DE102012012160A1 - Actuating unit for by-pass valve of turbocharger in motor vehicle, has valve opener rotatably mounted about pivot axis, where pivot arm converts force into moment acting on valve opener - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Betätigungseinrichtung für ein Bypassventil eines Turboladers, insbesondere in einem Kraftfahrzeug.The invention relates to an actuating device for a bypass valve of a turbocharger, in particular in a motor vehicle.
Um die Menge eines durch den Turbolader geleiteten Abgasstroms zu steuern, werden Ventilanordnungen, sogenannte Wastegates eingesetzt. Bei dem Wastegate handelt es sich um eine Bypassleitung mit einem Bypassventil. Der Abgasstrom verlässt den Verbrennungsmotor bei erhöhtem Druck. Dieser Druck wird dazu genutzt, eine Turbine anzutreiben, die auf einen Verdichter wirkt, mit dem die dem Verbrennungsmotor zugeleitete Verbrennungsluft unter Ladedruck gesetzt wird. Die Betätigungseinrichtung öffnet die Ventilanordnung unter bestimmten Betriebsbedingungen. Der den Turbolader antreibende Abgasstrom wird dann teilweise am Turbolader vorbei in ein Abgassystem geleitet, so dass der Ladedruck nicht weiter ansteigt. Die Betätigungseinrichtung wird durch einen Aktor angetrieben, so dass das Bypassventil geöffnet und geschlossen werden kann. Lagerverschleiß an einer den Ventilschieber aufnehmenden Lagerung kann zu einer Schrägstellung des Ventilschiebers führen. Dies kann dazu führen, dass das Bypassventil nicht mehr sauber auf dem Ventilsitz aufliegt und Abgase durch das Bypassventil entweichen können.In order to control the amount of exhaust gas flow conducted through the turbocharger, valve assemblies, so-called waste gates, are used. The wastegate is a bypass line with a bypass valve. The exhaust gas flow leaves the engine at elevated pressure. This pressure is used to drive a turbine which acts on a compressor with which the combustion air supplied to the internal combustion engine is placed under boost pressure. The actuator opens the valve assembly under certain operating conditions. The exhaust gas flow driving the turbocharger is then partially conducted past the turbocharger into an exhaust system so that the boost pressure does not increase any further. The actuator is driven by an actuator so that the bypass valve can be opened and closed. Bearing wear on a valve slide receiving bearing can lead to an inclination of the valve spool. This can result in the bypass valve no longer resting cleanly on the valve seat and allowing exhaust gases to escape through the bypass valve.
Eine der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe kann darin gesehen werden, eine Betätigungseinrichtung für ein Bypassventil eines Verbrennungsmotors zu schaffen, welche über einen langen Zeitraum einen dichten Sitz des Bypassventils in der Ventilbuchse gewährleistet.An object underlying the invention can be seen to provide an actuator for a bypass valve of an internal combustion engine, which ensures a tight fit of the bypass valve in the valve sleeve over a long period of time.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Verfahren nach Anspruch 8 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind jeweils Gegenstand der Unteransprüche, welche in technologisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden. Die Beschreibung, insbesondere im Zusammenhang mit der Zeichnung, charakterisiert und spezifiziert die Erfindung zusätzlich.This object is solved by the features of patent claim 1 and by a method according to
Vorgesehen ist demgemäß eine Betätigungseinrichtung für ein Bypassventil an einem Turbolader, insbesondere in einem Kraftfahrzeug, aufweisend:
- – einen um eine Drehachse drehbar gelagerten Ventilöffner,
- – einen Schwenkarm, welcher dazu ausgestaltet ist, eine Kraft in ein auf den Ventilöffner wirkendes Moment umzuwandeln,
- A valve opener rotatably mounted about an axis of rotation,
- A swivel arm which is adapted to convert a force into a moment acting on the valve opener,
