DE102012201011A1 - Flap mechanism i.e. waste gate-flap mechanism, for exhaust turbocharger system of vehicle, has waste gate plate including receiving groove for partially receiving securing ring, which fastens waste gate plate at spindle - Google Patents

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Abstract

The mechanism (1) has a spindle (2) including an end section (3), which includes a receiving groove (4) for partially receiving a securing ring (7) e.g. piston ring. A waste gate plate (5) is arranged at the end section of the spindle in a mounted condition. The plate includes another receiving groove (6) for partially receiving the securing ring, where the latter groove is provided complementary to the former groove. The received securing ring fastens the waste gate plate at the spindle. The grooves form an annular closed cavity in the mounted condition of the waste gate plate at the spindle.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Klappenmechanismus, insbesondere einen Wastegate-Klappenmechanismus, für ein Abgas-Turboladersystem. The present invention relates to a flapper mechanism, particularly a wastegate flapper mechanism, for an exhaust turbocharger system.

Herkömmliche Klappenmechanismen kommen in Abgas-Turboladersystemen zum Einsatz, wenn mittels eines sogenannten Wastegate-Kanals der durch eine Turbine des Abgas-Turboladersystems fließende Abgas-Massenstrom eingestellt werden soll, so dass auch die von dem Abgas-Turboladersystem erzielte Verdichterleistung gezielt eingestellt werden kann. Conventional flap mechanisms are used in exhaust gas turbocharger systems when the exhaust gas mass flow flowing through a turbine of the exhaust gas turbocharger system is to be adjusted by means of a so-called wastegate channel, so that the compressor output achieved by the exhaust gas turbocharger system can also be adjusted in a targeted manner.

Eine derartige Einstellung erfolgt in herkömmlicher Art und Weise mittels eines Klappenmechanismus, wobei ein derartiger Klappenmechanismus regelmäßig eine in einer Buchse schwenkbar angeordnete Spindel umfasst. Die Buchse ist dabei in einem Turbinengehäuse angebracht. Innerhalb eines solchen Turbinengehäuses ist an einem Endabschnitt der Spindel ein Wastegate-Teller befestigt, in dem Wastegate-Kanal angeordnet und zwischen einem geöffneten und einem geschlossenen Zustand umschaltbar. Je nach Öffnungsgrad kann somit der gewünschte effektive Strömungsquerschnitt des Wastegate-Kanals eingestellt werden. Such adjustment is made in a conventional manner by means of a flap mechanism, such a flap mechanism regularly comprising a spindle pivotally mounted in a socket. The bushing is mounted in a turbine housing. Within such a turbine housing, a wastegate plate is fixed to an end portion of the spindle, disposed in the wastegate passage, and switchable between open and closed states. Depending on the degree of opening, the desired effective flow cross section of the wastegate channel can thus be set.

Herkömmliche Klappenmechanismen weisen den Nachteil auf, dass der Wastegate-Teller mit einem axialen oder/und radialen Spiel an dem Endabschnitt der Spindel befestigt ist, was aufgrund von Motorgeräuschen der mit dem Abgas-Turboladersystem in Wirkverbindung stehenden Brennkraftmaschine und insbesondere aufgrund eines von der Brennkraftmaschine erzeugten oftmals pulsartig ausgebildeten Abgasmassenstroms zur Erzeugung von störenden akustischen Geräuschen, häufig in Form eines "Rasselns" oder "Klapperns", führen kann. Solche störende akustische Geräusche können insbesondere in Abhängigkeit von den momentanen Betriebspunkt der Brennkraftmaschine mehr oder weniger stark ausgeprägt sein, führen jedoch in jedem Fall zu einer Komforteinbuße in dem die Brennkraftmaschine verwendenden Fahrzeug. Conventional flap mechanisms have the disadvantage that the wastegate plate is attached to the end portion of the spindle with axial and / or radial play, due to engine noises of the engine in communication with the exhaust turbocharger system, and more particularly due to one produced by the engine often pulse-shaped exhaust gas mass flow to produce annoying acoustic noise, often in the form of a "rattling" or "rattling" lead. Such disturbing acoustic noises may be more or less pronounced, in particular depending on the instantaneous operating point of the internal combustion engine, but in any case lead to a loss of comfort in the vehicle using the internal combustion engine.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Ausführungsform für einen Klappenmechanismus bereitzustellen, bei welchem die oben genannten Nachteile beseitigt oder wenigstens reduziert sind. It is therefore an object of the present invention to provide an improved embodiment for a flap mechanism in which the above-mentioned disadvantages are eliminated or at least reduced.

