DE102009030520A1 - Control valve arrangement for turbocharger, has sealing device for sealing flap shaft at sealing position, where sealing device comprises springy sealing lip that presses under pre-tension on sealing position - Google Patents

Control valve arrangement for turbocharger, has sealing device for sealing flap shaft at sealing position, where sealing device comprises springy sealing lip that presses under pre-tension on sealing position Download PDF

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Abstract

The arrangement (1) has a flap shaft (5) connected with an adjusting rod (7) of a drive (8) via an outer flap lever (6). The flap shaft is connected with a flap plate (4) via an inner flap lever (9). The flap shaft is guided by a socket into the turbine housing. A sealing device i.e. metallic y-seal, seals the flap shaft at a sealing position. The sealing device comprises a springy sealing lip that presses under pre-tension on the sealing position. The sealing lip comprises a retaining section, which is fixed at the flap lever.

Description

Die Erfindung betrifft eine Regelklappenanordnung eines mit einem Turbinengehäuse versehenen Abgasturboladers gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.The The invention relates to a butterfly valve assembly of a turbine housing Exhaust gas turbocharger according to the preamble of claim 1.

Eine derartige Regelklappenanordnung ist in 6 schematisch vereinfacht dargestellt. Die Regelklappenanordnung K weist eine in einer Buchse B im Turbinengehäuse gelagerte Klappenwelle KW auf, an der ein Klappenteller K angebracht ist.Such a butterfly valve assembly is in 6 shown schematically simplified. The regulating flap arrangement K has a flap shaft KW which is mounted in a bushing B in the turbine housing and to which a flap plate K is attached.

Die Klappenwelle weist zur Abdichtung zunächst eine Dichtscheibe DS auf, die mit geringem Spiel auf der Klappenwelle KW angebracht ist, so dass sie auf dieser axial verschieblich ist. Die Dichtscheibe DS ist zwischen einer Stirnfläche der Buchse B und der Klappenwelle KW angeordnet.The Flap shaft initially has a sealing washer DS for sealing, which is attached with little play on the valve shaft KW, so that she is axially displaceable on this. The gasket DS is between an end face the bush B and the flap shaft KW arranged.

Gemäß der in 6 gewählten Darstellung oberhalb dieser Dichtscheibe S ist ferner eine Anordnung von Kolbenringen KR zwischen der Klappenwelle KW und der Buchse B vorgesehen. Dieses bekannte System ist nur unzureichend dazu in der Lage, die im Betrieb auftretenden Spalte und Spiele (Laufspiele, Verkippen, Rotation) auszugleichen, so dass sich der Nachteil ergibt, dass der Austritt von Abgas mit Ruß als Leckgas in die Motorperipherie nicht in zufriedenstellender Weise verhindert werden kann.According to the in 6 selected representation above this sealing disc S is also an arrangement of piston rings KR between the flapper shaft KW and the socket B is provided. This known system is insufficiently able to compensate for the gaps and play occurring during operation (running, tilting, rotation), so that there is the disadvantage that the discharge of exhaust gas with soot as a leak gas into the engine periphery is not satisfactory can be prevented.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Regelklappenanordnung der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art zu schaffen, die auf sichere Art und Weise eine Abdichtung zwischen der Buchse und der Klappenwelle ermöglicht.It is therefore an object of the present invention, a butterfly valve assembly to specify the type specified in the preamble of claim 1, the in a safe way a seal between the bushing and the flap shaft allows.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruches 1.The solution This object is achieved by the features of claim 1.

Dadurch, dass die Dichteinrichtung eine federnde Dichtlippe aufweist, die unter Vorspannung auf die Dichtstelle drückt, ergibt sich die Möglichkeit, in allen Betriebszuständen eine sichere Anlage der Dichtlippe an der Dichtstelle zu gewährleisten, so dass die Umgebung komplett gegen den Austritt von Abgas und/oder Ruß abgeschirmt werden kann.Thereby, the sealing device has a resilient sealing lip which Presses under bias on the sealing point, the possibility arises in all operating states to ensure a secure contact of the sealing lip at the sealing point, so that the environment is completely against the escape of exhaust gas and / or Soot shielded can be.

