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Die Erfindung betrifft eine Leitvorrichtung eines Abgasturboladers mit verstellbarer Turbinengeometrie gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie einen Abgasturbolader für eine Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 6.
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Aus der Offenlegungsschrift
DE 10 2006 051 628 A1 ist eine Leitvorrichtung für einen Abgasturboladers mit verstellbarer Turbinengeometrie bekannt. Die Leitvorrichtung umfasst einen Axialschieber und eine Verstellvorrichtung zur translatorischen Bewegung des Axialschiebers. Die Verstellvorrichtung umfasst dabei eine Verstellgabel, welche den Axialschieber umgreifend ausgebildet ist, wobei ein erster Gabelarm und ein zweiter Gabelarm jeweils eine Kontaktfläche aufweisen, mittels derer ein Körperkontakt zum Axialschieber herstellbar ist. Ein Führungsabschnitt der Verstellvorrichtung weist eine Öffnung zur Aufnahme eines Führungselementes auf. Mit Hilfe des Führungselementes ist eine entlang einer Achse, nämlich der Führungsachse des Führungselementes geführte und somit gesicherte Positionierung des Axialschiebers durchführbar. In den Führungsabschnitt greift ein Hebelende eines Verstellhebels der Verstellvorrichtung ein. Mit Hilfe des Verstellhebels ist eine Bewegung der Verstellgabel initiierbar.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Leitvorrichtung für einen Abgasturbolader mit verstellbarer Turbinengeometrie sowie einen Abgasturbolader für eine Brennkraftmaschine derart alternativ auszugestalten, dass unter Berücksichtigung eines einfachen und kostengünstigen Aufbaus eine klemmfreie Positionierung des Axialschiebers in jedem Betriebsbereich sichergestellt ist.
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Diese Aufgabe wird durch eine Leitvorrichtung für einen Abgasturbolader mit verstellbarer Turbinengeometrie mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch einen Abgasturbolader für eine Brennkraftmaschine gemäß dem Patentanspruch 6 gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Die erfindungsgemäße Leitvorrichtung weist dabei zur Aufnahme des Hebelendes eine Verstellgabel mit einer Eingriffsaussparung auf, wobei die Eingriffsaussparung und die Kontaktfläche bezüglich der Führungsachse der Öffnung der Verstellgabel richtungskonform positioniert sind. Die Kontaktfläche ist dazu ausgebildet einen Kontakt zwischen dem zu positionierenden Axialschieber und der Verstellgabel herzustellen. Das bedeutet, dass bei einer Positionierung des Axialschiebers ein erster Kraftangriffspunkt in der Kontaktfläche vorliegt. Ein zweiter Kraftangriffspunkt zur Positionierung des Axialschiebers liegt in der Eingriffsaussparung, in welcher das Hebelende des Verstellhebels kraftübertragend aufgenommen ist. Da beide Kraftangriffspunkte, welche zur Positionierung des Axialschiebers benötigt werden, bezüglich der Führungsachse richtungskonform positioniert sind, können die initiierten Momente teilweise oder sogar vollständig kompensiert werden. Durch diese teilweise oder vollständige Kompensation kann eine Kippneigung der Verstellgabel und damit ein Verklemmen im Betrieb, bzw. bei Positionierung des Axialschiebers verhindert werden.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Leitvorrichtung ist die Eingriffsaussparung in einem Führungsabschnitt der Verstellgabel vorgesehen, so dass eine ausreichende Festigkeit der Verstellgabel bei Positionierung des Axialschiebers sicher gestellt ist.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Leitvorrichtung ist der Führungsabschnitt mit der Verstellgabel zur weiteren Reduzierung der Kippneigung unbewegbar verbunden ist.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Leitvorrichtung ist das Hebelende in der Eingriffsaussparung bewegbar positioniert, so dass aufgrund der Bewegbarkeit eine Drehbewegung des Verstellhebels und damit des Hebelendes einem Klemmen des Hebelendes in der Eingriffsaussparung entgegengewirkt werden kann.
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In einer weiteren besonderen Ausgestaltung der Leitvorrichtung ist die Eingriffsaussparung zwischen der Führungsachse und einer Längsachse des Axialschiebers positioniert, wodurch die bei der Positionierung auftretenden Momente reduziert sind.
