesetzt werden, die durch Vernetzung erhärten können, oder es können thermische Effekte genutzt werden, wie beispielsweise bei thermoplastischen Stoffen, die in flüssiger Form in Hohlräume des Übertragungselements eingefüllt werden können und durch Erkalten versteifen.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass wenigstens ein Teil des Übertragungselements durch Anwendung von Wellen- oder Teilchenstrahlung und/oder Wärmestrahlung oder chemische Einwirkung versteift wird. Mit den genannten Verfahren sollen alle Möglichkeiten umfasst werden, die dazu dienen können, eine Änderung der Molekülstruktur eines Materials zu bewirken, aus dem Verstärkungsbereiche des Übertragungselements wenigstens teilweise bestehen, um dort eine höhere Festigkeit zu erreichen. Üblicherweise wird zu diesem Zweck durch Bestrahlung oder ähnliche Einwirkung Energie eingebracht, die eine Vernetzung bewirkt.
  • Die Erfindung kann vorteilhaft außerdem dadurch ausgestaltet werden, dass das Übertragungselement durch Änderung einer geometrischen Form versteift wird. Hier ist beispielsweise vorgesehen, dass in Gelenkbereichen einfach verformbare geometrische Formen, wie flache Bleche, verwendet werden, die jedoch nach Herstellen der beabsichtigten Endform zu Profilen formbar sind, die nicht mehr in einfacher Weise verformbar sind, wie beispielsweise im Querschnitt halbrunde, rinnenförmige Profile. Zudem können auch verschiedene Teile des Übertragungselements derart zueinander in Beziehung gesetzt werden, dass sie sich gegenseitig fixieren und fachwerkartig zusammenwirken, um eine Versteifung des gesamten Elements zu erreichen.
  • Die Erfindung kann zudem vorteilhaft dadurch ausgestaltet werden, dass das Übertragungselement durch Festlegung von zwischen verschiedenen Teilen vorgesehenen Gelenkbereichen versteift wird. Während es andererseits möglich ist, das gesamte Material des Übertragungselements einer Behandlung zu unterziehen und zu versteifen, erscheint es besonders vorteilhaft, einzelne Verformbarkeitsbereiche/Gelenkbereiche vorzusehen, in denen eine besonders einfache Verformbarkeit vor der Versteifung gegeben ist und in denen durch die Versteifung eine Stabilisierung eintreten kann. Insbesondere können beispielsweise zwei solcher Gelenkbereiche bei einem Übertragungselement vorgesehen sein.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Übertragungselement durch Herstellung von Verbindungen zwischen einzelnen Teilen des Übertragungselements versteift wird. Mit einer aufgesetzten Klammer können verschiedene Teile des Übertragungselements, die jeweils auf unterschiedlichen Seiten eines Gelenkbereichs liegen, zueinander kraftschlüssig fixiert werden. Auch eine formschlüssige Fixierung ist durch Anbringen einer entsprechenden Schiene denkbar.
  • Es kann auch daran gedacht werden, einen Steg, eine Leiste oder eine Schweißrippe im Oberflächenbereich des Übertragungselements aufzusetzen und durchgehend oder punktweise an dem Übertragungselement zu fixieren, um eine Versteifung zu erreichen.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass die Anpassung des Übertragungselements durch Biegen oder Knicken von wenigstens zwei Verformbarkeitsbereichen des Übertragungselements in unterschiedlichen Ebenen bewirkt wird. Die Verformbarkeitsbereiche des Übertragungselements können von Anfang an lediglich eine Verformung in einer einzigen Ebene pro Verformbarkeitsbereich zulassen, so dass eine Formanpassung in mehreren Ebenen durch Verformung mehrerer Verformbarkeitsbereiche möglich ist. Dies hat den Vorteil, dass zur Stabilisierung des gesamten Übertragungselements dann jeder Verformbarkeitsbereich nur noch in einer einzigen Ebene durch Versteifung festgelegt werden muss.
  • Die notwendigen Formen, die zur Anpassung an die übrigen Teile der mechanischen Vorrichtung bei dem Übertragungselement realisierbar sein sollen, sind dennoch bei geeigneter Auswahl der Freiheitsgrade erzielbar.