Denn mit der erfindungsgemäßen Anordnung können Spiele und Spalte während des Betriebes ausgeglichen werden, so dass Emissionen in die Motorperipherie und damit in die Umwelt verhindert werden können.Because with the inventive arrangement can Games and column during of the operation are compensated, so that emissions into the engine peripherals and thus be prevented in the environment.

Vielmehr werden sämtliche Abgase dazu gezwungen, den Katalysator und den Partikelfilter zu passieren.Much more be all Exhaust gases forced to pass through the catalyst and the particulate filter.

Die Unteransprüche haben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt.The under claims have advantageous developments of the invention to the content.

Die erfindungsgemäße Dichteinrichtung ist vorzugsweise als metallische Dichtung ausgebildet, die als einteilige Dichtanordnung oder auch als zweiteilige Dichtanordnung ausgebildet werden kann, die auch als ”Y-Dichtung” bezeichnet wird.The sealing device according to the invention is preferably formed as a metallic seal, as a one-piece Sealing arrangement or designed as a two-part sealing arrangement which can also be called "Y-seal" becomes.

Hierbei ist es möglich, die Dichteinrichtung entweder auf dem Klappenhebel zu fixieren, so dass die Dichtlippe auf einer Stirnfläche der Buchse an der Dichtstelle aufliegt oder die Dichteinrichtung wird über ihren Halteabschnitt an der Buchse fixiert, so dass dementsprechend die Dichtlippe an einer Dichtstelle am Klappenhebel aufliegt.in this connection Is it possible, to fix the sealing device either on the flap lever, so that the sealing lip on a face of the socket at the sealing point rests or the sealing device is about their holding section fixed to the socket, so that accordingly the sealing lip on a Sealing point rests on the flap lever.

Ebenfalls ist es möglich, die Dichteinrichtung an dem dem Klappenhebel gegenüber liegenden Ende der Klappenwelle zu fixieren, so dass dann die Dichtlippe auf einer des Klappentellers zugewandten Stirnfläche der Buchse angeordnet ist. Bevorzugt ist jedoch die Anordnung der Dichteinrichtung am Klappenhebel, da dort die Montage einfacher durchzuführen ist.Also Is it possible, the sealing device at the end opposite the flap lever to fix the flap shaft, so that then the sealing lip on a the flap plate facing end face of the socket is arranged. However, the arrangement of the sealing device on the flap lever is preferred, because there the assembly is easier to perform.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Es zeigt:Further Details, advantages and features of the present invention result from the following description of exemplary embodiments with reference to FIG Drawing. It shows:

1 eine perspektivische geschnittene Darstellung eines erfindungsgemäßen Abgasturboladers, 1 a perspective sectional view of an exhaust gas turbocharger according to the invention,

2 eine Teilansicht einer erfindungsgemäßen Regelklappenanordnung im Bereich des äußeren Klappenhebels, 2 a partial view of a control flap arrangement according to the invention in the region of the outer flap lever,

3 eine der 2 entsprechende Darstellung einer zweiten Ausführungsform der Regelklappenanordnung, 3 one of the 2 corresponding representation of a second embodiment of the butterfly valve assembly,

4 eine Darstellung einer dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Regelklappenanordnung, 4 a representation of a third embodiment of the control flap assembly according to the invention,

5 eine Darstellung einer vierten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Regelklappenanordnung, und 5 a representation of a fourth embodiment of the control flap assembly according to the invention, and

6 eine Regelklappenanordnung gemäß dem Stand der Technik. 6 a control flap assembly according to the prior art.