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Die Erfindung betrifft weiterhin einen Abgasturbolader für eine Brennkraftmaschine, welcher ein Gehäuse mit einem Abgasführungsabschnitt und ein im Gehäuse drehbar gelagertes Laufzeug mit einem Turbinenrad aufweist, wobei dem Abgasführungsabschnitt zur Änderung einer Beaufschlagung des Turbinenrades durch das Abgas eine erfindungsgemäße Leitvorrichtung zugeordnet ist.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung des Abgasturboladers ist zwischen der Verstellgabel und dem Führungselement ein Kontakt mit einer Länge ausgebildet, wobei das Führungselement einen effektiven Durchmesser aufweist. Zur Reduzierung des Verschleißes und zur Gewährleistung eines dauerhaften Betriebes des Abgasturboladers ist ein zwischen der Länge und dem Durchmesser gebildetes Verhältnis größer als 2 vorteilhaft.
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In einer weiteren Ausgestaltung des Abgasturboladers ist das Führungselement an seiner vom Turbinenrad abgewandten Seite in einer Konturhülse und an seiner dem Turbinenrad zugewandten Seite im Abgasführungsabschnitt abgestützt, wodurch bei hohen Temperaturschwankungen im Betrieb ein Verzug des Führungselementes vermeidbar ist.
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In einer weiteren, bevorzugten Ausgestaltung sind zur kostengünstigen Herstellung sowie zur einfachen Montage das Führungselement und die Öffnung zylinderförmig ausgestaltet.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weisen die Verstellgabel und der Axialschieber einen ersten Körperkontakt und einen zweiten Körperkontakt auf, wobei der erste Körperkontakt und der zweite Körperkontakt symmetrisch zu einer Führungsachse des Führungselementes angeordnet sind, wodurch eine Kippbewegung des Axialschiebers vermeidbar ist.
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Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen der Erfindung sind der Beschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen.
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Dabei zeigen:
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1 In einem Längsschnitt einen Abgasführungsabschnitt eines erfindungsgemäßen Abgasturboladers mit einer erfindungsgemäßen Leitvorrichtung,
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2 in einer perspektivischen Ansicht eine erfindungsgemäße Leitvorrichtung,
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3 in einem Längsschnitt der Abgasführungsabschnitt gem. 1, mit auf die Leitvorrichtung einwirkende Momente bei Positionierung des Axialschiebers in eine erste Position,
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4 in einem Längsschnitt der Abgasführungsabschnitt gem. 1, mit auf die Leitvorrichtung einwirkende Momente bei Positionierung des Axialschiebers in eine zweite Position,
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5 in einer perspektivischen Ansicht eine Leitvorrichtung gemäß dem Stand der Technik,
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6 in einem Längsschnitt ein Abgasführungsabschnitt eines Abgasturboladers gemäß dem Stand der Technik, mit einer Leitvorrichtung gem. 5, mit auf die Leitvorrichtung einwirkende Momente bei Positionierung des Axialschiebers in eine erste Position und
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7 in einem Längsschnitt der Abgasführungsabschnitt gem. 6, mit auf die Leitvorrichtung einwirkende Momente bei Positionierung des Axialschiebers in eine zweite Position.
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In den Figuren sind alle gleichen oder gleich wirkenden Bauteile mit denselben Bezugszeichen versehen.
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Eine Brennkraftmaschine weist ein Maschinengehäuse mit einem Zylinderkopf und einem Kurbelgehäuse auf. Der Zylinderkopf ist mit einem Frischluftstrang der Brennkraftmaschine und mit einem Abgastrakt der Brennkraftmaschine verbunden.
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Im Kurbelgehäuse sind Zylinder angeordnet, wobei jeder Zylinder einen axial bewegbaren Kolben aufweist. Des Weiteren ist im Kurbelgehäuse eine Kurbelwelle drehbar gelagert. Jeder Kolben ist mit Hilfe eines Pleuels mit der Kurbelwelle verbunden, so dass relevante Kolbenkräfte auf die Kurbelwelle übertragbar sind und in eine Drehbewegung der Kurbelwelle umgesetzt werden können.