  • Das Festlegen der Verformbarkeitsbereiche ist insbesondere dann, wenn diese nur eine Verformbarkeit in einer Ebene zulassen, besonders einfach durch ein Festklemmen mittels einer Klammer oder einer Schiene möglich, wenn diese Art der Festlegung bevorzugt wird.
  • Die Erfindung bezieht sich außer auf ein Verfahren zur Herstellung einer mechanischen Vorrichtung mit einem Übertragungselement auch auf ein solches Übertragungselement, das in erfindungsgemäßer Weise einsetzbar ist. Insofern ist gemäß der Erfindung ein Übertragungselement zur Übertragung einer Stellgröße zwischen einem Aktuator einerseits und einem Stellelement andererseits vorgesehen, bei dem wenigstens ein Verformbarkeitsbereich vorgesehen ist, in dem das Übertragungselement vor einer Anpassung verformbar, insbesondere biegbar ist und der durch die Änderung von Materialeigenschaften oder Hinzufügung eines weiteren Materials versteifbar ist.
  • Ein derartiges Übertragungselement kann vorteilhaft dadurch ausgestaltet sein, dass es wenigstens teilweise aus einem aushärtbaren Material besteht oder mit einem aushärtbaren Material füllbar oder gefüllt ist. Es kann zu diesem Zweck einen entsprechenden Hohlraum mit einem Füllventil aufweisen. Der Hohlraum kann sich über mehrere Verformbarkeitsbereiche erstrecken, oder es kann für jeden Verformbarkeitsbereich ein separater Hohlraum zur Füllung mit aushärtbarem Material vorgesehen sein.
  • Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht ein Übertragungselement zur Übertragung einer Stellgröße zwischen einem Aktuator einerseits und einem Stellelement andererseits vor, das durch wenigstens einen, insbesondere zwei Verformbarkeitsbereiche gekennzeichnet ist, in denen das Übertragungselement verformbar ist, sowie durch einen oder mehrere mit einem versteifbaren Material füllbare Hohlräume.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels in Figuren einer Zeichnung dargestellt und nachfolgend erläutert. Dabei zeigt
  • 1 schematisch eine Querschnittsansicht eines Abgas-Turboladers,
  • 2 schematisch eine dreidimensionale Ansicht eines Übertragungselements,
  • 3 eine Ansicht eines weiteren Übertragungselements,
  • 4 die Ansicht eines Übertragungselements während eines Aushärtvorgangs,
  • 5 ein weiteres Übertragungselement,
  • 6 eine weitere Darstellung eines Übertragungselements mit zwei Gelenkbereichen und
  • 7 eine weitere Darstellung eines Übertragungselements.
  • 1 zeigt schematisch eine mechanische Vorrichtung in Form eines Abgas-Turboladers mit einem sogenannten Wastegateventil 1. Grundsätzlich weist ein derartiger Abgas-Turbolader einen Turbinenteil mit einer Turbine 2 auf, die sich im Abgasstrom 3 bewegt und von diesem angetrieben wird. Der Abgasstrom 3 wird von den Verbrennungsräumen eines schematisch dargestellten Verbrennungskraftmotors 4 ausgestoßen und durch einen Ausstoßkanal 5 zu einem Auspuffsystem bewegt. Der Gasströmung des Abgasstroms wird dabei durch die Turbine 2 Energie entzogen.
  • Die Turbine 2 ist über eine mehrfach drehbar gelagerte Welle 6 des Turboladers mit einem Verdichter/Kompressor 7 verbunden, dergestalt, dass die Turbine 2 über die Welle 6 den Kompressor 7 direkt antreibt. Der Kompressor 7 ist seinerseits in einem Ansaugkanal 8 positioniert, durch den Frischluft über einen Ansaugstutzen 9 angesaugt und zu dem Verbrennungsmotor 4, genauer zu dessen Verbrennungsräumen, bewegt wird.
  • Der Ansauggasstrom 10 wird durch den Verdichter/Kompressor 7 komprimiert und auf einen höheren Ansaugdruck aufgeladen. Damit steht dem Verbrennungsmotor 4 eine vergrößerte Frischluftmenge auf hohem Druckniveau zur Verfügung, was zu einer Leistungssteigerung des Verbrennungsmotors 4 führt.
