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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ladeeinrichtung, insbesondere einen Abgasturbolader, einer Brennkraftmaschine, vorzugsweise eines Kraftfahrzeuges, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Eine Ladeeinrichtung einer Brennkraftmaschine, insbesondere ein Abgasturbolader, dient der Leistungssteigerung der Brennkraftmaschine. Zur Regulierung der Ladeeinrichtung und somit zur Regulierung der Leistung der Brennkraftmaschine weist die Ladeeinrichtung eine Wastegate-Ventilvorrichtung auf, die als Bypass dient, durch den das Abgas der Brennkraftmaschine an der Ladeeinrichtung, insbesondere an der Turbine der Ladeeinrichtung, vorbeigeführt werden kann. Hierzu weist die Wastegate-Ventilvorrichtung einen Ventilteller auf, der mit einem Ventilsitz der Wastegate-Ventilvorrichtung zusammenwirkt. Um den Ventilteller zu bewegen weist die Ladeeinrichtung eine Welle auf, die mit dem Ventilteller verbunden ist. Nachteilig dabei ist, dass relative Bewegungen des Ventiltellers zum Ventilsitz bzw. des Ventiltellers zur Welle, die insbesondere durch Vibrationen der Brennkraftmaschine bedingt sind, einerseits zu einer unzureichenden Abdichtung in der Schließstellung der Wastegate-Ventilvorrichtung führen können und andererseits zu einer unerwünschten Geräuschentwicklung.
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Eine derartige Ladeeinrichtung ist beispielsweise aus der
WO 2010/135104 A2 bekannt.
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Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für eine Ladeeinrichtung, insbesondere für einen Abgasturbolader einer Brennkraftmaschine, vorzugsweise eines Kraftfahrzeugs, eine verbesserte oder zumindest alternative Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere durch eine verringerte Geräuschentwicklung auszeichnet.
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Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, die Verbindung zwischen einem Ventilteller und einer Welle einer Wastegate-Ventilvorrichtung einer Ladeeinrichtung, durch ein gebogenes Metallteil zu realisieren, das eine federnde Eigenschaft aufweist und somit einerseits relative Bewegungen des Ventiltellers zur Welle sowie relative Bewegungen des Ventiltellers und einem Ventilsitz der Ladeeinrichtung dämpft und dadurch eine Geräuschentwicklung der Ladeeinrichtung zumindest reduziert. Andererseits, insbesondere durch eine durch die federnde Eigenschaft realisierte Kraft, ist hierdurch ein fester Sitz des Ventiltellers auf dem Ventilsitz gewährleistet. Es ist also ein federnder und als gebogenes Material ausgestalteter Wastegatehebel vorgesehen, über den der Ventilteller mit der Welle verbunden ist.
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Dem Erfindungsgedanken entsprechend weist die Ladeeinrichtung einer Brennkraftmaschine, wobei die Ladeeinrichtung insbesondere als ein Abgasturbolader ausgebildet sein kann, die Wastegate-Ventilvorrichtung auf, die den Ventilteller sowie den Ventilsitz und die Welle umfasst. Dabei wirken der Ventilteller und der Ventilsitz zusammen, wobei der Ventilsitz in der Regel in einer Öffnung der Ladeeinrichtung angeordnet ist, die sich im Bereich einer Turbine der Ladeeinrichtung befindet. Durch ein Öffnen und Schließen der Wastegate-Ventilvorrichtung, also insbesondere durch eine Abheben des Ventiltellers vom Ventilsitz bzw. ein Zusammenführen des Ventiltellers und des Ventilsitzes, ist nun ein die Ladeeinrichtung antreibendes Abgas der Brennkraftmaschine an der Ladeeinrichtung, insbesondere an der Turbine der Ladeeinrichtung vorbeiführbar. Hierdurch ist eine durch die Ladeeinrichtung bedingte Leistungssteigerung der Brennkraftmaschine regulierbar. Zum Verstellen zwischen der Schließstellung und der Offenstellung der Wastegate-Ventilvorrichtung weist die Wastegate-Ventilvorrichtung die Welle auf, wobei die Welle in der Regel Bestandteil eines Antriebsstrangs ist. Die Welle ist nun rotierbar, wobei sich der Ventilteller durch die Verbindung mit der Welle bewegt. Die Verbindung zwischen dem Ventilteller und der Welle ist nun erfindungsgemäß durch den Wastegatehebel realisiert, der als federndes und gebogenes Metallteil ausgebildet ist. Der Wastegatehebel ist also insbesondere einerseits mit der Welle und andererseits mit dem Ventilteller verbunden.