Der Schwenkarm ist um eine Drehachse drehbar gelagert. Zum Öffnen des Bypassventils wird der Ventilöffner um die Drehachse gedreht. Da der Aktor eine Linearbewegung vollzieht, weist die Betätigungseinrichtung einen Schwenkarm auf, um eine im Wesentlichen linear wirkende Kraft in ein Moment umzuwandeln und dadurch aus der Linearbewegung eine Drehbewegung zu erzeugen. Dabei wird über den Schwenkarm ein Kippmoment in den Ventilöffner eingeleitet. Bei der Betätigungseinrichtung entsprechend Anspruch 1 ist der Ventilöffner mehrfach gelagert. Das in den Schwenkarm eingeleitete Kippmoment kann dadurch abgestützt werden. Dadurch wird das üblicherweise als Gleitlager ausgestaltete Lager entlastet. Die Entlastung des Lagers führt zu einem verringerten Lagerverschleiß. Dadurch wird die Lebensdauer der Betätigungseinrichtung erhöht.The swivel arm is rotatably mounted about a rotation axis. To open the bypass valve, the valve opener is rotated about the axis of rotation. Since the actuator performs a linear movement, the actuating device has a pivoting arm in order to convert a substantially linearly acting force into a moment and thereby to generate a rotary movement from the linear movement. In this case, a tilting moment is introduced into the valve opener via the swivel arm. In the actuator according to claim 1, the valve opener is mounted multiple times. The tilting moment introduced into the swivel arm can thereby be supported. As a result, the usually designed as a plain bearing bearings is relieved. The relief of the bearing leads to a reduced bearing wear. As a result, the life of the actuator is increased.
In einer Ausführung ist der Ventilöffner in der Drehachse oberhalb von dem Schwenkarm und unterhalb von dem Schwenkarm gelagert.In one embodiment, the valve opener is mounted in the axis of rotation above the pivot arm and below the pivot arm.
Bei dieser Ausgestaltung heben die in den Ventilöffner eingeleiteten Kippmomente sich gegenseitig auf, so dass sich eine günstige, linienförmige Belastung der Lager ergibt. Dadurch kann auch das durch den Turbolader hindurchgeführte Lager verkürzt werden.In this embodiment, the tilting moments introduced into the valve opener cancel each other, resulting in a favorable linear load on the bearings. As a result, the bearing passed through the turbocharger can also be shortened.
In einer Ausgestaltung weist der Ventilöffner eine Lagerbuchse auf, welche im Zusammenwirken mit dem Ventilöffner ein erstes Lager ausbildet und einen vorstehenden Abschnitt, welcher im Zusammenwirken mit einer Stützbuchse ein zweites Lager ausbildet.In one embodiment, the valve opener on a bearing bush, which forms a first bearing in cooperation with the valve opener and a projecting portion, which forms a second bearing in cooperation with a support bushing.
Dadurch kann ein und dieselbe Lagerbuchse den Ventilöffner ober- und unterhalb von dem Schwenkarm abstützen und drehbar lagern. Die Ausnehmung erlaubt es dem Schwenkarm um die Drehachse des Ventilöffners geschwenkt zu werden.As a result, one and the same bearing bush can support the valve opener above and below the pivot arm and store it in a rotatable manner. The recess allows the pivot arm to be pivoted about the axis of rotation of the valve opener.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung weist der Ventilöffner eine zylindrische, an der Lagerhülse anliegende Außenkontur auf, welche durch eine an dem Schwenkarm angeordnete Stützbuchse fortgesetzt ist.According to a further embodiment, the valve opener on a cylindrical, applied to the bearing sleeve outer contour, which is continued by a arranged on the pivot arm support sleeve.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung weist der Ventilöffner einen sich durch den Schwenkarm bis in die Stützbuchse erstreckenden Zapfen auf.According to a further embodiment, the valve opener has a through the pivot arm extending into the support sleeve pin.
Die Stützbuchse kann dadurch vor der Fixierung an dem Schwenkarm bzw. an dem Ventilöffner leichter koaxial ausgerichtet werden, so dass die Stützbuchse. eine oberhalb des Schwenkarms befindliche Lagerung bereitstellen kann.The support sleeve can thereby be aligned more easily coaxially before fixing to the pivot arm or on the valve opener, so that the support sleeve. can provide a storage located above the pivot arm.