Die oben genannte Aufgabe wird gelöst wird durch eine Vorrichtung gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 1. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche.The above object is achieved by a device according to the independent claim 1. Preferred embodiments are subject of the dependent claims.

Erfindungsgemäß weist die Spindel des erfindungsgemäßen Klappenmechanismus in ihrem Endabschnitt eine erste Aufnahmenut zur wenigstens teilweisen Aufnahme eines Sicherungselements auf. In einem montierten Zustand des erfindungsgemäßen Klappenmechanismus ist an dem Endabschnitt der Spindel ein Wastegate-Teller angeordnet, wobei der Wastegate-Teller eine zur ersten Aufnahmenut komplementäre zweite Aufnahmenut zur wenigstens teilweisen Aufnahme des Sicherungselements aufweist. Schließlich umfasst der erfindungsgemäße Klappenmechanismus ein in der ersten und zweiten Aufnahmenut aufgenommenes oder aufnehmbares Sicherungselement zur Befestigung des Wastegate-Tellers an der Spindel. According to the invention, the spindle of the flap mechanism according to the invention has in its end section a first receiving groove for at least partially receiving a securing element. In a mounted state of the flap mechanism according to the invention, a wastegate plate is disposed at the end portion of the spindle, wherein the wastegate plate has a second receiving groove complementary to the first receiving groove for at least partially receiving the securing element. Finally, the flap mechanism according to the invention comprises a securing element accommodated or receivable in the first and second receiving groove for fastening the wastegate plate to the spindle.

Durch die Bereitstellung des erfindungsgemäßen Sicherungselements in der ersten und zweiten Aufnahmenut des der Spindel bzw. des Wastegate-Tellers kann die unerwünschte Erzeugung von störenden Geräuschen beim Betrieb des Klappenmechanismus in dem Abgas-Turboladersystem vermieden oder zumindest stark reduziert werden. Gleichzeitig wird mittels des erfindungsgemäßen Sicherungselements auch verhindert, dass sich der Wastegate-Teller beim Betrieb in dem Abgas-Turboladersystem auf unerwünschte Weise von der Spindel lösen kann.By providing the securing element according to the invention in the first and second receiving groove of the spindle or the wastegate plate, the unwanted generation of disturbing noises in the operation of the flap mechanism in the exhaust gas turbocharger system can be avoided or at least greatly reduced. At the same time, it is also prevented by means of the securing element according to the invention that the wastegate plate can detach from the spindle during operation in the exhaust gas turbocharger system in an undesired manner.

Vorzugsweise ist das Sicherungselement derart in der ersten und zweiten Aufnahmenut angeordnet, dass der Wastegate-Teller in dem montierten Zustand beabstandet zu der Spindel angeordnet ist. Auf diese Weise wird das Auftreten von störenden Vibrationen, insbesondere aufgrund eines unerwünschten periodischen mechanischen Aufeinandertreffens des Wastegate-Tellers mit der Spindel, verhindert. Folglich wird auf diese Weise die Erzeugung von störenden Geräuschen besonders gut unterdrückt. Preferably, the securing element is arranged in such a way in the first and second receiving groove, that the wastegate plate is arranged in the assembled state spaced from the spindle. In this way, the occurrence of disturbing vibrations, in particular due to an undesired periodic mechanical meeting of the wastegate plate with the spindle, prevented. Consequently, the generation of disturbing noises is particularly well suppressed in this way.

Um eine besonders sichere Befestigung des Wastegate-Tellers an dem Endabschnitt der Spindel sicherzustellen, kann der Wastegate-Teller mittels des Sicherungselements gegen die Spindel vorgespannt sein. In order to ensure a particularly secure attachment of the wastegate plate to the end portion of the spindle, the wastegate plate may be biased by the securing element against the spindle.