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Der Wastegatehebel ist zweckmäßig drehfest mit der Welle verbunden. Hierzu kann der Wastegatehebel beispielsweise mit der Welle verschraubt, genietet, gelötet, geschweißt oder verstemmt sein. Die Verbindung zwischen dem Wastegatehebel und dem Ventilteller ist dabei nicht zwingend drehfest. Bevorzugt wird jedoch eine Ausführungsform, bei der der Ventilteller und der Wastegatehebel ebenfalls drehfest verbunden sind.
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Bei einer weiteren Ausführungsform weist der Wastegatehebel zumindest eine Öffnung auf, durch die ein Dorn des Ventiltellers hindurchgreift. Der als gebogenes und federndes Metallteil ausgebildete Wastegatehebel weist also zumindest eine derartige Öffnung auf, die von einem Dorn des Ventiltellers durchsetzt ist. Der Dorn des Ventiltellers ist dabei auf einer in der Schließstellung dem Ventilsitz abgewandten Außenseite des Ventiltellers angeordnet und erstreckt sich senkrecht zu dieser Außenseite des Ventiltellers. Weiter ist der Dorn des Ventiltellers vorzugsweise zylindrisch ausgebildet, wobei der Dorn an einer dem Ventilteller abgewandten Ende einen Kopf aufweisen kann, der als eine Wölbung des Dorns ausgebildet ist. Die Verbindung zwischen dem Ventilteller und dem Wastegatehebel ist nun insbesondere durch den durch die Öffnung verlaufende Dorn realisiert, wobei in dem Fall die Öffnung und der Dorn bzw. der zugehörige Bereich des Dorns komplementär ausgebildet sind.
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Bevorzugt wird eine Ausführungsform, bei der der Wastegatehebel zwei derartige Öffnungen aufweist, die vom Dorn des Ventiltellers durchsetzt sind. Dabei ist eine der Öffnungen komplementär zum Dorn ausgebildet. Das heißt die Verbindung zwischen dem Wastegateventil und dem Ventilteller ist durch den durch diese Öffnung verlaufenden Dorn realisiert. Weiter ist diese Öffnung vorzugsweise von einem oberen, das heißt ein vom Ventilteller weiter entfernten Bereich des Dorns durchsetzt. Die zweite Öffnung ist ebenfalls vom Dorn durchsetzt, wobei die zweite Öffnung derart ausgebildet ist, dass sie ein radiales Spiel des Dorns gewährleistet. Die zweite Öffnung weist also insbesondere einen größeren Querschnitt auf als der Dorn bzw. als der zugehörige Bereich des Dorns. Bei einem zylindrisch ausgebildeten Dorn ist die zweite Öffnung also beispielsweise kreisförmig ausgebildet, wobei ein Durchmesser der kreisförmig ausgebildeten Öffnung größer ist als ein Außendurchmesser des zylindrisch ausgebildeten Dorns. Die zweite Öffnung ist vorzugsweise von einem unteren Bereich des Dorns durchsetzt. Das heißt also, dass der der zweiten Öffnung zugeordnete Bereich des Dorns näher am Ventilteller angeordnet ist, als der Bereich des Dorns, der die erste Öffnung durchsetzt. Diese Anordnung sowie die feste obere Verbindung führt also dazu, dass der der zweiten Öffnung zugeordnete Bereich des Dorns in der zweiten Öffnung radial beweglich ist, womit ein radiales Spiel des Dorns und somit auch des Ventiltellers gewährleistet ist. Dieses radiale Spiel des Ventiltellers dient nun insbesondere dem Zweck, mögliche Verzüge bzw. Bewegungen zwischen dem Ventilteller und dem Ventilsitz in der Schließstellung ausgleichen zu können.