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In den Zylindern der Brennkraftmaschine sind Brennräume zur Verbrennung eines Kraftstoff-Luftgemisches ausgebildet. Jeder Brennraum ist von einer Innenwandung eines Zylinders, von dem im Zylinder bewegbaren Kolben sowie von einer Wandung des Zylinderkopfes begrenzt, wobei die Wandung des Zylinderkopfes und der jeweilige Kolben in etwa gegenüberliegend angeordnet sind. Die Brennräume sind mit Hilfe der entsprechenden Kolben in ihren Volumina veränderbar gestaltet, so dass darin ein an sich bekannter Verbrennungsprozeß durchgeführt werden kann.
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Der Zylinderkopf umfasst ein Einlasssystem mit Einlasskanälen und Einlassventilen, ein Auslasssystem mit Auslasskanälen und Auslassventilen sowie ein Einspritzsystem zum Einspritzen von Kraftstoff in den zugehörigen Brennraum, wobei der Kraftstoff mit Hilfe einer Kraftstoffpumpe aus einem Kraftstofftank förderbar ist. Jeder Einlasskanal weist in bevorzugter Weise wenigstens ein Einlassventil auf, mit Hilfe dessen der Einlasskanal zu öffnen beziehungsweise zu schließen ist, wobei das Einlassventil an einem dem Brennraum zugewandten Ende des Einlasskanals angeordnet ist. Über den Einlasskanal ist dem Brennraum bei geöffnetem Einlassventil Verbrennungsluft oder ein Kraftstoff-Luftgemisch zuführbar. Ein vom Brennraum abgewandtes Ende des Einlasskanals ist mit einem Sammelbehälter verbunden, welcher im Frischluftstrang angeordnet ist und einer Strömungsberuhigung dient.
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Jeder Auslasskanal weist bevorzugt wenigstens ein Auslassventil auf, mit Hilfe dessen der Auslasskanal zu öffnen beziehungsweise zu schließen ist, wobei das Auslassventil an einem Ende des Auslasskanals angeordnet ist, welches dem Brennraum zugewandt ist. Bei einer Verbrennung von im Brennraum gebildetem Kraftstoff-Luftgemisch entsteht im Betrieb der Brennkraftmaschine Abgas, welches über den Auslasskanal aus dem Brennraum in den Abgastrakt strömen kann.
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Der Frischluftstrang weist eine Ladeluftleitung auf, wobei an einem Ende der Ladeluftleitung, welches der Brennkraftmaschine zugewandt ist, der Sammelbehälter angeordnet ist. Stromauf des Sammelbehälters ist in der Ladeluftleitung ein Ladeluftkühler zur Kühlung der angesaugten Verbrennungsluft positioniert. Ein Luftfilter zum Reinigen der angesaugten Verbrennungsluft ist an dem anderen Ende der Ladeluftleitung angeordnet, welches von der Brennkraftmaschine abgewandt positioniert ist.
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Der Abgastrakt umfasst einen Abgaskrümmer sowie eine Abgasleitung, wobei der Abgaskrümmer Abgaskanäle und einen die Abgaskanäle zusammenführenden Sammelkanal aufweist. Der Abgaskrümmer ist stromab des Auslasssystems angeordnet, wobei je ein Abgaskanal einem Auslasskanal zugeordnet ist. Die Abgasleitung ist an einer Öffnung des Sammelkanals mit dem Abgaskrümmer verbunden, wobei die Öffnung stromab der Abgaskanäle positioniert ist. An einem von der Brennkraftmaschine abgewandten Ende der Abgasleitung ist zur Abgasnachbehandlung ein Abgasnachbehandlungssystem angeordnet, wobei das Abgasnachbehandlungssystem in Form eines Rußfilters und/oder Katalysators ausgebildet ist.
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Die Brennkraftmaschine weist ergänzend ein Abgasrückführsystem auf, wobei zwischen dem Abgaskrümmer und dem Sammelbehälter eine Verbindungsleitung in Form einer Abgasrückführleitung angeordnet ist. In der Abgasrückführleitung ist zur Kühlung von rückgeführtem Abgas ein Abgasrückführkühler angeordnet. Eine Einstellung einer rückgeführten Abgasmenge erfolgt mit Hilfe eines Abgasrückführventils.