In einer weiterbildenden Ausführungsform ist der Wastegate-Teller mittels des Sicherungselements federnd gegen die Spindel verspannt, wobei auf diese Weise eine besonders zuverlässige Befestigung des Wastegate-Tellers an dem Sicherungselement sichergestellt ist. In a further embodiment, the wastegate plate is braced by means of the securing element resiliently against the spindle, in this way a particularly reliable attachment of the wastegate plate is secured to the securing element.

Eine besonders einfache und damit kostengünstig herzustellende Ausführungsform ergibt sich durch die Verwendung eines als Sicherungsring ausgebildeten Sicherungselements, wobei der Sicherungsring insbesondere als Kolbenring oder Sprengring oder Seegerring ausgebildet sein kann. A particularly simple and thus inexpensive to manufacture embodiment results from the use of a locking ring designed as a securing element, wherein the locking ring may be formed in particular as a piston ring or snap ring or Seeger ring.

Vorzugsweise weist der Sicherungsring einen im Wesentlichen kreisförmigen oder rechteckigen, insbesondere quadratischen, oder kreuz-artigen Querschnitt auf. Dies ermöglicht die Verwendung von herkömmlichen, insbesondere im Handel erhältlichen Sicherungsringen, was die Herstellungskosten für den Klappenmechanismus weiter reduziert.Preferably, the retaining ring has a substantially circular or rectangular, in particular square or cross-like cross-section. This allows the use of conventional, especially commercially available circlips, which further reduces the cost of manufacturing the valve mechanism.

Des Weiteren kann daran gedacht sein, dass die erste und zweite Aufnahmenut in dem montierten Zustand des Wastegate-Tellers an der Spindel einen im Wesentlichen geschlossenen Hohlraum ausbilden. Dies ermöglicht eine besonders zuverlässige Befestigung des Wastegate-Tellers an der Spindel. Furthermore, it can be thought that the first and second receiving groove in the assembled state of the wastegate plate on the spindle form a substantially closed cavity. This allows a particularly reliable attachment of the wastegate plate to the spindle.

Um im Zusammenhang mit der Verwendung eines ringförmigen Sicherungselements die Zuverlässigkeit der Befestigung des Wastegate-Tellers an der Spindel weiter zu verbessern, kann der Hohlraum in einer weiterführenden Ausführungsform im Wesentlichen ringförmig ausgebildet sein.In order to further improve the reliability of the attachment of the wastegate plate to the spindle in connection with the use of an annular securing element, in a further embodiment the cavity may be substantially annular.

Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Abgas-Turboladersystem mit einem Klappenmechanismus mit einem oder mehreren der vorhergehend genannten Merkmale. The present invention further relates to an exhaust turbocharger system having a flapper mechanism having one or more of the foregoing features.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus der Zeichnung und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.Other important features and advantages of the invention will become apparent from the subclaims, from the drawing and from the associated description of the figures with reference to the drawings.

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.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination given, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.A preferred embodiment of the invention is illustrated in the drawing and will be explained in more detail in the following description.

In der 1 ist ein erfindungsgemäßer Klappenmechanismus mit 1 bezeichnet. Der erfindungsgemäße Klappenmechanismus umfasst eine Spindel 2, welche einen Endabschnitt 3 aufweist. Der Endabschnitt 3 der Spindel 2 weist eine erste Aufnahmenut 4 auf. Des Weiteren umfasst der Klappenmechanismus 1 einen Wastegate-Teller 5, welcher eine zu der ersten Aufnahmenut 4 komplementäre zweite Aufnahmenut 6 aufweist. Sowohl erste Aufnahmenut 4 als auch die zweite Aufnahmenut 6 sind zur wenigstens teilweisen Aufnahme eines Sicherungselements 7 ausgebildet.In the 1 is an inventive flap mechanism with 1 designated. The flap mechanism according to the invention comprises a spindle 2 which has an end section 3 having. The end section 3 the spindle 2 has a first receiving groove 4 on. Furthermore, the flap mechanism includes 1 a wastegate plate 5 which one to the first receiving groove 4 complementary second receiving groove 6 having. Both first recording groove 4 as well as the second recording groove 6 are for at least partially receiving a fuse element 7 educated.