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Bevorzugt wird weiter eine Ausführungsform bei der der Wastegatehebel U-förmig ausgebildet ist. Der Wastegatehebel ist also als ein federndes und gebogenes Metallteil ausgebildet, das eine U-Form aufweist. Die U-förmige Ausbildung bezieht sich dabei auf den die Welle und den Ventilteller verbindenden Wastegatehebel. Das heißt also insbesondere, dass der Wastegatehebel als ein ungebogenes Metallteil ausgebildet sein kann, der die U-förmige Gestalt bei bzw. nach der Montage annimmt. Durch die U-förmige Ausbildung weist der Wastegatehebel nun zwei Schenkel auf, wobei die jeweiligen Schenkel vorzugsweise eine derartige Öffnung aufweisen, die vom Dorn des Ventiltellers durchsetzt ist. Entsprechend der zuvor genannten Ausführungsform können die beiden Schenkel in einen oberen Schenkel und einen unteren Schenkel unterteilt werden, wobei die untere Öffnung von einem unteren Bereich des Dorns, das heißt einem Bereich der näher am Ventilteller angeordnet ist, durchsetzt ist, während die obere Öffnung von einem oberen Bereich des Dorns, das heißt von einem Bereich des Dorns, der weiter entfernt vom Ventilteller angeordnet ist, durchsetzt ist. Dabei ist die obere Öffnung vorzugsweise diejenige Öffnung, die komplementär zum Dorn ausgebildet ist und somit eine feste Verbindung zwischen dem Dorn und somit dem Ventilteller und dem Wastegatehebel sicherstellt, während die untere Öffnung des unteren Schenkels das radiale Spiel des Dorns gewährleistet. Zudem ist der untere Schenkel vorzugsweise am Ventilteller abgestützt. Das heißt also insbesondere, dass der als gebogenes Metallteil ausgebildeten Wastegatehebels durch die Abstützung gegen den Ventilteller vorgespannt ist und somit die federnde Eigenschaft aufweist. Dadurch ist zusätzlich zum radialen Spiel des Ventiltellers eine relative Bewegung des Ventiltellers zur Welle, insbesondere durch die drehfeste Verbindung des Wastegatehebels mit der Welle durch den Wastegatehebel verhindert oder zumindest gedämpft. Der Wastegatehebel ist dabei derart gegen den Ventilteller vorgespannt, dass insbesondere in einer Offenstellung der Wastegate-Ventilvorrichtung eine Geräuschentwicklung aufgrund von Vibrationen des Ventiltellers verhindert ist oder zumindest reduziert ist. Weiter hat diese Ausführungsform den Vorteil, dass in der Schließstellung der Wastegate-Ventilvorrichtung eine durch den Wastegatehebel auf den Ventilteller wirkende Federkraft sich abhängig von einer vom Ventilsitz auf den Ventilteller übertragenen Kraft ändert. Die Federkraft ändert sich dabei derart, dass sie die über den Ventilsitz auf den Ventilteller übertragene Kraft ausgleicht und somit für einen sicheren Sitz des Ventiltellers auf dem Ventilsitz sorgt und die Geräuschentwicklung auf Grund eines Klapperns zwischen dem Ventilsitz und dem Ventilteller unterbindet oder zumindest reduziert. Somit ist also auch insbesondere ein abdichtender Sitz des Ventiltellers auf dem Ventilsitz gewährleistet.