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Zur Regelung und Steuerung vieler Funktionen ist der Brennkraftmaschine ein Regelungs- und Steuerungssystem zugeordnet. Über das Regelungs- und Steuerungssystem sind insbesondere die Kraftstoffzufuhr und das Abgasrückführventil regelbar.
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Der Brennkraftmaschine ist ein Abgasturbolader 1 zugeordnet, welcher ein Gehäuse 2 aufweist, das einen nicht näher dargestellten durchströmbaren Luftführungsabschnitt, einen durchströmbaren Abgasführungsabschnitt 3 und einen Lagerabschnitt umfasst, wobei der Luftführungsabschnitt in einem nicht näher dargestellten Frischluftstrang und der Abgasführungsabschnitt 3 in einem nicht näher dargestellten Abgasstrang angeordnet sind.
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Der Abgasturbolader 1 weist ein nicht näher dargestelltes Laufzeug auf, welches ein Verdichterrad zum Ansaugen und Verdichten von Verbrennungsluft, ein Turbinenrad zur Expansion von Abgas sowie eine das Verdichterrad mit dem Turbinenrad drehfest verbindende Welle mit einer Drehachse umfasst. Die Welle ist in einem nicht näher dargestellten Lagerabschnitt des Abgasturboladers 1 drehbar gelagert, welcher zwischen dem Luftführungsabschnitt und dem Abgasführungsabschnitt 3 positioniert ist.
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Im nicht näher dargestellten Luftführungsabschnitt ist das Verdichterrad in einer ersten Radkammer drehbar positioniert. Stromauf der ersten Radkammer ist ein Einströmkanal im Luftführungsabschnitt angeordnet, wobei der Einströmkanal und das Verdichterrad bevorzugt koaxial angeordnet sind. Der Einströmkanal dient zur Konditionierung der vom Verdichterrad angesaugten Verbrennungsluft.
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Stromab der ersten Radkammer ist im Luftführungsabschnitt ein Abströmkanal in Form eines Diffusors ausgebildet, welcher zur Konditionierung der vom Verdichterrad angesaugten und verdichteten Verbrennungsluft ausgelegt ist. Dem Abströmkanal ist an seinem von der ersten Radkammer abgewandten Ende ein zum Luftführungsabschnitt gehöriger erster Spiralkanal angeschlossen, welcher zur Bereitstellung einer rotationssymmetrischen Strömung dient. Des Weiteren ist der erste Spiralkanal als Verbindungskanal zwischen dem Abströmkanal und einem im Luftführungsabschnitt ausgebildeten Austrittskanal ausgeführt.
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In einer alternativen Ausführung des Luftführungsabschnitts, weist der Luftführungsabschnitt eine Vorrichtung zur Änderung der Anströmung des Verdichterrades auf. Aufgrund der Änderung der Anströmung ist eine Expansion der angesaugten Verbrennungsluft erreichbar, so dass ein Betrieb des Verdichterrades im Kaltluft-Turbinenbetrieb möglich ist.
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Zur Einströmung des Abgases in den Abgasführungsabschnitt 3 ist ein Eintrittskanal 4 im Abgasführungsabschnitt 3 ausgebildet. Der Eintrittskanal 4 dient zur Konditionierung des Abgases, welches im Betrieb der Brennkraftmaschine das Turbinenrad in eine rotierende Bewegung versetzt. Vorzugsweise ist der Eintrittskanal 4 senkrecht zur Drehachse der Welle angeordnet.
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Stromab des Eintrittskanals 4 ist im Abgasführungsabschnitt 3 ein zweiter Spiralkanal 5 angeordnet, welcher zur Bereitstellung einer rotationssymmetrischen Strömung dient. Stromab des zweiten Spiralkanals 5 ist ein Zuströmkanal 6 im Abgasführungsabschnitt 3 positioniert, welcher im Allgemeinen zur Konditionierung der Strömung des Abgases ausgebildet ist. Des Weiteren ist der zweite Spiralkanal 5 als Verbindungskanal zwischen dem Eintrittskanal 4 und dem Zuströmkanal 6 ausgebildet. Stromab des Zuströmkanals 6 ist eine zweite Radkammer 7 im Abgasführungsabschnitt 3 angeordnet, wobei in der zweiten Radkammer 7 das nicht näher dargestellte Turbinenrad positioniert ist. Der Zuströmkanal 6 weist an seinem der zweiten Radkammer 7 zugewandten Ende einen Mündungsquerschnitt 8 auf. Stromab der zweiten Radkammer 7 ist ein Austrittskanal 9 im Abgasführungsabschnitt 3 angeordnet.
