DE102013200065A1

DE102013200065A1 - Exhaust gas supercharger for internal combustion engine in motor car, has valve seat provided with external thread, and common assembly threaded into internal thread of housing of supercharger by external thread

Info

Publication number: DE102013200065A1
Application number: DE201310200065
Authority: DE
Inventors: Anatolij Martens; Jochen Göckelmann
Original assignee: Bosch Mahle Turbo Systems GmbH and Co KG
Current assignee: BMTS Technology GmbH and Co KG
Priority date: 2013-01-04
Filing date: 2013-01-04
Publication date: 2014-07-10

Abstract

The supercharger (1) has a wastegate valve device (2) provided with a valve seat (5) and a valve disk (6) and movably adjusted between closed and open positions of the valve disk. A common assembly (4) forms the valve disk and the valve seat that is provided with an external thread (11). The assembly is threaded into a complementary internal thread (10) of a turbine housing (7) by the external thread. The housing is formed with a housing groove (25) in a region of the internal thread for securing the assembly in the housing. An actuating unit (3) adjusts pressure contact of the valve disk.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Abgasturbolader mit einer Wastegate-Ventileinrichtung, die einen Ventilsitz und einen Ventilteller gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 aufweist. Die Erfindung betrifft des Weiteren eine derartige Wastegate-Ventileinrichtung. The present invention relates to an exhaust gas turbocharger with a wastegate valve device, which has a valve seat and a valve disk according to the preamble of claim 1. The invention further relates to such a wastegate valve device.

Ein Abgasturbolader ist eine vom Abgas einer Brennkraftmaschine angetriebene Einrichtung, bei welcher der Antrieb dazu verwendet wird, die der Brennkraftmaschine zuzuführende Luft zu verdichten, um dadurch eine Leistungssteigerung der Brennkraftmaschine zu erreichen. Um die einer Turbine der Brennkraftmaschine zuführbare Abgasmenge variieren zu können, kann ein solcher Abgasturbolader eine Wastegate-Ventileinrichtung aufweisen, mit der es möglich ist, das Abgas zumindest teilweise an der Turbine vorbeizuführen. Derartige Wastegate-Ventileinrichtungen sind aus dem Stand der Technik hinlänglich bekannt. Sie weisen üblicherweise einen mit einem Ventilsitz zusammenwirkenden Ventilteller auf, wobei der Ventilteller relativ zum Ventilsitz bewegt wird, um eine im Ventilsitz ausgebildete Ventilöffnung zum Vorbeiführen des Abgases freizugeben bzw. die Ventilöffnung zu schließen. Das Verstellen des Ventiltellers erfolgt gewöhnlich mittels einer mit dem Ventilteller verbundenen Betätigungseinrichtung, die üblicherweise eine mit dem Ventilteller verbundene Spindel aufweist. Dabei weisen der Ventilteller und die Betätigungseinrichtung, insbesondere die Spindel, fertigungs- und montagebedingte Toleranzen auf. Nachteilig hierbei ist, dass diese Toleranzen während dem Betrieb des Abgasturboladers bzw. der Brennkraftmaschine zu relativen Bewegungen bzw. Vibrationen führen können die einen Verschleiß des Abgasturboladers verursachen können. Zudem können diese Bewegungen dazu führen, dass die Wastegate-Ventileinrichtung in einer Schließstellung die Ventilöffnung nicht gänzlich bzw. ausreichend schließt. Des Weiteren entstehen durch diese Vibrationen unerwünschte und unangenehme Geräusche, die insbesondere von einem Fahrer eines zugehörigen Kraftfahrzeuges der Brennkraftmaschine als unangenehm wahrgenommen werden.An exhaust gas turbocharger is a device driven by the exhaust gas of an internal combustion engine, in which the drive is used to compress the air to be supplied to the internal combustion engine, thereby achieving an increase in the output of the internal combustion engine. In order to be able to vary the amount of exhaust gas that can be fed to a turbine of the internal combustion engine, such an exhaust gas turbocharger can have a wastegate valve device with which it is possible to at least partially pass the exhaust gas past the turbine. Such wastegate valve devices are well known in the art. They usually have a valve seat cooperating with a valve seat, wherein the valve disk is moved relative to the valve seat in order to release a valve opening formed in the valve seat for the passage of the exhaust gas or to close the valve opening. The adjustment of the valve disk is usually carried out by means of an actuator connected to the valve plate, which usually has a spindle connected to the valve disc. In this case, the valve disk and the actuating device, in particular the spindle, on manufacturing and assembly tolerances. The disadvantage here is that these tolerances during operation of the exhaust gas turbocharger or the internal combustion engine can lead to relative movements or vibrations which can cause wear of the exhaust gas turbocharger. In addition, these movements can cause the wastegate valve device does not close the valve opening completely or sufficiently in a closed position. Furthermore, these vibrations cause unwanted and unpleasant noises, which are perceived as unpleasant, in particular, by a driver of an associated motor vehicle of the internal combustion engine.