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Insbesondere zur Begrenzung dieser Federkraft in der Schließstellung der Wastegate-Ventilvorrichtung ist eine Ausführungsform bevorzugt, bei dem ein mechanischer Anschlag vorgesehen ist, der die Federkraft bzw. eine Vorspannung des Hebelarms begrenzt. Der mechanische Anschlag dient also insbesondere dem Zweck, eine mögliche Überdehnung des federnd ausgebildeten Wastegatehebels zu unterbinden. Der Anschlag ist dabei bei einer bevorzugten Ausführungsform als ein Arm der Welle ausgebildet, der von der Welle absteht. Dieser Arm erstreckt sich dabei insbesondere senkrecht zu einer Längsrichtung der Welle und ist oberhalb des Ventiltellers angeordnet. Dabei ist also der untere Schenkel des Wastegatehebels zwischen dem Ventilteller und dem als von der Welle abstehenden Arm ausgebildeten Anschlags angeordnet. Eine Verformung und somit Überdehnung des federnden Wastegatehebels ist nun also insbesondere dadurch verhindert, dass sich die beiden Schenkel des Wastegatehebels lediglich in einem gewissen und von der Anordnung des Anschlags gegebenen Bereich aufeinander zu bewegen können.
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Der mechanische Anschlag ist weiter vorzugsweise verstellbar. Das heißt also insbesondere, dass die beispielsweise durch die relative Bewegung der beiden Schenkel des Hebelarms erzeugte Federkraft durch eine verstellbare Anordnung des mechanischen Anschlags veränderbar ist. Der verstellbare Anschlag dient dabei insbesondere dem Zweck, die Federkraft und somit die zwischen Ventilteller und Ventilsitz wirkende Kraft an bestimmten vorgegebenen Parametern anzupassen. Als Beispiele für diese Parameter sei auf Betriebsparameter der Brennkraftmaschine wie etwa eine Drehzahl der Brennkraftmaschine hingewiesen. Die Verstellung des mechanischen Anschlags erfolgt dabei beispielsweise über eine Regel- und Steuereinrichtung, in der insbesondere Kenn- und Linienfelder der entsprechenden Parameter hinterlegt sind. Zu dem kann die Steuer- und Regeleinrichtung derart ausgebildet sein, dass die Stellung des mechanischen Anschlags an anderen Parametern, insbesondere an einer Federkonstante des Wastegatehebels, die sich insbesondere verschleißbedingt ändern kann, anpasst.
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Es sei darauf hingewiesen, dass ein derartiger mechanischer Anschlag nicht zwangsläufig mit der Welle bzw. mit dem Ventilteller verbunden ist. Es sind insbesondere auch Ausführungsformen vorstellbar, bei denen der mechanische Anschlag beliebig an der Ladeeinrichtung bzw. an einem Gehäuse der Ladeeinrichtung sowie an anderen Bestandteilen der Brennkraftmaschine befestigt ist.