Entsprechend einer Ausführung weist der Zapfen eine zu einer Ausnehmung im Schwenkarm formschlüssig verbundene Kontur aufweist. According to one embodiment, the pin has a form-fitting connected to a recess in the pivot arm contour.
Der Zapfen stellt dadurch eine langfristig verdrehfeste Verbindung zwischen dem Ventilöffner und dem Schwenkarm bereit, die unabhängig von der Art der Befestigung des Schwenkarmes auf dem Ventilöffner in Drehrichtung des Ventilöffners erhalten bleibt.The pin thus provides a long-term rotationally fixed connection between the valve opener and the pivot arm, which is maintained regardless of the type of fastening of the pivot arm on the valve opener in the direction of rotation of the valve opener.
Entsprechend einer weiteren Ausführung ist eine Wirkverbindung zwischen einem Aktor und dem Schwenkarm vorgesehen, welche über ein flächig auf dem Schwenkarm anliegendes Endstück drehbeweglich mit dem Schwenkarm verbunden ist.According to a further embodiment, an operative connection between an actuator and the pivot arm is provided, which is rotatably connected via a flat on the pivot arm fitting end piece with the pivot arm.
Durch die flächige Ausgestaltung wird eine drehbewegliche Verbindung zwischen dem Schwenkarm und der Wirkverbindung geschaffen, welche eine verhältnismäßig hohe Steifigkeit gegenüber Biegemomenten aufweist. Durch diese Ausgestaltung kann eine drehbewegliche Verbindung zwischen dem Schwenkarm und der Wirkverbindung geschaffen werden, die bei Betätigung keine zusätzlichen Biegemomente in den Ventilöffner einleitet.Due to the planar design, a rotatable connection between the pivot arm and the operative connection is created, which has a relatively high rigidity against bending moments. By this configuration, a rotatable connection between the pivot arm and the operative connection can be created, which initiates no additional bending moments in the valve opener when actuated.
Vorgesehen ist weiterhin ein Verfahren zur Herstellung einer Betätigungseinrichtung mit den Fertigungsschritten: Bereitstellen eines Ventilöffners,
- – Einfügen des Ventilöffners in eine Lagerbuchse,
- – Anordnen des Schwenkarmes auf dem Ventilöffner,
- – Anordnen einer Stützbuchse auf dem Schwenkarm,
- – Arretieren der Stützbuchse auf dem Schwenkarm mittels einer Montagefixierung,
- – Fixierung der Stützbuchse auf dem Schwenkarm.
- Inserting the valve opener into a bearing bush,
- Arranging the swivel arm on the valve opener,
- Arranging a support bushing on the swivel arm,
- Locking the support bush on the swivel arm by means of a mounting fixation,
- - Fixation of the support bushing on the swivel arm.
Die Montagefixierung arretiert den Schwenkarm und die Stützbuchse bezüglich der Lagerbuchse, so dass die Stützbuchse exakt koaxial an die zylindrische Innenkontur der Lagerhülse angepasst werden kann.The mounting fixture locks the pivot arm and the support sleeve with respect to the bearing bush, so that the support sleeve can be exactly coaxially adapted to the cylindrical inner contour of the bearing sleeve.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens sind die Lagerbuchse bzw. der Ventilöffner bereits vor der Durchführung der oben genannten Verfahrensschritte in einem Gehäuse des Turboladers angeordnet.In one embodiment of the method, the bearing bush or the valve opener are already arranged in a housing of the turbocharger before carrying out the abovementioned method steps.
Mit Hilfe der Montagefixierung können auch die Betätigungseinrichtung bzw. der Ventilöffner mit dem daran angeordneten Bypassventil bezüglich des Ventilsitzes ausgerichtet werden.With the help of mounting fixation and the actuator or the valve opener can be aligned with the bypass valve arranged thereon with respect to the valve seat.
In einer Ausgestaltung erfolgt die Fixierung über eine Schweißung.In one embodiment, the fixation via a weld.
Nachfolgend werden einige Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:Some embodiments will be explained in more detail with reference to the drawing. Show it:
In den Figuren sind gleiche oder funktional gleichwirkende Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.In the figures, identical or functionally identical components are provided with the same reference numerals.