In 1 ist ein Abgasturbolader 3 dargestellt, der ein Turbinengehäuse 2 aufweist, in dem eine erfindungsgemäße Regelklappenanordnung 1 angeordnet werden kann, die nachfolgend unter Bezugnahme auf die 2–5 näher erläutert werden wird.In 1 is an exhaust gas turbocharger 3 shown, which is a turbine housing 2 in which a control flap arrangement according to the invention 1 can be arranged below with reference to the 2 - 5 will be explained in more detail.

Die Regelklappenanordnung 1 weist einen Klappenteller 4 und eine Klappenwelle 5 auf, die über einen äußeren Klappenhebel 6 mit einer Regelstange 7 eines Antriebes 8 verbunden ist.The butterfly valve assembly 1 has a flap plate 4 and a flap shaft 5 on, which has an outer flap lever 6 with a control rod 7 a drive 8th connected is.

Die Klappenwelle 5 ist ferner über einen Klappenwellenhebel 9 mit dem Klappenteller 4 verbunden und mittels einer Buchse 10 im Turbinengehäuse 2 geführt.The flap shaft 5 is also via a flap shaft lever 9 with the flap plate 4 connected and by means of a socket 10 in the turbine housing 2 guided.

Ansonsten weist der Abgasturbolader 3 natürlich sämtliche anderen üblichen Teile eines derartigen Laders auf, die jedoch für die Erläuterung vorliegenden Erfindung nicht erforderlich sind und dementsprechend nicht näher beschrieben werden.Otherwise, the exhaust gas turbocharger 3 Of course, all other common parts of such a supercharger, which, however, are not required for the explanation of the present invention and are therefore not described in detail.

Die erste Ausführungsform der Regelklappenanordnung 1 ist in 2 verdeutlicht. 2 zeigt hierbei den Bereich des äußeren Klappenhebels 6 und dementsprechend den in diesem Bereich befindlichen Abschnitt der Klappenwelle 5 und der Buchse 10. Hierbei ist bei der in 1 dargestellten ersten Ausführungsform eine Dichteinrichtung 11 vorgesehen, die eine Dichtlippe 14 aufweist, die über einen Halteabschnitt 5 am Klappenhebel 6 fixiert ist. Wie sich aus der Darstellung der 2 ergibt, ist die in dieser Figur dargestellte Ausführungsform der Dichteinrichtung 11 eine einlagige Dichtung, die einen im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt aufweist. Aus der Darstellung der 2 wird ferner die federnde Ausbildung der Dichtlippe 14 ersichtlich, die im Montagezustand auf eine Stirnfläche 16 der Buchse 10 drückt, so dass sich auf dieser Stirnfläche 16 eine erste Dichtstelle 12 ergibt. Eine zweite Dichtstelle 13 ergibt sich an dem Anlagepunkt des Halteabschnitts 15 am Klappenhebel 6. Die Fixierung des Halteabschnittes 15 am Klappenhebel 6 kann auf unterschiedliche Art und Weise, wie beispielsweise durch eine Schweißung oder eine Schraubverbindung oder Ähnliches, bewerkstelligt werden.The first embodiment of the butterfly valve assembly 1 is in 2 clarified. 2 shows the area of the outer flap lever 6 and, accordingly, the portion of the valve shaft located in this area 5 and the socket 10 , Here is in the in 1 illustrated first embodiment of a sealing device 11 provided a sealing lip 14 which has a holding section 5 at the flap lever 6 is fixed. As can be seen from the presentation of 2 shows is the embodiment of the sealing device shown in this figure 11 a single-layer gasket having a substantially U-shaped cross-section. From the representation of 2 Furthermore, the resilient design of the sealing lip 14 seen in the assembled state on an end face 16 the socket 10 presses, so that is on this face 16 a first sealing point 12 results. A second sealing point 13 arises at the contact point of the holding section 15 at the flap lever 6 , The fixation of the holding section 15 at the flap lever 6 can be accomplished in a variety of ways, such as by a weld or a threaded connection or the like.