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Im Betrieb der Brennkraftmaschine wird das Turbinenrad als Folge einer Beaufschlagung durch das Abgas der Brennkraftmaschine in eine Rotationsbewegung versetzt, wobei mit Hilfe der Welle das Verdichterrad ebenfalls in Rotation versetzt wird, so dass es Verbrennungsluft ansaugt und verdichtet.
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Damit sowohl bei niedrigen Lasten und niedrigen Drehzahlen der Brennkraftmaschine als auch bei hohen Lasten und hohen Drehzahlen der Brennkraftmaschine ein größtmöglicher Abgasturboladerwirkungsgrad erreichbar ist, ist das Abgas mit Hilfe einer verstellbar ausgebildeten Leitvorrichtung 10 konditionierbar, welche im Abgasführungsabschnitt 3 angeordnet ist.
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Wie in der 1 dargestellt ist, umfasst die Leitvorrichtung 10 einen durchströmbaren Leitgitterring 11, einen ringförmigen Axialschieber 12 und eine Konturhülse 13, welche zur Strömungskonditionierung des Abgases im Austrittskanal 9 dient. Der Leitgitterring 11, der Axialschieber 12 und die Konturhülse 13 sind koaxial mit der Welle angeordnet, d. h. die Drehachse der Welle des Laufzeugs entspricht einer Längsachse 14 des Axialschiebers 12. Die Konturhülse 13 ist unbewegbar im Abgasführungsabschnitt 3 positioniert. Der Leitgitterring 11 ist im Abgasführungsabschnitt 3 fixiert aufgenommen.
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Der Leitgitterring 11 ist das Turbinenrad teilweise umschließend im Zuströmkanal 6 angeordnet, wobei der Leitgitterring 11 in den Mündungsquerschnitt 8 hineinragend ausgebildet ist. Der Axialschieber 12 weist eine dem Leitgitterring 11 zugewandt angeordnete erste Aussparung 15 auf, in welche der Leitgitterring 11 einführbar ausgestaltet ist. Mit Hilfe des Axialschiebers 12 ist der Mündungsquerschnitt 8 in seiner Größe einstellbar. Bevorzugt ist der Mündungsquerschnitt 8 bei niedrigen Lasten und/oder Drehzahlen der Brennkraftmaschine klein und bei hohen Lasten und/oder Drehzahlen der Brennkraftmaschine groß ausgebildet.
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Der Leitvorrichtung 11 ist eine Verstellvorrichtung 16 zugeordnet. Die Verstellvorrichtung 16 umfasst eine Verstellgabel 17, aufweisend einen Führungsabschnitt 18, ein Führungselement 19 und einen Verstellhebel 20. Eine auf den Verstellhebel 20 wirkende, die Verschiebung einleitende Kraft ist elektrisch und/oder mechanisch und/oder pneumatisch und/oder hydraulisch initiierbar.
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Die Verstellgabel 17 ist u-förmig ausgebildet (s. 2). Ein erster bogenförmig ausgestalteter Gabelarm 21 und ein zweiter bogenförmig ausgestalteter Gabelarm 22 sind an ihren dem Führungsabschnitt 18 zugewandten Enden unbewegbar mit dem Führungsabschnitt 18 verbunden. Der erster Gabelarm 21 und der zweite Gabelarm 22 sind sich gegenüberliegend symmetrisch, konvex zu dem zwischen dem ersten Gabelarm 21 und dem zweiten Gabelarm 22 angeordneten Führungsabschnitt 18 positioniert.
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Der Führungsabschnitt 18 weist eine den Führungsabschnitt 18 vollständig durchdringende Öffnung 23 mit einer Führungsachse 24 auf, welche parallel zur Längsachse 14 angeordnet ist. Quer zur Führungsachse 24 weist der Führungsabschnitt 18 an seiner dem Axialschieber 12 zugewandt positionierten Oberfläche eine nutförmige Eingriffsaussparung 25 auf.
