DE102010020340B4 - Regelklappe - Google Patents

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Abstract

Regelklappe zum regelbaren Öffnen und Verschließen eines von Gas durchströmten zweiflutigen in einen Strömungskanal (8) mündenden Bypasskanals (2; 2') einer Brennkraftmaschine, bei der die verschwenkbare Regelklappe (1) über einen Lagerbolzen (3) an einer Betätigungsvorrichtung (4) mit einem axialen und radialen Lagerspiel gelagert ist, wobei in einer Gasströmung (7) des Bypasskanals (2; 2') eine Strömungsleiteinrichtung (6) zur Beeinflussung der Gasströmung (7) derart angeordnet ist, dass bei einem durch die Regelklappe (1) geöffneten Bypasskanal (2; 2') die durch die Gasströmung (7) erzeugte, an die Regelklappe (1) angreifende, resultierende Kraft außermittig in die Regelklappe (1) eingeleitet wird, so dass der an der Regelklappe (1) angeordnete Lagerbolzen (3) infolge des eingeleiteten Drehmoments einseitig in dem in der Betätigungsvorrichtung (4) angeordneten Lager (15) anliegt, wobei die Innenwand des Bypasskanals (2; 2') in Strömungsrichtung der Gasströmung (7) vor der Regelklappe (1) derart als Strömungsleiteinrichtung (6) ausgebildet ist, dass bei geöffnetem Bypasskanal (2; 2') die auf die Regelklappe (1) auftreffende Gasströmung (7) zur Erzeugung eines im Lager (15) aufzunehmenden Drehmoments auf einen Teilrandbereich der Regelklappe (1) geleitet wird, wobei die Innenwand des Bypasskanals (2, 2') als Strömungsleiteinrichtung (6) in Strömungsrichtung der Gasströmung (7) vor der Regelklappe (1) bogenförmig oder als gekrümmte Linie ausgebildet ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Regelklappe gemäß den unabhängigen Patentansprüchen.
  • Derartige Regelklappen werden an einem Bypasskanal eines Turbinengehäuses eines Abgasturboladers einer Brennkraftmaschine zum regelbaren Öffnen und Verschließen des Bypasskanals angeordnet. Aufgrund der unterschiedlichen Lastzustände der Brennkraftmaschine ist es zeitweise erforderlich, einen Teil des Abgasstromes der Brennkraftmaschine über den Bypasskanal (Wastegate-Kanal) an der Turbine des Abgasturboladers vorbei zu leiten und direkt in den Gasaustrittsbereich des Turbinengehäuses zu leiten. Dabei ist es bekannt, das Turbinengehäuse des Abgasturboladers als Zwillingsstrom-Turbinengehäuse mit einem zweiflutigen Bypasskanal auszubilden. Die Regelklappe wird über eine Betätigungsvorrichtung verschwenkt, an der die Regelklappe mit einem Spiel befestigt ist. Das Spiel ist notwendig, um ein vollständiges Anliegen der Regelklappe an der Bypassöffnung im geschlossenen Zustand zu erreichen. Bei einem zweiflutigen Bypasskanal wird unter der Einwirkung von den mit der Zündfrequenz der Brennkraftmaschine wechselnden Gasimpulsen die Regelklappe wechselseitig belastet. Dadurch entsteht bei einer geöffneten Regelklappe eine Geräuschentwicklung, die auf die wechselnden Gasimpulse und auf die mit Spiel befestigte Regelklappe zurückzuführen ist.
  • Aus der DE 10 2007 018 618 A1 ist ein derartiger Abgasturbolader mit einem Turbinengehäuse und einer Regelklappe zum Verändern der die Turbine durchströmenden Abgasmenge bekannt. Die Betätigung der Regelklappe zum Öffnen und Schließen eines Bypasskanals erfolgt von einer Regeleinheit über eine Kraftübertragungseinrichtung. Diese weist eine Regelstange, einen darauf als Zwischenstück angeordneten Tilger, ein Führungsstück und einen Hebel auf. Durch die Anordnung des Tilgers soll bei einer geöffneten Regelklappe der Schwingungseinfluss auf den Verstellmechanismus aufgrund der pulsierenden Gasamplitude verringert werden. Eine Verhinderung der Geräuschentwicklung erfolgt hierbei nicht.