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Eine alternative oder zusätzliche Realisierung eines derartigen Anschlags ist dadurch gegeben, dass die zwei Schenkel des Wastegatehebels derart ausgebildet sind, dass sie im Schließzustand der Wastegate-Ventilvorrichtung aneinanderstoßen. Eine weitere Ausführungsform weist einen derartigen Wastegatehebel auf, der als Bügelfeder ausgebildet ist, wobei die Bügelfeder zumindest eine Schulter vorzugsweise jedoch zwei Schulter aufweist, die bei geschlossener Wastegate-Ventilvorrichtung einen Anschlag bilden. Die gegenüberliegenden Schultern kontaktieren einander bzw. den gegenüberliegenden Schenkel also bei geschlossener Wastegate-Ventilvorrichtung, wobei der Wastegatehebel, insbesondere durch eine entsprechende Wahl der Federkonstanten, derart ausgebildet ist, dass der Anschlag bei einer vorgegebenen Krafteinwirkung erfolgt.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umschließt der Wastegatehebel die Welle zumindest teilweise. Die Verbindung zwischen dem Wastegatehebel und der Welle ist also insbesondere dadurch realisiert, dass der Wastegatehebel die Welle zumindest teilweise und vorzugsweise in Umfangsrichtung der Welle umschließt und sie somit kontaktiert. Weiter kann die drehfeste Verbindung zwischen dem Wastegatehebel und der Welle dadurch realisiert sein, dass die Welle in diesem Kontaktbereich mit dem Wastegatehebel verschraubt und/oder verlötet und/oder genietet und/oder verstemmt ist. Auch ist eine Ausführungsform vorstellbar, bei der die durch die Umschließung der Welle entstandene Spannung im Kontaktbereich des Wastegatehebels eine drehfeste Verbindung zwischen der Welle und dem Wastegatehebel gewährleistet. Es versteht sich, dass der Wastegatehebel insbesondere in diesem Kontaktbereich eine zur Welle komplementäre Form aufweist. Ist die Welle beispielsweise zylinderartig ausgebildet, so weist der Wastegatehebel eine entsprechend gekrümmte Innenkontur auf. Bei einem U-förmig ausgebildeten Wastegatehebel ist der Wastegatehebel dabei vorzugsweise derart ausgebildet, dass diese zugehörige Innenkontur mittig zwischen den beiden Schenkeln angeordnet ist. Das heißt also insbesondere, dass der obere Schenkel und der untere Schenkel des Wastegatehebels die gleiche Größe aufweisen. Bei einer zylindrisch geformten Welle und einer entsprechend runden Innenkontur des U-förmigen Wastegatehebels, ist der Wastegatehebel also symmetrisch ausgebildet, wobei die jeweiligen Öffnungen des oberen und des unteren Schenkels sich gegenüberliegen.
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Weiter ist eine Ausführungsform bevorzugt, bei der die Welle eine Nut aufweist, in der der Wastegatehebel befestigt ist. Der Wastegatehebel, insbesondere ein Schenkel des Wastegatehebels, ist also innerhalb der Nut der Welle angeordnet und somit drehfest mit der Welle verbunden. Die Nut verläuft dabei vorzugsweise in einer zur Welle radialen Richtung und erstreckt sich dabei über die gesamte Breite der Welle oder über ein Teil der Breite der Welle. Die Nut ist also vorzugsweise derart angeordnet, dass sie sich parallel zum Ventilteller erstreckt.
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Es sei darauf hingewiesen, dass der Wastegatehebel aus einem beliebigen Material hergestellt sein kann, sofern dieses Material die erfindungsgemäß federnde Eigenschaft des Wastegatehebels gewährleistet. Bevorzugt ist jedoch ein Wastegatehebel, der aus einem Blechteil bzw. aus einem Federstahl hergestellt ist. Der Wastegatehebel ist also beispielsweise aus Federstahl oder als Blechteil gestanzt bzw. gepresst.
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Es sei ferner vermerkt, dass die Verbindung zwischen dem Wastegatehebel und dem Ventilteller auf beliebige Art realisiert sein kann. So kann der Ventilteller beispielsweise durch eine oder mehrere Unterlegscheiben, durch Schweißen, Löten, durch Sicherungsringe sowie durch eine Nietung am Ventilteller, insbesondere am Dorn des Ventiltellers, befestigt sein. Auch sind Ausführungsformen vorstellbar, bei denen zumindest ein Dämpfungselement zwischen dem Ventilteller und dem Wastegatehebel angeordnet ist. Als Beispiele für ein derartiges Dämpfungselement sei auf Ringscheiben sowie Unterlegscheiben hingewiesen, die beispielsweise einen entsprechenden Abschnitt des Dorns des Ventiltellers umschließen.
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Es versteht sich, dass eine Wastegate-Ventilvorrichtung für eine derartige Ladeeinrichtung, bei der der Ventilteller und die Welle durch einen derartigen Wastegatehebel verbunden sind, ebenfalls zum Umfang dieser Erfindung gehört.