  • Mit steigender Leistung des Verbrennungsmotors 4 steigt die Leistung der Turbine 2 und damit auch die Aufladung durch den Verdichter 7. Die Temperatur des Ansauggasstroms 10 erhöht sich, wobei der Ansauggasstrom durch einen im Ansaugkanal 8 vorgesehenen Ladestromkühler gekühlt werden kann. Jedoch soll verhindert werden, dass der Ladedruck bestimmte Grenzen übersteigt, da einerseits die Belastung des Motors unerwünscht steigen kann und andererseits auch thermische Belastungen, insbesondere im Ausstoßkanal 5, zu groß werden können.
  • Zur Regelung der Aufladung des Turboladers ist ein sogenanntes Wastegateventil 1 vorgesehen, das als Bypassventil für den Abgasstrom 3 vorgesehen ist. Der Abgasstrom 3 kann auf dem Weg über die Turbine 2 bzw. den zu dieser führenden Kanal 11 zum Ausstoßkanal 5 geleitet werden, oder über den Bypasskanal 12 durch das Wastegateventil 1 an der Turbine 2 vorbei.
  • Das Wastegateventil 1 wird dabei über einen Aktuator 13 eines Druckmesssensors 14 mechanisch mittels eines Übertragungselements 15 angesteuert. Der Aktuator 13 kann beispielsweise als Stößel ausgebildet sein, der mit einem Kolben 16 bzw. einer Membran in einer Druckmessdose verbunden ist. Der Kolben 16 bzw. die Membran sind innerhalb der Druckmessdose dem Ladedruck auf der Kompressorseite des Turboladers über eine Öffnung 17 ausgesetzt, die die Verbindung zwischen dem Ansaugkanal 8 und dem Inneren des Druckmesssensors 14 herstellt. Bei einem erhöhten Ladedruck wird somit der Kolben / die Membran 16 in 1 nach rechts gedrückt, so dass diese Bewegung sich über das Übertragungselement 15 zu dem Wastegateventil 1 hin fortsetzt. Ein Stößel 18 an dem Wastegateventil 1, der mit einer Ventilklappe 19 verbunden ist, stellt somit gemeinsam mit der Ventilklappe das Stellelement des Ventils dar. In 1 ist die Ventilklappe 19 in zwei Stellungen dargestellt, zwischen denen die Ventilklappe durch eine Schwenkbewegung um einen Anlenkpunkt 20 bewegbar ist. Damit wird der Bypasskanal 12 in der einen Stellung der Ventilklappe versperrt und in der anderen Stellung geöffnet.
  • Die Ausgestaltung des Wastegateventils 1 in der beschriebenen Art stellt nur eine der möglichen Gestaltungen eines mechanisch ansteuerbaren Ventils dar.
  • Es wird aus dem oben Beschriebenen deutlich, dass die Länge und Form des Übertragungselements 15 sowie die Montagetoleranzen auf der linken Seite in der Verbindung mit dem Aktuator 13 einerseits und in der Verbindung mit dem Stößel 18 andererseits darüber bestimmen, bei welchem Ladedruck die Ventilklappe 19 geschlossen ist und bei welchem Ladedruck sie öffnet.
  • Die Montage und Justierung des Übertragungselements 15 zwischen dem Aktuator 13 und dem Stößel 18 bzw. dem aus dem Stößel 18 und der Ventilklappe 19 bestehenden Stellelement ist damit für das gewünschte Funktionieren des Turboladers entscheidend.
  • Gemäß der Erfindung ist das Übertragungselement 15 vor der Montage verformbar, so dass es zur Montage in die gewünschte Form und Länge gebogen oder in anderer Weise verformt werden kann. Im Zuge der Montageschritte wird das Übertragungselement dann wenigstens teilweise versteift, so dass der bei der Montage hergestellte Zustand, in dem die Toleranzen in gewünschter Weise ausgeglichen sein können, stabilisiert wird. Weitere Einstellmöglichkeiten an dem Übertragungselement sind aus diesem Grund nicht notwendig.