In der Darstellung der 1 befindet sich der Wastegate-Teller 5 in einem an dem ersten Endabschnitt 3 der Spindel 2 montierten Zustand, so dass das Sicherungselement 7 zur Befestigung des Wastegate-Tellers 5 an der Spindel 2 in der ersten und zweiten Aufnahmenut 4, 6 aufgenommen ist. In the presentation of the 1 is the wastegate plate 5 in one at the first end portion 3 the spindle 2 assembled state, so that the fuse element 7 for fastening the wastegate plate 5 at the spindle 2 in the first and second receiving groove 4 . 6 is included.

Gemäß dem Ausführungsbeispiel stehen Teile des Wastegate-Tellers 5 in direktem Kontakt mit dem Endabschnitt 3 der Spindel 2. In einer Variante des Ausführungsbeispiels kann jedoch das Sicherungselement 7 derart in der ersten und zweiten Aufnahmenut 4, 6 angeordnet sein, dass der Wastegate-Teller 5 in dem montierten Zustand beabstandet zu der Spindel 2 angeordnet ist. According to the embodiment are parts of the wastegate plate 5 in direct contact with the end section 3 the spindle 2 , In a variant of the embodiment, however, the securing element 7 such in the first and second receiving groove 4 . 6 be arranged that the wastegate plate 5 in the assembled state spaced from the spindle 2 is arranged.

Vorzugsweise ist der Wastegate-Teller 5 mittels des Sicherungselements 7 gegen die Spindel 2 vorgespannt. Alternativ oder zusätzlich kann der Wastegate-Teller 5 mittels des Sicherungselements 7 federnd gegen die Spindel 2 verspannt sein. Preferably, the wastegate plate 5 by means of the securing element 7 against the spindle 2 biased. Alternatively or additionally, the wastegate plate 5 by means of the securing element 7 resilient against the spindle 2 be tense.

Gemäß dem Ausführungsbeispiel ist das Sicherungselement 7 als Sicherungsring ausgebildet. In Varianten sind jedoch auch andere Ausbildungsformen möglich. Für den Fall, dass das Sicherungselement 7 wie im ersten Ausführungsbeispiel gezeigt als Sicherungsring ausgebildet ist, bietet sich insbesondere eine Ausbildung als Kolbenring oder Sprengring oder Seegerring an. According to the embodiment, the securing element 7 designed as a retaining ring. In variants, however, other forms of training are possible. In the event that the fuse element 7 As shown in the first embodiment, is designed as a securing ring, in particular offers an education as a piston ring or snap ring or Seeger ring.

Das in dem Ausführungsbeispiel als Sicherungsring ausgebildetes Sicherungselement 7 weist in dem ersten Ausführungsbeispiel einen kreisförmigen Querschnitt auf. In Varianten dazu sind aber auch andere Querschnitte vorstellbar, beispielsweise ein rechteckiger, insbesondere quadratischer, oder ein kreuz-artiger Querschnitt. The formed in the embodiment as a locking ring fuse element 7 has a circular cross-section in the first embodiment. In variants but also other cross sections are conceivable, for example, a rectangular, in particular square, or a cross-like cross-section.

Vorzugsweise bilden die erste und zweite Aufnahmenut 4, 6 in dem montierten Zustand des Wastegate-Tellers 5 an der Spindel 2 einen in der 1 gezeigten im Wesentlichen geschlossenen Hohlraum aus. Preferably, the first and second receiving groove 4 . 6 in the assembled state of the wastegate plate 5 at the spindle 2 one in the 1 shown substantially closed cavity.

In dem in der 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der aus erster und zweiter Aufnahmenut 4, 6 gebildete Hohlraum mit einem quadratischen Querschnitt ausgebildet. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform kann der Hohlraum auch mit einem ringförmigen Querschnitt ausgebildet sein. In the in the 1 illustrated embodiment of the first and second receiving groove 4 . 6 formed cavity formed with a square cross-section. In a particularly preferred embodiment, the cavity may also be formed with an annular cross-section.