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Zur gesicherten Führung der Verstellgabel 17 weist das Führungselement 19 einen komplementär zur Öffnung 23 ausgestalteten Querschnitt auf. Bevorzugt ist ein symmetrischer Querschnitt zu wählen.
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Das Führungselement 19 ist vorzugsweise zylindrisch ausgestaltet und weist einen effektiven Durchmesser D auf. Zur Gewährleistung der sicheren Führung ist das Führungselement 19 an seiner vom Spiralkanal 5 abgewandt positionierten Seite mit der Konturhülse 13 unbewegbar verbunden. Das Führungselement 19 ist an seiner dem Spiralkanal 5 zugewandt positionierten Seite im Abgasführungsabschnitt 3 abgestützt, wodurch ein Verzug des Führungselementes 19 aufgrund von Temperaturschwankungen vermeidbar ist.
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Die Verstellgabel 17 ist auf dem Führungselement 19 gelagert angeordnet, wobei das Führungselement 19 in der bevorzugt zylindrisch ausgestalteten Öffnung 23 positioniert ist. Aufgrund der Lagerung ist ein Kontakt 26 mit der Länge L zwischen dem Führungselement 19 und der Verstellgabel 17 ausgebildet. Zur Vermeidung einer Kippbewegung der Verstellgabel 17 ist der effektiven Durchmesser D des Führungselements 19 dabei bevorzugt so zu wählen, dass die Länge L größer ist als der effektiven Durchmesser D, insbesondere ist ein zwischen der Länge L und dem effektiven Durchmesser D gebildetes Verhältnis LID größer als 2 zu wählen.
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Der Verstellhebel 20 weist einen ersten Hebelarm 27 mit einem zapfenförmig ausgebildeten Hebelende 28 und einen zweiten Hebelarm 29 auf. Der erste Hebelarm 27 und der zweite Hebelarm 29 sind einander gegenüberliegend mit Hilfe einer Verbindungsstange 30 fest verbunden, wobei das Hebelende 28 der Eingriffsaussparung 25 zugewandt angeordnet ist. Der Verstellhebel 20 ist zur Aufnahme von Verstellkräften mit Hilfe der in einer Buchse 31 aufgenommenen Verbindungsstange 30 im Abgasführungsabschnitt 3 drehbar gelagert. Durch die zapfenförmige Ausbildung des Hebelendes 28 ist die Bewegbarkeit aufgrund einer punktuellen oder linearen Berührung zwischen dem zapfenförmigen Hebelende 28 und der Eingriffsaussparung 25 zusätzlich reibungsreduziert ausgebildet.
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Das Hebelende 28 ist in die Eingriffsaussparung 25 eingreifend ausgebildet, wobei eine Zwangsführung des Hebelendes 28 in der Eingriffsaussparung 25 ausgebildet ist. Vorzugsweise ist das Hebelende 28 bewegbar positioniert und das Hebelende 28 ist in Form einer Gleitrolle ausgebildet, wodurch Verschleiß und Klemmen im Betrieb reduzierbar sind.
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Wie in 2 dargestellt ist, ist die Verstellgabel 17 den Axialschieber 12 umgreifend angeordnet, wobei ein vom Führungsabschnitt 18 abgewandt angeordneter erster Endabschnitt 32 des ersten Gabelarmes 21 und ein dem Führungsabschnitt 18 abgewandt angeordneter zweiter Endabschnitt 33 des zweiten Gabelarmes 22 in eine den Axialschieber 12 umschließende nutförmige zweite Aussparung 34 des Axialschiebers 12 eingreifend ausgebildet sind. Zwischen der zweiten Aussparung 34 und einer der zweiten Aussparung 34 zugewandt angeordneten ersten Kontaktfläche 35 des ersten Endabschnittes 32 ist ein erster Körperkontakt ausgebildet. Um einer Kippbewegung des Axialschiebers 12 entgegenzuwirken, ist ein zweiter Körperkontakt zwischen der zweiten Aussparung 34 und einer der zweiten Aussparung 34 zugewandt angeordneten, in der perspektivischen Darstellung verdeckten, zweiten Kontaktfläche 36 des zweiten Endabschnittes 33 ausgebildet, wobei eine zur Führungsachse 24 symmetrische Ausbildung des ersten Körperkontaktes und des zweiten Körperkontaktes zu beachten ist.