  • 2 zeigt beispielhaft ein Übertragungselement 15' mit einer ersten Anlenköse 21 zum Anlenken an den Aktuator 13 sowie einer zweiten Anlenköse 22 zum Anlenken an den Stößel 18. Zwischen den Anlenkösen 21, 22 ist ein Hohlraum 23 vorgesehen, der teilweise aufgebrochen dargestellt ist und der über ein Ventil 24 beispielsweise mit einem härtbaren Harz füllbar ist. Damit kann das harzgefüllte Übertragungselement 15' zunächst bei der Montage in Form gebracht, d.h. gestaucht oder gebogen, und danach ausgehärtet werden. Das Aushärten kann beispielsweise durch Zugabe einer chemisch wirksamen Härtungskomponente, durch Wärmeeinwirkung oder durch Bestrahlung erfolgen.
  • Das Härten kann sowohl im eingebauten Zustand zwischen dem Aktuator 13 und dem Stößel 18 als auch in dem vorgeformten Zustand nach einer Entnahme aus dem Turbolader geschehen, wobei das Übertragungselement 15' in diesem Fall nach dem Aushärten wieder eingesetzt wird.
  • 3 zeigt eine Ansicht eines Übertragungselements mit drei festen Bereichen 30, 31, 32, die entlang der Längserstreckung des Übertragungselements mit zwei Verformbarkeitsbereichen 25, 26 abwechseln. Damit liegt jeweils ein Verformbarkeitsbereich 25, 26 zwischen zwei festen Bereichen 30, 31, 32. Die Verformbarkeitsbereiche 25, 26 weisen außen in Umfangsrichtung umlaufende Rippen zum Ausgleich von Biegebewegungen auf, sowie in ihrem Inneren jeweils einen Hohlraum 33, 34 oder auch einen gemeinsamen verbundenen Hohlraum. Die einzelnen Hohlräume sind mittels Ventilen 27, 27' mit einem härtbaren Werkstoff, beispielsweise einem vulkanisierbaren Gummi oder einem aushärtbaren Gießharz, füllbar.
  • Die Anlenklösen 21', 22' des Übertragungselements können somit bei der Montage mit dem Aktuator 13 einerseits und dem Stellelement/Stößel 18 andererseits verbunden werden, und dabei kann das Übertragungselement in die richtige Form gebogen werden. Die einzelnen Verformbarkeitsbereiche/Gelenkbereiche 25, 26 können dabei jeweils auch bevorzugte Ebenen aufweisen, in denen sie biegbar sind.
  • Nach der Anpassung oder bereits vor der Anpassung können die Hohlräume 33, 34 befüllt werden, und der eingefüllte Werkstoff kann nach der Anpassung versteift werden.
  • In 4 ist zur näheren Erläuterung ein ähnliches Übertragungselement wie in 3 darstellt, wobei zudem zwei Strahlungsquellen 28, 29 dargestellt sind, die die Bestrahlung der Hohlräume 33, 34 in den Verformbarkeitsbereichen 25, 26 zur Versteifung des gesamten Übertragungselements ermöglichen. Solche Strahlungsquellen können stationär vorgesehen sein und dazu dienen, das Übertragungselement zum Aushärten aus dem Turbolader zu entnehmen und separat auszuhärten, oder sie können auch zur Anwendung bei der Versteifung des Übertragungselements im montierten Zustand transportabel sein.
  • In 5 ist ein Übertragungselement 15'' vorgesehen, bei dem zwei Verformungsbereiche/Gelenkbereiche 25', 26' durch Klammern 35, 36 festgelegt sind. Die Klammern 35, 36 weisen jeweils Schellen auf, die an den festen Bereichen 30', 31', 32' mittels Schraubverbindungen festgeklemmt werden, und Verbindungsstangen 36, 37, um die Klammern 35, 36 über die Verformungsbereiche hinweg festzulegen oder zu versteifen. Diese Variante hat den Vorteil, dass durch Entfernung oder Lockerung der Klammern 35, 36 auch eine Nachjustierung des Übertragungselements möglich ist, da die Verformungsbereiche 25', 26' in sich nicht versteift werden. Sie können beispielsweise aus einem relativ steifen Gummi bestehen.
  • 6 zeigt zur Verdeutlichung die Einteilung eines Übertragungselements 15'' aus 5 in feste Bereiche und Verformungsbereiche 25', 26' ohne Klammern.