Claims (10)

Klappenmechanismus (1), insbesondere Wastegate-Klappenmechanismus, für ein Abgas-Turboladersystem, umfassend: – eine einen Endabschnitt (3) aufweisende Spindel (2), wobei der Endabschnitt (3) eine erste Aufnahmenut (4) zur wenigstens teilweisen Aufnahme eines Sicherungselements (7) aufweist, – einen in einem montierten Zustand an dem ersten Endabschnitt (3) der Spindel (2) angeordneten Wastegate-Teller (5), wobei der Wastegate-Teller (5) eine zur ersten Aufnahmenut (4) komplementäre zweite Aufnahmenut (6) zur wenigstens teilweisen Aufnahme des Sicherungselements (7) aufweist, – ein in der ersten und zweiten Aufnahmenut (4, 6) aufgenommenes oder aufnehmbares Sicherungselement (7) zur Befestigung des Wastegate-Tellers (5) an der Spindel (2).Flap mechanism ( 1 ), in particular wastegate flap mechanism, for an exhaust gas turbocharger system, comprising: - an end section ( 3 ) spindle ( 2 ), the end section ( 3 ) a first receiving groove ( 4 ) for at least partially receiving a fuse element ( 7 ), one in a mounted state at the first end portion (FIG. 3 ) of the spindle ( 2 ) arranged Wastegate plate ( 5 ), wherein the wastegate plate ( 5 ) one to the first receiving groove ( 4 ) complementary second receiving groove ( 6 ) for at least partially receiving the securing element ( 7 ), - one in the first and second receiving groove ( 4 . 6 ) received or receivable securing element ( 7 ) for attaching the wastegate plate ( 5 ) on the spindle ( 2 ). Klappenmechanismus (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherungselement (7) derart in der ersten und zweiten Aufnahmenut (4, 6) angeordnet ist, dass der Wastegate-Teller (5) in dem montierten Zustand beabstandet zu der Spindel (2) angeordnet ist. Flap mechanism ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the securing element ( 7 ) in the first and second receiving grooves ( 4 . 6 ) is arranged that the wastegate plate ( 5 ) in the assembled state spaced from the spindle ( 2 ) is arranged. Klappenmechanismus (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Wastegate-Teller(5) mittels des Sicherungselements (7) gegen die Spindel (2) vorgespannt ist.Flap mechanism ( 1 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the wastegate plate ( 5 ) by means of the securing element ( 7 ) against the spindle ( 2 ) is biased. Klappenmechanismus (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Wastegate-Teller (5) mittels des Sicherungselements (7) federnd gegen die Spindel (2) verspannt ist. Flap mechanism ( 1 ) according to claim 3, characterized in that the wastegate plate ( 5 ) by means of the securing element ( 7 ) resiliently against the spindle ( 2 ) is braced. Klappenmechanismus (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherungselement (7) als Sicherungsring, insbesondere als Kolbenring oder Sprengring oder Seegerring, ausgebildet ist.Flap mechanism ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the securing element ( 7 ) is designed as a retaining ring, in particular as a piston ring or snap ring or Seeger ring. Klappenmechanismus (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Sicherungsring (7) einen im Wesentlichen kreisförmigen oder rechteckigen, insbesondere quadratischen, oder kreuz-artigen Querschnitt aufweist.Flap mechanism ( 1 ) according to claim 5, characterized in that the retaining ring ( 7 ) has a substantially circular or rectangular, in particular square, or cross-like cross-section. Klappenmechanismus (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und zweite Aufnahmenut (4, 6) in dem montierten Zustand des Wastegate-Tellers (5) an der Spindel (2) einen im Wesentlichen geschlossenen Hohlraum ausbilden.Flap mechanism ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the first and second receiving groove ( 4 . 6 ) in the assembled state of the wastegate plate ( 5 ) on the spindle ( 2 ) form a substantially closed cavity. Klappenmechanismus (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum im Wesentlichen ringfömig ausgebildet ist.Flap mechanism ( 1 ) according to claim 7, characterized in that the cavity is formed substantially ringfömig. Abgas-Turboladersystem, umfassend einen Klappenmechanismus (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.Exhaust turbocharger system comprising a flap mechanism ( 1 ) according to any one of the preceding claims. Fahrzeug ausgestattet mit einem Abgas-Turboladersystem nach Anspruch 9.Vehicle equipped with an exhaust turbocharger system according to claim 9.
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