  • Aus der DE 10 2007 018 617 A1 ist ein Turbolader einer Brennkraftmaschine bekannt, der einen zweiflutigen Abgaseinlasskanal mit einem zweiflutigen Bypasskanal aufweist. Der zweiflutige Bypasskanal zweigt von einem Abgaseinlasskanal ab und führt zu einem Abgasauslass. Der zweiflutige Bypasskanal ist mit einer Regelklappe zum Öffnen und Schließen des Bypasskanals versehen. Die verschwenkbare Regelklappe ist über einen Lagerbolzen mit einem axialen Spiel mit einer Betätigungsvorrichtung verbunden. Dabei ist zur Vermeidung eines Aufschlagens der Regelklappe auf den Klappensitz an dem Bypasskanal, bei einem geringen Öffnungswinkel der Regelklappe, der Klappenteller der Regelklappe außermittig am Befestigungshebel der Betätigungsvorrichtung gelagert. Eine Geräuschverhinderung bei geöffneter Regelklappe erfolgt auch hierbei nicht.
  • Gemäß der DE 10 2007 034 235 A1 ist ein Strömungsgehäuse für einen Turbolader bekannt, mit wenigstens einem ersten und einem zweiten Strömungskanal, wobei die beiden Strömungskanäle ein Laufrad des Turboladers mit jeweils einem vorbestimmten Umschlingungswinkel umschlingen und eine gemeinsame Abblaseinrichtung aufweisen, die über einen Aktuator betätigt wird.
  • Gemäß der nachveröffentlichten EP 2 251 533 A1 ist es bekannt, die durch einen einflutigen Bypasskanal eines Abgasturboladers fließende Gasströmung in Richtung des Randes einer Regelklappe zu lenken, so dass dort ein erhöhter Druck vorliegt und dadurch das Moment zur Drehung der Regelklappe verringert wird.
  • Gemäß der DE 28 28 223 A1 ist ein Drehkegelventil mit einem von einem Fluid durchströmten Gehäuse vorbekannt, einem symmetrisch zur Gehäuseachse angeordneten Ventilsitz und einem mit diesem zusammenwirkenden Schließkörper, der auf einer rotierbaren Welle sitzt, deren Achse senkrecht zur Gehäuseachse und versetzt zu dieser angeordnet ist, wodurch der Schließkörper bei einer Drehbewegung der Welle eine Verschiebung in Richtung auf den Ventilsitz und von diesem hinweg erfährt, wobei ein mit dem Schließkörper in dem Fluidstrom beweglicher Flügel zur Erzeugung eines in Öffnungsrichtung wirkenden Drehmomentes vorgesehen ist.
  • Gemäß der DE 1 856 820 U ist eine Ventilverschlussklappe vorbekannt, die an einer senkrecht zur Strömungsrichtung verlaufenden Schwenkachse angeordnet ist, wobei die Schwenkachse der Klappe antreibbar ist.
  • Gemäß der DE 42 40 544 C2 ist ein Ventil mit exzentrischem, drehbaren Schließkörper zur Strömungsregelung in einer Leitung vorbekannt, umfassend einen Schließkörper mit einer sphärischen Sitzfläche, die durch einen Bolzen verstellbar an einem Nabenelement gehalten ist, einen innerhalb eines Ventilgehäuses gehaltenen Sitzring, einen Ventilschaft, der innerhalb des Ventilgehäuses in besagtes Nabenelement und weiter in geeignete Betätigungsmittel greift, die außerhalb des besagten Ventilgehäuses angebracht sind und eine hin- und hergehende Bewegung ausführen, eine elastisch verformbare Kurbel, die auf besagtem Schaft befestigt werden kann und besagte hin- und hergehende Betätigungsbewegung in eine drehende Schaftbewegung umsetzen kann, wobei besagter Bolzen über ein Gewinde in besagtes Nabenelement greift und eine Veränderung der geometrischen Lage des Mittelpunkts der sphärischen Sitzfläche des Schließkörpers erlaubt, um sie exakt mit der des Dichtrings in Übereinstimmung zu bringen, um ein dichtes Abschließen ohne Rücksicht auf Herstellungstoleranzen innerhalb des Gehäuses, der Nabe oder des Schließkörpers zu bewirken, und wobei die Geometrie zwischen Schließkörper oder Nabenelement und dem Gehäuseinneren besonders stromlinienförmig ist.