Die Leistungsabgabe des Turboladers
Geöffnet werden kann das Bypassventil
Der Schwenkarm
Der Ventilöffner
Dies kann entsprechend einem anhand von
Gleichwohl in der vorangegangenen Beschreibung einige mögliche Ausführungen der Erfindung offenbart wurden, versteht es sich, dass zahlreiche weitere Varianten von Ausführungen durch Kombinationsmöglichkeiten aller genannten und ferner aller dem Fachmann naheliegenden technischen Merkmale und Ausführungsformen existieren. Es versteht sich ferner, dass die Ausführungsbeispiele lediglich als Beispiele zu verstehen sind, die den Schutzbereich, die Anwendbarkeit und die Konfiguration in keiner Weise beschränken. Vielmehr möchte die vorangegangene Beschreibung dem Fachmann einen geeigneten Weg aufzeigen, um zumindest eine beispielhafte Ausführungsform zu realisieren. Es versteht sich, dass bei einer beispielhaften Ausführungsform zahlreiche Änderungen bezüglich Funktion und Anordnung der Elemente vorgenommen werden können, ohne den in den Ansprüchen offenbarten Schutzbereich und dessen Äquivalente zu verlassen.Although some possible embodiments of the invention have been disclosed in the foregoing description, it is to be understood that numerous other variants of embodiments exist through the possibility of combining all of the cited and further all of the obvious technical features and embodiments. It is further understood that the embodiments are to be understood as examples only, which in no way limit the scope, applicability and configuration. Rather, the foregoing description would suggest a suitable way for the skilled person to realize at least one exemplary embodiment. It should be understood that in an exemplary embodiment, numerous changes in the function and arrangement of the elements may be made without departing from the scope and equivalents disclosed in the claims.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Verbrennungsmotorinternal combustion engine
- 22
- Ansaugtraktintake system
- 33
- Abgastraktexhaust tract
- 44
- Turboladerturbocharger
- 55
- Turbineturbine
- 66
- Verdichtercompressor
- 77
- Bypassventilbypass valve
- 88th
- Ventilsitzvalve seat
- 99
- Bypassbypass
- 1010
- Betätigungseinrichtungactuator
- 1111
- Aktoractuator
- 1212
- Ventilöffnervalve opener
- 1313
- Wirkverbindungoperatively connected
- 1414
- Schwenkarmswivel arm
- 1515
- Gehäusecasing
- 1616
- Drehachseaxis of rotation
- 1717
- Lagerhülsebearing sleeve
- 1818
- Abschnittsection
- 1919
- Innenkonturinner contour
- 2020
- Außenkonturouter contour
- 2121
- Stützbuchsesupport bushing
- 2222
- Lagerungstorage
- 2323
- unterer Bereich der Lagerunglower area of storage
- 2424
- Ausnehmungrecess
- 2525
- Zapfenspigot
- 2626
- Bohrungdrilling
- 2727
- Freiraumfree space
- 2828
- Gelenkjoint
- 2929
- Endstücktail
- 3030
- Montagefixierungmounting fixation
- 3131
- Bereitstellen eines Ventilöffners,Providing a valve opener,
- 3232
- Einfügen des Ventilöffners in eine LagerbuchseInsert the valve opener into a bearing bush
- 3333
- Anordnen des Schwenkarmes auf dem VentilöffnerArranging the swivel arm on the valve opener
- 3434
- Anordnen einer Stützbuchse auf dem SchwenkarmArranging a support bushing on the swivel arm
- 3535
- Arretieren der Stützbuchse auf dem Schwenkarm mittels einer Montagefixierung,Locking the support bushing on the swivel arm by means of a mounting fixation,
- 3636
- Fixierung der Stützbuchse auf dem SchwenkarmFixation of the support bushing on the swivel arm
- LL
- Längelength
- FF
- Kraftforce
- MM
- Momentmoment
Claims (10)
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DE201210012160 DE102012012160A1 (en) | 2012-06-19 | 2012-06-19 | Actuating unit for by-pass valve of turbocharger in motor vehicle, has valve opener rotatably mounted about pivot axis, where pivot arm converts force into moment acting on valve opener |
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Publications (1)
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R005 | Application deemed withdrawn due to failure to request examination |