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Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
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Es zeigen, jeweils schematisch:
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1 eine Seitenansicht einer Ladeeinrichtung im Bereich einer Wastegate-Ventilvorrichtung,
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2 bis 9 ein Querschnitt durch eine Wastegate-Ventilvorrichtung, jeweils unterschiedlicher Ausführungsform.
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Entsprechend der 1 weist eine Ladeeinrichtung 1 eine Wastegate-Ventilvorrichtung 2 auf, die der Leistungsregelung der Ladeeinrichtung 1 bzw. einer zugehörigen Brennkraftmaschine dient. Hierzu weist die Wastegate-Ventilvorrichtung 2, wie in den 1 bis 9 gezeigt ist, eine Welle 3 auf, die einen Ventilteller 4 der Wastegate-Ventilvorrichtung 2 mittels Rotation bewegt. Somit wird der Ventilteller 4, der mit einem Ventilsitz 5 der Wastegate-Ventilvorrichtung 2 zusammenwirkt, wobei der Ventilsitz 5 in einer Öffnung 6 in einem Gehäuse 7 der Ladeeinrichtung 1 angeordnet ist, durch die Rotation der Welle 3 bewegt. In der in 1 gezeigten Schließstellung der Wastegate-Ventilvorrichtung 2 liegt der Ventilteller 4 auf dem Ventilsitz 5 auf und verschließt somit die Öffnung 6 der Ladeeinrichtung 1. Durch die über die Welle 3 übertragene Bewegung löst sich der Ventilteller 4 vom Ventilsitz 5, wobei die Öffnung 6 zumindest teilweise frei wird und ein die Ladeeinrichtung 1 antreibendes Abgas der Brennkraftmaschine an der Turbine der Ladeeinrichtung 1 vorbeiströmt.
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Die Welle 3 ist nun erfindungsgemäß durch einen Wastegatehebel 8 mit dem Ventilteller 4 verbunden. Dabei ist der Wastegatehebel 8 einerseits drehfest mit der Welle 3 verbunden bzw. daran befestigt und andererseits mit dem Ventilteller 4 verbunden. Der Wastegatehebel 8 ist zu dem als ein federndes und gebogenes Metallteil 9 ausgebildet. Bei der in den 1 und 2 gezeigten Ausführungsformen ist der Wastegatehebel 8 zu dem U-förmig ausgebildet. Dabei umschließt der Wastegatehebel 8 die Welle 3 in einer Umfangsrichtung der Welle 3 teilweise. Hierzu weist der U-förmig ausgebildete Wastegatehebel 8 eine zur zylindrisch geformten Welle 3 komplementäre und gerundete Innenkontur 10 auf. Weiter umschließt der Wastegatehebel 8 die Welle 3 derart, dass zwei Schenkel 11, 12 des Wastegatehebels 8 symmetrisch bezüglich der Welle 3 angeordnet sind. Ein oberer Schenkel 11 sowie ein unterer Schenkel 12 weisen zudem sich gegenüberliegende Öffnungen 13, 14 auf, durch die ein Dorn 15 des Ventiltellers 4 hindurchgreift. Die Öffnungen 13, 14 der Schenkel 11, 12 sind also vom Dorn 15 des Ventiltellers 4 durchsetzt. Die Öffnungen 13, 14 des Wastegatehebels 8 können dabei kreisförmig ausgebildet sein. Eine obere Öffnung 13 ist dabei komplementär zum Dorn 15 ausgebildet, so dass der Wastegatehebel 8 über die im oberen Schenkel 11 ausgebildete obere Öffnung 13 fest mit dem Dorn 15 und somit mit dem Ventilteller 4 verbunden ist. Der Dorn 15 weist zudem an einem dem Ventilteller 4 abgewandten und der oberen Öffnung 13 benachbarten