  • Gemäß der DE 28 55 687 C2 ist eine Brennkraftmaschine mit einem Abgasturbolader und einer Abgasrückführung Stand der Technik, wobei eine erste Abgasleitung zur Turbine einen kleineren Querschnitt aufweist als eine zweite Abgasleitung zur Turbine, so dass der Abgasdruck in der ersten Abgasleitung stets höher ist als der Ladedruck.
  • Gemäß der US 2009/0028694 A1 ist es Stand der Technik, zur Vermeidung von Geräuschen, eine Vertiefung an der Regelklappe vorzusehen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Regelklappe zum regelbaren Öffnen und Verschließen eines Gas durchströmten zweiflutigen in einen Strömungskanal mündenden Bypasskanals einer Brennkraftmaschine zu schaffen, mit der ein sicheres Verschließen und Öffnen des zweiflutigen Bypasskanals erreicht und mit der eine Geräuschentwicklung der Regelklappe bei einem geöffneten Bypasskanal weitestgehend verhindert wird.
  • Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst.
  • Durch die Anordnung von wenigstens einer Strömungsleiteinrichtung in der Gasströmung eines zweiflutigen Bypasskanals und/oder in einem Strömungskanal wird die Gasströmung so beeinflusst, dass bei einem durch die Regelklappe geöffneten Bypasskanal die Gasströmung eine außermittig an die Regelklappe angreifende resultierende Kraft erzeugt, die in dem Lager der Regelklappe an einer Befestigungsvorrichtung ein Drehmoment hervorruft, durch das der an der Regelklappe angeordnete Lagerbolzen einseitig in dem in der Betätigungsvorrichtung angeordneten Lager anliegt. Durch die außermittig an der Regelklappe wirkende Gasströmung wird auch bei wechselnden Gasimpulsen die Regelklappe einseitig stärker belastet, so dass ein Flattern und die damit verbundene Geräuschbildung der mit einem axialen und radialen Spiel gelagerten Regelklappe infolge der wechselnden Gasimpulse weitestgehend vermieden wird. Durch die Beibehaltung des axialen Spiels im Lager der Regelklappe wird ein vollständiges Anliegen der Regelklappe an der Bypassöffnung im geschlossenen Zustand erreicht, so dass ein nahezu gasdichter Verschluss der Bypasskanäle erzielt wird.
  • Die Strömungsleiteinrichtungen zur Beeinflussung der Gasströmung können eine bogenförmig in Richtung auf einen Teilrandbereich weisende ausgebildete Innenwand des Bypasskanals, eine an der Gehäusewand angeordnete einseitig in den Strömungskanal weisende Strömungsleiteinrichtung, ein gegenüber der Regelklappe versetzt angeordneter zweiflutiger Bypasskanal, ein unterschiedlich großer Querschnitt der beiden Kanäle des zweiflutigen Bypasskanals oder eine in der Gasströmung angeordnete Strömungsfahne sein, wobei die einzelnen Merkmale sowohl einzeln als auch im Zusammenhang zur Erzielung einer außermittig in die Regelklappe eingeleiteten Gasströmungskraft eingesetzt werden können.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben, sie werden in der Beschreibung zusammen mit ihren Wirkungen erläutert.