In 3 ist eine zweite Ausführungsform der Dichteinrichtung 11 dargestellt, wobei in diesem Falle eine zweilagige oder auch Y-Dichtung vorgesehen ist, die zwei Dichtlippen 14 und 17 aufweist, die wiederum über einen Halteabschnitt 15 am Klappenhebel 6 fixiert sind. Wie sich aus der 3 ergibt, liegt hierbei die Dichtlippe 14 wiederum auf der Stirnfläche 16 der Buchse 10 auf, so dass sich wiederum die Dichtstelle 12 ergibt. Die zweite Dichtlippe 17 liegt federnd auf einer der Stirnfläche 16 gegenüberliegenden Stirnfläche 18 des Klappenhebels 6 an, so dass beide Dichtlippen 14 und 17 unter Vorspannung an den jeweiligen Dichtpunkten 12 bzw. 13 anliegen und somit auf sichere Art und Weise Spiele und Spalte zur Verhinderung des Austritts von Abgas oder Ruß ausgleichen können. Durch die Fixierung des Halteabschnitts 15 am Klappenhebel 6 ergibt sich am Fixierungspunkt eine zusätzliche Dichtstelle.In 3 is a second embodiment of the sealing device 11 represented, in which case a two-layer or Y-seal is provided, the two sealing lips 14 and 17 which in turn has a holding section 15 at the flap lever 6 are fixed. As is clear from the 3 results, here is the sealing lip 14 again on the face 16 the socket 10 on, so that in turn the sealing point 12 results. The second sealing lip 17 lies resiliently on one of the end face 16 opposite end face 18 of the flap lever 6 on, so that both sealing lips 14 and 17 under prestress at the respective sealing points 12 respectively. 13 abuts and thus safely play and gaps to prevent the escape of exhaust gas or soot can compensate. By fixing the holding section 15 at the flap lever 6 results at the fixing point an additional sealing point.

Die dritte Ausführungsform gemäß 4 entspricht betreffend den Aufbau der Dichteinrichtung 11 im Wesentlichen der Ausführungsform der 2, wobei allerdings in diesem Falle die Dichteinrichtung 11 an dem dem Klappenhebel gegenüber liegenden Ende der Klappenwelle 5 angebracht ist. Dementsprechend wird der Halteabschnitt 15 am Klappenwellenhebel 9 fixiert und die Dichtlippe 14 legt sich an eine Stirnfläche 19 der Buchse 10 an. Ansonsten entspricht der Aufbau demjenigen der Ausführungsform gemäß 2, so dass auf die dortigen Ausführungen verwiesen werden kann.The third embodiment according to 4 corresponds to the structure of the sealing device 11 essentially the embodiment of the 2 However, in this case, the sealing device 11 at the end of the flap shaft opposite the flap lever 5 is appropriate. Accordingly, the holding portion 15 on the flap shaft lever 9 fixed and the sealing lip 14 lies down on an end face 19 the socket 10 at. Otherwise, the structure corresponds to that of the embodiment according to 2 so that reference can be made to the statements there.

Die vierte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Regelklappenanordnung 1 ist in 5 dargestellt und entspricht im Hinblick auf das Vorstehen einer Y-Dichtung derjenigen der 3. Auch bei dieser Anordnung ist jedoch die Dichteinrichtung 11 an dem Klappenwellenhebel 9 über ihren Halteabschnitt 15 festgelegt, wobei sich die Dichtlippen 14 und 17 jeweils federnd an der Stirnfläche 19 der Buchse 10 bzw. an der Stirnfläche 20 des Klappenwellenhebels 9 anlegen und somit die jeweiligen Dichtstellen bilden und die zuvor erläuterte Abdichtwirkung bewerkstelligen.The fourth embodiment of the control flap arrangement according to the invention 1 is in 5 is shown and corresponds with regard to the projection of a Y-seal of the 3 , Even with this arrangement, however, the sealing device 11 on the flap shaft lever 9 over her holding section 15 set, with the sealing lips 14 and 17 each spring on the face 19 the socket 10 or at the end face 20 the flap shaft lever 9 create and thus form the respective sealing points and accomplish the above-described sealing effect.