Ende einen Dornkopf 16 auf. Der obere Schenkel 11 kontaktiert dabei den Dornkopf 16 im Bereich der oberen Öffnung 13, womit die Befestigung des oberen Schenkels 11 mit dem Dorn 15 verstärkt ist. Die der ersten Öffnung 13 gegenüberliegende zweite Öffnung 14 des Wastegatehebels 8 ist zudem im unteren Schenkel 12 ausgebildet. Die untere Öffnung 14 ist dabei wie die obere Öffnung 13 kreisförmig ausgebildet, wobei die untere Öffnung 14 ein Durchmesser aufweist, das größer ist als der Durchmesser der oberen Öffnung 13 und größer als der Dorn 15. Somit kann sich der zylindrisch ausgebildete Dorn 15 innerhalb der unteren Öffnung 14 bewegen, womit ein radiales Spiel des Dorns 15 und somit des Ventiltellers 4 gewährleistet ist. Der Dorn 15 ist dabei an einer in der Schließstellung der Wastegate-Ventilvorrichtung 2 vom Ventilsitz 5 abgewandten Außenseite 17 des Ventiltellers 4 angeordnet. Der untere Schenkel 12 kontaktiert nun diese Außenseite 17 flächig, und ist somit gegen den Ventilteller 4 vorgespannt. Dies führt insbesondere dazu, dass eine Bewegung des Ventiltellers 4 relativ zur Welle 3 unterdrückt oder zumindest reduziert wird. Derartige Bewegungen führen insbesondere in einer Offenstellung der Wastegate-Ventilvorrichtung 2 zu einer unerwünschten Geräuschentwicklung.
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Die 3 und 4 zeigen alternative Ausführungsformen bzw. Realisierungen des Wastegatehebels 8. Dabei ist der in der 3 gezeigte Wastegatehebel 8 in der gezeigten Schnittdarstellung symmetrisch ausgebildet, wobei die jeweiligen Schenkel 11, 12 eine gekrümmte Form aufweisen. 4 zeigt eine Ausführungsform, bei der der obere Schenkel 11 und der untere Schenkel 12 des Wastegatehebels 8 unterschiedlich geformt sind. Zu dem ist der Dorn 15 des Ventiltellers 4 kürzer ausgebildet als in den in den 1 bis 3 gezeigten Ausführungsformen. Die in den 1 bis 4 gezeigten Ausführungsformen weisen zu dem einen mechanischen Anschlag 18 auf, der als ein von der Welle 3 in einem unteren Bereich senkrecht abstehender Arm 19 realisiert ist. Der Anschlag 18 dient dabei insbesondere dem Zweck, eine Überdehnung des federnden Wastegatehebels 8 zu verhindern. Wird also der untere Schenkel 12, insbesondere auf Grund einer durch den Ventilsitz 5 auf den Ventilteller 4 und somit auf den unteren Schenkel 12 einwirkenden Kraft gegen den oberen Schenkel 11 gedrückt, so führt dies zu einer vorgegebenen maximalen Biegung des Wastegatehebels 8, wobei die maximale Biegung und somit eine entsprechende Federkraft des Wastegatehebels 8 dadurch begrenzt ist, dass der untere Schenkel 12 an den Anschlag 18 stößt.
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Eine alternative Realisierung dieses Anschlags 18 ist in der 5 gezeigt. Hier ist der Wastegatehebel 8 als eine Bügelfeder 20 ausgebildet, wobei die beiden Schenkel 11, 12 jeweils eine Schulter 21 aufweisen, der sich entgegen des gegenüberliegenden Schenkels 11, 12, erstreckt. Eine Kraftübertragung des Ventiltellers 4 auf den Wastegatehebel 8 ist also dadurch begrenzt, dass eine der Schulter 21 auf den gegenüberliegenden Schenkel 11, 12 bzw. auf die gegenüberliegende Außenseite 17 des Ventiltellers 4 stößt.