  • Anhand von Zeichnungen wird die Erfindung nachfolgend an Ausführungsbeispielen näher beschrieben. In den dazugehörigen Zeichnungen zeigen:
  • 1: eine Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen Lösung,
  • 26: Varianten der erfindungsgemäßen Lösung in Schnittdarstellung.
  • In der 1 ist schematisch eine Regelklappe 1 zum regelbaren Öffnen und Verschließen eines zweiflutigen Bypasskanals 2; 2' dargestellt, wobei mit 2 der erste Bypasskanal und mit 2' der zweite Bypasskanal gekennzeichnet ist. Der zweiflutige Bypasskanal 2; 2' ist Teil eines nicht dargestellten Abgasturboladers einer Brennkraftmaschine, wobei das Turbinengehäuse des Abgasturboladers als Zwillingsstrom-Turbinengehäuse ausgebildet ist. Der zweiflutige Bypasskanal 2; 2' leitet bei einem durch die Regelklappe 1 nicht verschlossenen Bypasskanal 2; 2' einen Teil des Abgasstromes der Brennkraftmaschine über den Bypasskanal 2; 2' an der Turbine des Abgasturboladers vorbei direkt in einen Strömungskanal 8 nach dem Gasaustritt aus dem Turbinengehäuse. In der 3 ist dieses schematisch dargestellt. Auf die an sich bekannte Wirkungsweise eines Abgasturboladers muss nicht weiter eingegangen werden, da es für die Erläuterung der Erfindung nicht erforderlich ist.
  • Die Regelklappe 1 ist über einen Lagerbolzen 3 an einer Betätigungsvorrichtung 4 befestigt, wobei der Lagerbolzen 3 einerseits fest mit der Regelklappe 1 verbunden und andererseits in einem in der Betätigungsvorrichtung 4 angeordneten Lager 15 mit einem axialen und radialen Spiel gelagert ist. Das Spiel ist notwendig, um ein vollständiges Anliegen der Regelklappe 1 an der Öffnung des zweiflutigen Bypasskanals 2; 2' im geschlossenen Zustand zu erreichen. Zum Öffnen und Verschließen der Öffnung des zweiflutigen Bypasskanals 2; 2' wird die Regelklappe 1 über die Betätigungsvorrichtung 4 verschwenkt. An der Regelklappe 1 sind vorzugsweise zwei die Betätigungsvorrichtung 4 begrenzende Verdrehsicherungen 5 fest angeordnet. Dadurch wird erreicht, dass die Regelklappe 1 nicht im Lager 15 um ihre eigene Achse drehen kann.
  • Um ein Flattern der Regelklappe 1 und eine damit verbundene Geräuschentwicklung durch die auf die geöffnete Regelkappe 1 auftreffende Gasströmung 7, die infolge der wechselnden Gasimpulse in dem ersten Bypasskanal 2 und dem zweiten Bypasskanal 2' eine unterschiedliche Stärke aufweist, zu unterbinden, wird erfindungsgemäß in der Gasströmung 7 des Bypasskanals 2; 2' und/oder in der Gasströmung 9 des Strömungskanals 8 wenigstens eine Strömungsleiteinrichtung 6; 10; 12 zur Beeinflussung der Gasströmung 7; 9 derart angeordnet, dass die durch die Gasströmung 7; 9 erzeugte, an die Regelklappe 1 angreifende, resultierende Kraft außermittig in die Regelklappe 1 eingeleitet wird, so dass der an der Regelklappe 1 angeordnete Lagerbolzen 3 infolge des eingeleiteten Drehmoments einseitig in dem in der Betätigungsvorrichtung 4 angeordneten Lager 15 anliegt. Durch die außermittig in die Regelklappe 1 eingeleitete resultierende Gasströmungskraft wird auch bei unterschiedlichen Gasströmungsstärken in den Bypasskanälen 2 und 2' ein Flattern der Regelklappe 1 und damit eine Geräuschentwicklung durch die Regelklappe 1 vermieden.