Obwohl die Ausführungsform gemäß den 2 und 3 aufgrund ihrer einfacheren Montagemöglichkeit bevorzugt ist, ergeben sich vom Prinzip her dieselben Vorteile mit den Ausführungsformen gemäß den 4 und 5, wobei es darüber hinaus möglich ist, sowohl im Bereich des Klappenhebels wie im Bereich der Spindel eine Dichteinrichtung gemäß einer der zuvor erläuterten Ausführungsvarianten vorzusehen.Although the embodiment according to the 2 and 3 Due to their ease of mounting option is preferred, arise in principle the same advantages with the embodiments according to the 4 and 5 , wherein it is also possible to provide both in the region of the flap lever as in the region of the spindle, a sealing device according to one of the previously described embodiments.

Neben der voranstehenden schriftlichen Offenbarung der Erfindung wird hiermit explizit auf deren zeichnerische Darstellung in den 1 bis 6 verwiesen.In addition to the above written disclosure of the invention is hereby explicitly on their graphic representation in the 1 to 6 directed.

11
RegelklappenanordnungControl valve arrangement
22
Turbinengehäuseturbine housing
33
Abgasturboladerturbocharger
44
Klappentellerflap plate
55
Klappenwelleflap shaft
66
Klappenhebelflap lever
77
Regelstangecontrol rod
88th
Antriebdrive
99
KlappenwellenhebelFlap shaft lever
1010
BuchseRifle
1111
Dichteinrichtungsealing device
12, 1312 13
Dichtstellensealing points
14, 1714 17
Dichtlippesealing lip
1515
Halteabschnittholding section
16–2016-20
Stirnflächeface
KK
Regelklappenanordnung/KlappentellerControl valve arrangement / flap plate
BB
BuchseRifle
KWKW
Klappenhebelflap lever
OSOS
Dichtscheibesealing washer
SS
KlappenwellenhebelFlap shaft lever
KRKR
Kolbenringepiston rings
DSPDSP
Dichtspaltesealing gaps

Claims (10)