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Bei der in 6 gezeigten Ausführungsform weist die Welle 3 eine Nut 22 auf, die zentral und radial entlang der gesamten Breite der Welle 3 verläuft. Der Wastegatehebel 8 ist nun in dieser Nut 22 angeordnet und somit drehfest mit der Welle 3 verbunden. Dazu laufen die beiden Schenkel 11, 12 des symmetrisch ausgebildeten Wastegatehebels 8 im Bereich der Nut 22 gänzlich zusammen und kontaktieren sich bzw. sind zu einem Nutabschnitt 23 geformt. Der Nutabschnitt 23 ist dabei zweckmäßig komplementär zur Nut 22 ausgebildet.
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Eine alternative Ausführungsform zur Befestigung des Wastegatehebels 8 in der Nut 22 der Welle 3 ist in der 7 gezeigt. Hier ist der Wastegatehebel 8 einschenklig ausgebildet. Das heißt also, dass der Wastegatehebel 8 lediglich einen einzigen Schenkel 11 aufweist, in der eine obere Öffnung 13 ausgebildet ist, die komplementär zum Dorn 15 geformt und von diesem durchsetzt ist. Damit ist der Wastegatehebel 8 fest mit dem Dorn 15 und somit dem Ventilteller 4 verbunden. Der Wastegatehebel 8 geht zudem durch eine Krümmung in einen parallel zum Schenkel verlaufenden Nutabschnitt 23 über. Der Nutabschnitt 23 des Wastegatehebels 8 ist nun in der Nut 22 angeordnet und somit drehfest mit der Welle 3 verbunden. Hierzu ist der Nutabschnitt 23 zweckmäßig komplementär zur Nut 22 ausgebildet, wobei die Nut 22 lediglich über eine gewisse Breite der Welle 3 verläuft.
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Die 8 und 9 zeigen weitere alternative Realisierungen der Verbindung zwischen dem Wastegatehebel 8 und dem Ventilteller 4. Bei der in der 8 gezeigten Ausführungsform ist dabei jeweils zwischen dem oberen Schenkel 11 und dem Dornkopf 16 sowie dem unteren Schenkel 12 und dem Ventilteller 4 ein Dämpfungselement 24 angeordnet. Dabei kontaktieren die Schenkel 11, 12 jeweils eines dieser Dämpfungselemente 24, die entsprechend den Dornkopf 16 bzw. die Außenseite 17 des Ventiltellers 4 kontaktieren. Bei der in der 9 gezeigten Ausführungsform ist die Verbindung zwischen dem einschenklig ausgebildeten Wastegatehebel 8 und dem Ventilteller 4 durch einen mit dem Ventilteller 4 auf der Außenseite 17 verbundenen Haken 25 realisiert, in der der Schenkel 12 des Wastegatehebels 8 angeordnet ist. Der Haken 25 ist dabei unterhalb des als Arm 19 der Welle 3 ausgebildeten Anschlags 18 angeordnet. Somit ist eine Überdehnung des Wastegatehebels 8 dadurch realisiert, dass der Haken 25 beim Erreichen einer entsprechenden Kraft an den Anschlag 18 stößt. Hier ist die Verbindung zwischen dem Wastegatehebel 8 und der Welle 3 dadurch realisiert, dass der Wastegatehebel 8 die Welle 3 teilweise umschließt.
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Eine drehfeste Verbindung zwischen dem Wastegatehebel 8 und der Welle 3 ist bei den in den 1 bis 5 sowie den 8 und 9, also bei den Ausführungsformen, die einen die Welle 3 zumindest teilweise umschließenden Wastegatehebel 8 aufweisen, beispielsweise dadurch realisiert, dass der die Welle 3 umschließende Abschnitt des Wastegatehebels 8 mit der Welle 3 verschraubt, vernietet, gelötet oder geschweißt ist. Auch kann eine derartige drehfeste Verbindung auf beliebige Art, beispielsweise durch eine Kombination der zuvor genannten Beispiele, realisiert sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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