  • Gemäß einem in 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel ist die Innenwand des Bypasskanals 2 und 2' in Strömungsrichtung der Gasströmung 7 vor der Regelklappe 1 derart als eine Strömungsleiteinrichtung 6 ausgebildet, dass bei einem geöffneten Bypasskanal 2; 2' die auf die Regelklappe 1 auftreffende Gasströmung 7 zur Erzeugung eines im Lager 15 aufzunehmenden Drehmoments auf einen Teilrandbereich der Regelklappe 1 geleitet wird. Die Strömungsleiteinrichtung 6 ist dabei vorzugsweise bogenförmig oder als gekrümmte Linie ausgebildet. Aus der 1 ist zu erkennen, dass die auf die Regelklappe 1 auftreffende resultierende Gaskraft F, die aus der in dem ersten Bypasskanal 2 und der in dem zweiten Bypasskanal 2' geführten Gasströmung 7 entstanden ist, außermittig auf die Regelklappe 1 auftrifft. Das heißt, die Krafteinleitung in die Regelklappe 1 erfolgt in einem Abstand a zu dem mittig an der Regelklappe 1 angeordneten Lagerbolzen 3.
  • In 2 ist eine Variante der erfindungsgemäßen Lösung zur außermittigen Einleitung der auf die Regelklappe 1 einwirkenden resultierenden Gasströmungskraft dargestellt. Neben der bogenförmigen Ausbildung der Innenwand des Bypasskanals 2; 2' als Strömungsleiteinrichtung 6 ist der zweiflutige Bypasskanal 2; 2' gegenüber der Regelklappe 1 exzentrisch versetzt angeordnet, so dass der Abstand a zwischen der resultierenden Gaskraft F und dem Lagerbolzen 3 gegenüber der in der 1 dargestellten Variante vergrößert wurde.
  • Eine weitere Möglichkeit der Beeinflussung der Gasströmung 7 besteht darin, dass der Querschnitt des Bypasskanals 2 gegenüber dem des Bypasskanals 2' unterschiedlich groß ausgeführt wird. Wenn der Querschnitt des Bypasskanals 2 kleiner ausgelegt ist, wird die Strömungsgeschwindigkeit der Gasströmung 7 in dem Bypasskanal 2 erhöht, so dass im Randbereich der Regelklappe 1 über dem Bypasskanal 2 eine größere Gasanströmung erfolgt.
  • In der 3 ist der zweiflutige Bypasskanal 2; 2' in Verbindung mit dem Strömungskanal 8 und der Gehäusewand 11 des Turboladers dargestellt. Der Bypasskanals 2; 2' wird bei einer geöffneten Regelklappe 1 von der vom Hautgasstrom abgezweigten Gasströmung 7 durchströmt, während der Strömungskanal 8 von dem Resthauptabgasstrom 9 durchströmt wird. Zur Erzeugung des im Lager 15 aufzunehmenden Drehmoments ist an der Regelklappe 1 eine Strömungsfahne 10 als Strömungsleiteinrichtung angeordnet, deren Gasanströmfläche in den Resthauptabgasstrom 9 quer zur Gasströmung angeordnet ist. Infolge der Gasströmung im Strömungskanal 8 wirkt auf die Strömungsfahne 10 eine Kraft, die als ein Drehmoment auf die Regelklappe 1 übertragen wird. Die an der Strömungsfahne 10 angreifende Gaskraft ist mit F1 gekennzeichnet.
  • In der 4 ist eine weitere Variante der Anordnung einer als Strömungsleiteinrichtung ausgebildeten Strömungsfahne 10 dargestellt. Dabei ist die an der Regelklappe 1 angeordnete Strömungsfahne 10 in der Gasströmung 7 nach der Regelklappe 1 angeordnet. In Strömungsrichtung der Gasströmung 7 nach der Regelklappe 1 ist an der Gehäusewand 11 eine einseitig in den Strömungskanal 8 weisende Strömungsleiteinrichtung 12 derart angeordnet, dass zwischen der Strömungsleiteinrichtung 12 und der an der Regelklappe 1 in Strömungsrichtung der Gasströmung 7 angeordneten Strömungsfahne 10 eine Einengung 13 entsteht. Durch die Einengung 13 wird eine auf die Strömungsfahne 10 wirkende Gaskraft F1 erzeugt, die als Moment in dem Lager 15 aufgenommen wird und somit die gewünschte Lageranlage erzwingt.