Als weiterer Nachteil kann die Tatsache erwähnt werden, dass ein Austausch der Wastegate-Ventileinrichtung bzw. einzelner Bestandteile davon meist unwirtschaftlich ist. Dies liegt insbesondere daran, dass der Ventilsitz der Wastegate-Ventileinrichtung von einem zugehörigen Gehäuse des Abgasturboladers nicht zerstörungsfrei oder nur unter erheblichem Aufwand getrennt werden kann und/oder dass für den Ausbau bzw. die Demontage des Ventiltellers eine entsprechende Demontage der Betätigungseinrichtung und umgekehrt notwendig ist.As a further disadvantage, the fact may be mentioned that an exchange of the wastegate valve device or individual components thereof is usually uneconomical. This is in particular because the valve seat of the wastegate valve device can not be separated from an associated housing of the exhaust gas turbocharger destructively or only with considerable effort and / or that for the removal or disassembly of the valve disk a corresponding disassembly of the actuator and vice versa is necessary ,

Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für einen Abgasturbolader mit einer Wastegate-Ventileinrichtung sowie für eine derartige Wastegate-Ventileinrichtung eine verbesserte oder zumindest alternative Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere durch eine verbesserte Wartungsmöglichkeit auszeichnet. The present invention addresses the problem of providing for an exhaust gas turbocharger with a wastegate valve device and for such a wastegate valve device an improved or at least alternative embodiment, which is characterized in particular by an improved maintenance option.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This problem is solved according to the invention by the subject matters of the independent claims. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.

Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, einen Ventilteller und einen Ventilsitz einer Wastegate-Ventileinrichtung als eine gemeinsame Baugruppe der Wastegate-Ventileinrichtung auszugestalten, die vereinfacht mit einem Gehäuse eines zugehörigen Abgasturboladers verbindbar ist. Hierdurch kann bei Bedarf ein vereinfachter Austausch der Baugruppe mit einer neuen oder gewarteten "Wastegate-Ventileinrichtungs"-Baugruppe erfolgen, wodurch eine erhebliche Vereinfachung des Austausches des Ventiltellers und des Ventilsitzes erreicht ist. Dadurch ist ferner ein verbessertes Abdichten möglich, insbesondere weil die Baugruppe bei Bedarf und beispielsweise bei entsprechend hohen Leckagen austauschbar ist. Die hat auch zur Folge, dass eine durch den Verschleiß bedingte Geräuschentwicklung reduziert wird. Vorteilhaft erfolgt das Verbinden der Baugruppe mit dem Gehäuse durch ein Einschrauben des Ventilsitzes, insbesondere mittels eines Außengewindes des Ventilsitzes, in das Gehäuse. Zudem ist das Einschrauben des Ventilsitzes und somit der Baugruppe in das Gehäuse bevorzugt derart realisiert, dass der Bereich zwischen dem Gehäuse und dem Ventilsitz ausreichend abgedichtet ist, wobei zur Abdichtung bekannte Mittel wie beispielsweise Dichtmittel bzw. Dichtringe und dergleichen, zum Einsatz kommen können.The present invention is based on the general idea to design a valve disk and a valve seat of a wastegate valve device as a common assembly of the wastegate valve device, which is simplified with a housing of an associated exhaust gas turbocharger connectable. As a result, if necessary, a simplified replacement of the module with a new or serviced "wastegate valve device" assembly done, whereby a considerable simplification of the exchange of the valve disk and the valve seat is achieved. As a result, an improved sealing is also possible, in particular because the assembly is interchangeable when needed and, for example, with correspondingly high leaks. This also has the consequence that a noise caused by the wear is reduced. Advantageously, the assembly is connected to the housing by screwing in the valve seat, in particular by means of an external thread of the valve seat, into the housing. In addition, the screwing of the valve seat and thus the assembly in the housing is preferably realized such that the area between the housing and the valve seat is sufficiently sealed, with known means for sealing means such as sealants or sealing rings and the like can be used.