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Zur Positionierung des Axialschiebers 12 wird mit Hilfe des Aktuators eine auf den zweiten Hebelarm 29 wirkende Verstellkraft erzeugt. Da der Verstellhebel 20 drehbar gelagert ist, führt der erste Hebelarm 27 aufgrund seiner festen Verbindung mit dem zweiten Hebelarm 29 eine rotatorische Bewegung aus. Diese rotatorische Bewegung wird mit Hilfe der Zwangsführung des Hebelendes 28 in eine translatorische Bewegung der Verstellgabel 17 umgewandelt. Die Verstellgabel 17 wird entlang der Führungsachse 24 auf dem Führungselement 19 in Richtung der Längsachse 14 axial verschoben. Dabei führt der Axialschieber 12 aufgrund des ersten Körperkontaktes und des zweiten Körperkontaktes mit der Verstellgabel 17 eine axiale Bewegung aus.
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Erfindungsgemäß weist zur Aufnahme des Hebelendes 28 die Verstellgabel 17 die Eingriffsaussparung 25 auf, wobei die Eingriffsaussparung 25 und die erste Kontaktfläche 35 und/oder die zweite Kontaktfläche 36 bezüglich der Führungsachse 24 richtungskonform positioniert sind. Die Eingriffsaussparung 25 ist im Führungsabschnitt 18 der Verstellgabel 17 angeordnet.
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In den 3 und 4 ist der Längsschnitt des Abgasführungsabschnitts gem. 1 dargestellt, wobei zusätzlich die auf die Leitvorrichtung 10 wirkenden Momente MV, MA, entstehend an der Verstellgabel 17 und an dem Axialschieber 12, eingetragen sind. In 3 sind die Momente eingetragen, welche bei einer Positionierung des Axialschiebers 12 in Richtung einer ersten Position, der sogenannten Öffnungsposition auftreten. In dieser Position ist der Mündungsquerschnitt 8 vollständig geöffnet. 4 zeigt die Momente bei der Positionierung des Axialschiebers 12 in Richtung einer zweiten Position, der sogenannten Schließposition. Dabei wird der Axialschieber 12 in den Mündungsquerschnitt 8 teilweise oder vollständig eingeschoben. Vorteilhafterweise wird bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung das durch den Verstellhebel 20 aufgebrachte Moment MV auf die Verstellgabel 17 jenes an dem Axialschieber 12 entstehende Moment MA vollständig oder teilweise kompensiert.
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Die 5 zeigt eine Leitvorrichtung gemäß dem Stand der Technik. Die 6 und 7 zeigen die bei einer Positionierung auftretenden Momente. Daraus geht hervor, dass eine Kippneigung aufgrund einer Addition der Momente nicht gänzlich auszuschließen ist.
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Vorteilhafterweise ist die zweite Aussparung 34 komplementär zum ersten Endabschnitt 32 und zum zweiten Endabschnitt 33 ausgebildet, wobei zur Fixierung des Axialschiebers 12 in der Verstellgabel 17 Festkörperkontakt aufgrund von Haftreibung zwischen der zweiten Aussparung 34 und dem ersten Endabschnitt 32 sowie dem zweiten Endabschnitt 33 zu beachten ist.
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In einer weiteren Ausführungsform weisen der erste Gabelarm 21 und der zweite Gabelarm 22 je eine dem Axialschieber 12 zugewandt angeordnete nutförmige Aussparung auf, in die ein ringförmiger oder teilweise ringförmiger, mit dem Axialschieber 12 fest verbundener, komplementär zum Querschnitt der nutförmigen Aussparung gestalteter Ring aufnehmbar vorgesehen ist.
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In einer weiteren, alternativen Ausführungsform ist die Verstellgabel 17 mit dem Axialschieber 12 einteilig ausgestaltet, wobei die Verstellgabel 17 und der Axialschieber 12 am ersten Körperkontakt und am zweiten Körperkontakt jeweils eine feste Verbindung aufweisen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102006051628 A1 [0002]