  • In 5 ist die Anordnung eines einseitig wirkenden Federelements 14 zwischen der Regelklappe 1 und der Betätigungsvorrichtung 4 dargestellt. Durch das Federelement 14 wird die einseitige Anlage des Lagerbolzens 3 in dem in der Betätigungsvorrichtung 4 angeordneten Lager unterstützt.
  • In 6 ist eine weitere Variante dargestellt, bei der der Lagerbolzen 3 axial zur Regelklappe 1 zwischen zwei an der Regelklappe 1 fest angeordneten Verdrehsicherungen 5 angeordnet ist. Die Regelklappe 1 ist an einem den Lagerbolzen 3 umfassenden Hebel befestigt. An dem Hebel 16 ist eine Verstelleinrichtung 17 zum Verschwenken der Regelklappe 1 angeordnet.
  • Die erfindungsgemäße Lösung ist analog auch anwendbar bei der Verwendung eines einflutigen Bypasskanals 2.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Regelklappe
    2
    Bypasskanal
    2'
    Bypasskanal
    3
    Lagerbolzen
    4
    Betätigungsvorrichtung
    5
    Verdrehsicherung
    6
    Strömungsleiteinrichtung
    7
    Gasströmung
    8
    Strömungskanal
    9
    Resthauptabgasstrom
    10
    Strömungsfahne
    11
    Gehäusewand
    12
    Strömungsleiteinrichtung
    13
    Einengung
    14
    Federelement
    15
    Lager
    16
    Hebel
    17
    Verstelleinrichtung
    a
    Abstand
    F
    resultierende Gaskraft
    F1
    Gaskraft an der Strömungsfahne 10

Claims (6)

  1. Regelklappe zum regelbaren Öffnen und Verschließen eines von Gas durchströmten zweiflutigen in einen Strömungskanal (8) mündenden Bypasskanals (2; 2') einer Brennkraftmaschine, bei der die verschwenkbare Regelklappe (1) über einen Lagerbolzen (3) an einer Betätigungsvorrichtung (4) mit einem axialen und radialen Lagerspiel gelagert ist, wobei in einer Gasströmung (7) des Bypasskanals (2; 2') eine Strömungsleiteinrichtung (6) zur Beeinflussung der Gasströmung (7) derart angeordnet ist, dass bei einem durch die Regelklappe (1) geöffneten Bypasskanal (2; 2') die durch die Gasströmung (7) erzeugte, an die Regelklappe (1) angreifende, resultierende Kraft außermittig in die Regelklappe (1) eingeleitet wird, so dass der an der Regelklappe (1) angeordnete Lagerbolzen (3) infolge des eingeleiteten Drehmoments einseitig in dem in der Betätigungsvorrichtung (4) angeordneten Lager (15) anliegt, wobei die Innenwand des Bypasskanals (2; 2') in Strömungsrichtung der Gasströmung (7) vor der Regelklappe (1) derart als Strömungsleiteinrichtung (6) ausgebildet ist, dass bei geöffnetem Bypasskanal (2; 2') die auf die Regelklappe (1) auftreffende Gasströmung (7) zur Erzeugung eines im Lager (15) aufzunehmenden Drehmoments auf einen Teilrandbereich der Regelklappe (1) geleitet wird, wobei die Innenwand des Bypasskanals (2, 2') als Strömungsleiteinrichtung (6) in Strömungsrichtung der Gasströmung (7) vor der Regelklappe (1) bogenförmig oder als gekrümmte Linie ausgebildet ist.