  • 7 zeigt schematisch ein Übertragungselement ähnlich dem in 6 dargestellten, wobei die Verformungsbereiche/Gelenkbereiche 25', 26' nur gestrichelt angedeutet sind und wobei die Versteifung der Verformungsbereiche durch außen aufgebrachte, härtbare Bandagen bewirkt ist. Solche Bandagen können beispielsweise Faservliese sein, die mit einem aushärtbaren Harz getränkt sind oder getränkt werden können. Diese können nach der Anpassung des Übertragungselements zur Versteifung des Übertragungselements 15'' ebenso gehärtet werden wie ein Material, das in das Innere entsprechender Hohlräume eingefüllt wird.

Claims (13)

  1. Verfahren zur Herstellung einer mechanischen Vorrichtung, insbesondere eines Abgas-Turboladers, mit einer Steuer- oder Regeleinrichtung (13, 14, 15, 16, 17, 18, 19) und einem mechanischen Übertragungselement (15, 15', 15''), das mittelbar oder unmittelbar mit einem Aktuator (13) einerseits und einem Stellelement (18, 19) andererseits zur Übertragung einer Stellgröße verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungselement (15, 15', 15'') vor der Verbindung mit dem Aktuator (13) und dem Stellelement (18, 19) verformbar ist und in verformbarem Zustand an die übrigen Bauteile der Vorrichtung angepasst und nach der Anpassung durch Reduzierung seiner Verformbarkeit fixiert wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungselement (15, 15', 15'') fixiert wird, nachdem es mit dem Aktuator (13) einerseits und dem Stellelement (18, 19) andererseits verbunden wurde.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungselement (15, 15', 15'') fixiert wird, bevor es mit dem Aktuator (13) einerseits und dem Stellelement (18, 19) andererseits verbunden wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungselement (15, 15', 15'') durch eine Materialversteifung versteift wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Hohlraum (23, 33, 34) des Übertragungselements (15, 15', 15'') wenigstens teilweise mit einem versteifbaren Material füllbar ist.
  6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Teil des Übertragungselements (15, 15', 15'') durch Anwendung von Wellen- oder Teilchenbestrahlung und/oder Wärmestrahlung oder chemische Einwirkung versteift wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungselement (15, 15', 15'') durch Änderung einer geometrischen Form versteift wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungselement (15, 15', 15'') durch Festlegung von zwischen seinen verschiedenen Teilen (30, 30', 31, 31', 32, 32') vorgesehenen Gelenkbereichen (25, 25', 26, 26') versteift wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungselement (15, 15', 15'') durch Herstellung von Verbindungen (35, 36, 37, 38) zwischen einzelnen Teilen (30, 30', 31, 31', 32, 32') des Übertragungselements (15, 15', 15''') versteift wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpassung des Übertragungselements (15, 15', 15'') durch Biegen oder Knicken von wenigstens zwei Verformbarkeitsbereichen (25, 25', 26, 26') des Übertragungselements (15, 15', 15'') in unterschiedlichen Ebenen bewirkt wird.
  11. Übertragungselement zur Übertragung einer Stellgröße zwischen einem Aktuator (13) einerseits und einem Stellelement (18, 19) andererseits, gekennzeichnet durch wenigstens einen Verformbarkeitsbereich (25, 25', 26, 26'), in dem das Übertragungselement vor einer Anpassung verformbar, insbesondere biegbar ist und der durch die Änderung von Materialeigenschaften oder Hinzufügung von weiterem Material versteifbar ist.
  12. Übertragungselement nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass es wenigstens teilweise aus einem aushärtbaren Material besteht oder mit einem aushärtbaren Material füllbar ist.
  13. Übertragungselement zur Übertragung einer Stellgröße zwischen einem Aktuator (13) einerseits und einem Stellelement (18, 19) andererseits, gekennzeichnet durch wenigstens einen Verformbarkeitsbereich (25, 25', 26, 26'), in dem das Übertragungselement verformbar ist, sowie durch einen mit einem versteifbaren Material füllbaren Hohlraum (23, 33, 34).
DE102014204849.4A 2014-03-17 2014-03-17 Verfahren zur Herstellung einer mechanischen Vorrichtung mit einem Übertragungselement sowie Übertragungselement zur Übertragung einer Stellgröße Withdrawn DE102014204849A1 (de)

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