Regelklappenanordnung (1) eines mit einem Turbinengehäuse (2) versehenen Abgasturboladers (3) – mit einem Klappenteller (4); – mit einer Klappenwelle (5); • die über einen äußeren Klappenhebel (6) mit einer Regelstange (7) eines Antriebs (8) verbunden ist, • die über einen inneren Klappenwellenhebel (9) mit dem Klappenteller (4) verbunden ist, und • die mittels einer Buchse (10) im Turbinengehäuse (2) geführt ist, und – mit einer Dichteinrichtung (11) zur Abdichtung der Klappenwelle (5) an zumindest einer Dichtstelle (12, 13), dadurch gekennzeichnet, – dass die Dichteinrichtung (11) zumindest eine federnde Dichtlippe (14) aufweist, die unter Vorspannung auf die Dichtstelle (12, 13) drückt.Regulating flap arrangement ( 1 ) one with a turbine housing ( 2 ) provided exhaust gas turbocharger ( 3 ) - with a flap plate ( 4 ); - with a flap shaft ( 5 ); • via an external flap lever ( 6 ) with a control rod ( 7 ) of a drive ( 8th ) connected via an inner flap shaft lever ( 9 ) with the flap plate ( 4 ), and • by means of a socket ( 10 ) in the turbine housing ( 2 ), and - with a sealing device ( 11 ) for sealing the flap shaft ( 5 ) at at least one sealing point ( 12 . 13 ), characterized in that - the sealing device ( 11 ) at least one resilient sealing lip ( 14 ), which under bias to the sealing point ( 12 . 13 ) presses. Regelklappenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtlippe (14) mit einem Halteabschnitt (15) versehen ist.Regulating flap arrangement according to claim 1, characterized in that the sealing lip ( 14 ) with a holding section ( 15 ) is provided. Regelklappenanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Halteabschnitt (15) am Klappenhebel (6) fixiert ist und die Dichtlippe (14) auf eine dem Klappenhebel (6) zugewandten Stirnfläche (16) der Buchse (10) drückt.Control flap arrangement according to claim 2, characterized in that the holding section ( 15 ) on the flap lever ( 6 ) is fixed and the sealing lip ( 14 ) on a flap lever ( 6 ) facing end face ( 16 ) of the socket ( 10 ) presses. Regelklappenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichteinrichtung (11) zwei federnde Dichtlippen (14, 17) aufweist, von denen eine (14) auf die Stirnfläche (16) der Buchse (10) und die andere (17) auf eine gegenüberliegende Stirnfläche (18) des Klappenhebels (6) drückt.Regulating flap arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that the sealing device ( 11 ) two resilient sealing lips ( 14 . 17 ), one of which ( 14 ) on the face ( 16 ) of the socket ( 10 ) and the other one ( 17 ) on an opposite end face ( 18 ) of the flap lever ( 6 ) presses. Regelklappenanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Halteabschnitt (15) an der Buchse (10) fixiert ist und die Dichtstelle (12, 13) am Klappenhebel (6) angeordnet ist.Control flap arrangement according to claim 2, characterized in that the holding section ( 15 ) on the socket ( 10 ) and the sealing point ( 12 . 13 ) on the flap lever ( 6 ) is arranged. Regelklappenanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Halteabschnitt (15) am inneren Klappenwellenhebel (9) fixiert ist und die Dichtlippe (14) auf einer dem Klappenwellenhebel zugewandten Stirnfläche (19) der Buchse (10) drückt.Control flap arrangement according to claim 2, characterized in that the holding section ( 15 ) on the inner flap shaft lever ( 9 ) is fixed and the sealing lip ( 14 ) on a the flap shaft lever facing end face ( 19 ) of the socket ( 10 ) presses. Regelklappenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichteinrichtung (11) zwei federnde Dichtlippen (14, 17) aufweist, von denen eine (14) auf die Stirnfläche (19) der Buchse (10) und die andere (17) auf eine gegenüberliegende Stirnfläche (20) des Klappenwellenhebels (9) drückt.Regulating flap arrangement according to claim 1, characterized in that the sealing device ( 11 ) two resilient sealing lips ( 14 . 17 ), one of which ( 14 ) on the face ( 19 ) of the socket ( 10 ) and the other one ( 17 ) on an opposite end face ( 20 ) of the flap shaft lever ( 9 ) presses. Regelklappenanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Halteabschnitt (15) an der Buchse (10) fixiert ist und die Dichtstelle (12, 13) am Klappenwellenhebel (9) angeordnet ist.Regulating flap arrangement according to claim 7, characterized in that the holding section ( 15 ) on the socket ( 10 ) and the sealing point ( 12 . 13 ) on the flap shaft lever ( 9 ) is arranged. Abgasturbolader (3) – mit einem Turbinengehäuse (2), und – mit einer im Turbinengehäuse (2) angeordneten Regelklappenanordnung (1) gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1, dadurch gekennzeichnet, – dass die Dichteinrichtung (11) zumindest eine federnde Dichtlippe (14) aufweist, die unter Vorspannung auf die Dichtstelle (12, 13) drückt.Exhaust gas turbocharger ( 3 ) - with a turbine housing ( 2 ), and - with one in the turbine housing ( 2 ) arranged control flap assembly ( 1 ) according to the preamble of claim 1, characterized in that - the sealing device ( 11 ) at least one resilient sealing lip ( 14 ), which under bias to the sealing point ( 12 . 13 ) presses. Abgasturbolader nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch wenigstens eines der Merkmale der Ansprüche 2 bis 8.Exhaust gas turbocharger according to claim 9, characterized by at least one of the features of claims 2 to 8.
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