  2. Regelklappe zum regelbaren Öffnen und Verschließen eines von Gas durchströmten zweiflutigen in einen Strömungskanal (8) mündenden ersten Bypasskanals (2) und zweiten Bypasskanals (2') einer Brennkraftmaschine, bei der die verschwenkbare Regelklappe (1) über einen Lagerbolzen (3) an einer Betätigungsvorrichtung (4) mit einem axialen und radialen Lagerspiel gelagert ist, wobei die Gasströmung (7) des Bypasskanals (2; 2') derart beeinflusst wird, dass bei einem durch die Regelklappe (1) geöffneten Bypasskanal (2; 2') die durch die Gasströmung (7) erzeugte, an die Regelklappe (1) angreifende, resultierende Kraft außermittig in die Regelklappe (1) eingeleitet wird, so dass der an der Regelklappe (1) angeordnete Lagerbolzen (3) infolge des eingeleiteten Drehmoments einseitig in dem in der Betätigungsvorrichtung (4) angeordneten Lager (15) anliegt, wobei die Beeinflussung der Gasströmung (7) dadurch erfolgt, dass der Querschnitt des ersten Bypasskanals (2) gegenüber dem des zweiten Bypasskanals (2') unterschiedlich groß ausgeführt ist.
  3. Regelklappe zum regelbaren Öffnen und Verschließen eines von Gas durchströmten zweiflutigen in einen Strömungskanal (8) mündenden Bypasskanals (2; 2') einer Brennkraftmaschine, bei der die verschwenkbare Regelklappe (1) über einen Lagerbolzen (3) an einer Betätigungsvorrichtung (4) mit einem axialen und radialen Lagerspiel gelagert ist, wobei in einer Gasströmung (9) des Strömungskanals (8) eine Strömungsleiteinrichtung (10) zur Beeinflussung der Gasströmung (9) derart angeordnet ist, dass bei einem durch die Regelklappe (1) geöffneten Bypasskanal (2; 2') die durch die Gasströmung (9) erzeugte, an die Regelklappe (1) angreifende, resultierende Kraft außermittig in die Regelklappe (1) eingeleitet wird, so dass der an der Regelklappe (1) angeordnete Lagerbolzen (3) infolge des eingeleiteten Drehmoments einseitig in dem in der Betätigungsvorrichtung (4) angeordneten Lager (15) anliegt, wobei die Strömungsleiteinrichtung (10) eine an der Regelklappe (1) angeordnete Strömungsfahne ist, deren Gasanströmfläche quer zur der Gasströmung (9) des Strömungskanals (8) zur Erzeugung eines im Lager (15) aufzunehmenden Drehmoments angeordnet ist.
  4. Regelklappe zum regelbaren Öffnen und Verschließen eines von Gas durchströmten zweiflutigen in einen Strömungskanal (8) mündenden Bypasskanals (2; 2') einer Brennkraftmaschine, bei der die verschwenkbare Regelklappe (1) über einen Lagerbolzen (3) an einer Betätigungsvorrichtung (4) mit einem axialen und radialen Lagerspiel gelagert ist, wobei in einer Gasströmung (7) des Bypasskanals (2; 2') nach der Regelklappe (1) Strömungsleiteinrichtungen (10; 12) zur Beeinflussung der Gasströmungen (7) derart angeordnet sind, dass bei einem durch die Regelklappe (1) geöffneten Bypasskanal (2; 2') die durch die Gasströmung (7) erzeugte, an die Regelklappe (1) angreifende, resultierende Kraft außermittig in die Regelklappe (1) eingeleitet wird, so dass der an der Regelklappe (1) angeordnete Lagerbolzen (3) infolge des eingeleiteten Drehmoments einseitig in dem in der Betätigungsvorrichtung (4) angeordneten Lager (15) anliegt, wobei in Strömungsrichtung der Gasströmung (7) nach der Regelklappe (1) an einer Gehäusewand (11) eine einseitig in den Strömungskanal (8) weisende Strömungsleiteinrichtung (12) derart angeordnet ist, dass zwischen der Strömungsleiteinrichtung (12) und einer an der Regelklappe (1) in Strömungsrichtung der Gasströmung (7) angeordneten Strömungsfahne (10) eine Einengung (13) entsteht.
  5. Regelklappe nach Patentanspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Regelklappe (1) und der Betätigungsvorrichtung (4) ein einseitig wirkendes Federelement (14) angeordnet ist.
  6. Regelklappe nach Patentanspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerbolzen (3) axial zur Regelklappe (1) zwischen zwei an der Regelklappe (1) fest angeordneten Verdrehsicherungen (5) angeordnet ist.
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012015536B4 (de) * 2012-08-06 2019-05-16 Audi Ag Abgasanlage für eine Brennkraftmaschine
DE102012111558A1 (de) * 2012-11-29 2014-06-05 Firma IHI Charging Systems International GmbH Regelvorrichtung für einen Abgasführungsabschnitt einer Turbine
DE102013112346B4 (de) * 2013-11-11 2021-01-07 Ihi Charging Systems International Gmbh Ventileinrichtung für einen Abgasturbolader und Abgasturbolader
DE102014102636A1 (de) * 2014-02-27 2015-08-27 Ihi Charging Systems International Gmbh Abgasturbolader mit einer Umblaseeinrichtung
DE102015209823A1 (de) 2015-05-28 2016-12-01 Bosch Mahle Turbo Systems Gmbh & Co. Kg Betätigungseinrichtung

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1856820U (de) * 1962-06-06 1962-08-16 Ewers & Miesner Hartgusswerk U Ventilverschlussklappe fuer belueftungsleitungen von schutzraeumen.
DE2828223A1 (de) * 1977-06-30 1979-01-04 Honeywell Inc Drehkegelventil
DE2855687C2 (de) * 1977-12-27 1982-08-26 Cummins Engine Co., Inc., 47201 Columbus, Ind. Brennkraftmaschine mit Abgasturbolader und Abgasrückführung
DE4240544C2 (de) * 1992-06-03 2003-02-20 Hans D Baumann Ventil mit exzentrischem, drehbarem Schließkörper
DE102007018617A1 (de) * 2006-04-24 2007-10-31 Borgwarner Inc., Auburn Hills Turbolader
US20090028694A1 (en) * 2006-10-20 2009-01-29 Kazuo Naemura Structure of Exhaust Turbocharger Having Waste Gate Valve
DE102007034235A1 (de) * 2007-07-23 2009-01-29 Continental Automotive Gmbh Strömungsgehäuse eines Turboladers
EP2251533A1 (de) * 2008-02-26 2010-11-17 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Abgas-bypassventil für turbolader

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007018618A1 (de) 2006-04-19 2007-10-25 Borgwarner Inc., Auburn Hills Turbolader

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1856820U (de) * 1962-06-06 1962-08-16 Ewers & Miesner Hartgusswerk U Ventilverschlussklappe fuer belueftungsleitungen von schutzraeumen.
DE2828223A1 (de) * 1977-06-30 1979-01-04 Honeywell Inc Drehkegelventil
DE2855687C2 (de) * 1977-12-27 1982-08-26 Cummins Engine Co., Inc., 47201 Columbus, Ind. Brennkraftmaschine mit Abgasturbolader und Abgasrückführung
DE4240544C2 (de) * 1992-06-03 2003-02-20 Hans D Baumann Ventil mit exzentrischem, drehbarem Schließkörper
DE102007018617A1 (de) * 2006-04-24 2007-10-31 Borgwarner Inc., Auburn Hills Turbolader
US20090028694A1 (en) * 2006-10-20 2009-01-29 Kazuo Naemura Structure of Exhaust Turbocharger Having Waste Gate Valve
DE102007034235A1 (de) * 2007-07-23 2009-01-29 Continental Automotive Gmbh Strömungsgehäuse eines Turboladers
EP2251533A1 (de) * 2008-02-26 2010-11-17 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Abgas-bypassventil für turbolader

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