Der Ventilsitz weist bevorzugt zumindest eine Ventilsitzausnehmung auf, die auf der vom Gehäuse abgewandten bzw. dem Ventilteller zugewandten Seite des Ventilsitzes ausgebildet ist. Eine solche Ventilsitzausnehmung dient insbesondere dem Zweck der Montage bzw. Demontage der Baugruppe in das bzw. aus dem Gehäuse. Dabei ist die zumindest eine der Montage bzw. der Demontage dienende Ventilsitzausnehmung bevorzugt im Bereich des Außengewindes des Ventilsitzes ausgebildet. Zur Montage bzw. Demontage kommt vorteilhaft ein Montagewerkzeug wie beispielsweise ein Schlüssel und dergleichen zum Einsatz. Das Werkzeug wirkt dabei mit zumindest einer solchen Ventilsitzausnehmung zusammen. Weist der Ventilsitz mehrere der Montage und der Demontage dienende Ventilsitzausnehmungen auf, so sind diese bevorzugt in Umfangsrichtung verteilt, ganz bevorzugt gleichmäßig verteilt, angeordnet.The valve seat preferably has at least one valve seat recess, which is formed on the side of the valve seat facing away from the housing or facing the valve disk. Such a valve seat recess serves in particular for the purpose of assembling or disassembling the assembly into or out of the housing. In this case, the at least one valve seat recess serving for assembly or disassembly is preferably formed in the region of the external thread of the valve seat. For assembly and disassembly advantageously an assembly tool such as a key and the like is used. The tool cooperates with at least one such valve seat recess. If the valve seat has a plurality of valve seat recesses which serve to assemble and disassemble, these are preferably distributed in the circumferential direction, very preferably distributed uniformly.

Das Gehäuse kann zur Sicherung der Baugruppe im Gehäuse zumindest eine Gehäusekerbe aufweisen. Im gesicherten Zustand ist die Baugruppe nicht ungewollt und/oder unter Einwirkung der im Abgasturbolader auftretenden Belastungen vom Gehäuse lösbar. Eine solche Gehäusekerbe ist bevorzugt am Bereich des Innengewindes ausgebildet. Weist das Gehäuse mehrere solche Gehäusekerben auf, so sind diese vorteilhaft im Umfangsrichtung verteilt angeordnet, wobei Ausgestaltungen bevorzugt sind, bei denen die Gehäusekerben im Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt sind. The housing may have at least one housing notch for securing the assembly in the housing. In the secured state, the assembly is not unintentional and / or solvable under the action of the loads occurring in the exhaust gas turbocharger from the housing. Such a housing notch is preferably formed at the region of the internal thread. If the housing has a plurality of such housing notches, then these are advantageously distributed in the circumferential direction, embodiments being preferred in which the housing notches are evenly distributed in the circumferential direction.

Die jeweiligen Ventilsitzausnehmungen und/oder Gehäusekerben können beliebige Formen und/oder Größen aufweisen. Insbesondere können die Ventilsitzausnehmungen und die Gehäusekerben unterschiedliche Größen und/oder Formen aufweisen. The respective valve seat recesses and / or housing notches may have any shapes and / or sizes. In particular, the valve seat recesses and the housing notches may have different sizes and / or shapes.

Bei bevorzugten Ausführungsformen bilden eine solche Ventilsitzausnehmung und eine solche Gehäusekerbe, die bei montierter Wastegate-Ventileinrichtung bzw. Baugruppe, das heißt insbesondere bei gänzlich in das Gehäuse eingeschraubtem Zustand der Baugruppe, eine gemeinsame Sicherungskerbe. Die Sicherungskerbe dient insbesondere dem Zwecke der Fixierung der Baugruppe im Gehäuse. Sie kann selbstverständlich auch der Montage bzw. Demontage der Baugruppe dienen.In preferred embodiments, such a Ventilsitzausnehmung and such a housing notch, the mounted with wastegate valve assembly or assembly, that is, in particular when completely screwed into the housing state of the assembly, a common security notch. The securing notch is used in particular for the purpose of fixing the assembly in the housing. It can of course also be used to assemble or disassemble the assembly.

Besagte Sicherungskerbe und/oder Gehäusekerbe kann zur Gewährleistung der Sicherung der Baugruppe im Gehäuse mit geeigneten Sicherungselementen versehen werden. Ein solches Sicherungselement kann prinzipiell beliebig ausgestaltet sein, sofern es eine relative Bewegung des Gehäuses und des Ventilsitzes zueinander, insbesondere in Schraubrichtung, unterbindet oder im Wesentlichen verhindert. Dabei sind durchaus Ausgestaltungen vorstellbar, bei denen das Sicherungselement eine gewisse relative Bewegung des Ventilsitzes und des Gehäuses zueinander, insbesondere in anderen Richtungen als der Schraubrichtung, erlaubt, um beispielsweise eine thermische Ausdehnung auszugleichen. Said securing notch and / or housing notch may be provided in the housing with suitable securing elements to ensure the safety of the assembly. In principle, such a securing element can be of any desired design provided that it prevents or substantially prevents relative movement of the housing and the valve seat relative to one another, in particular in the screwing direction. In this case, embodiments are conceivable in which the securing element allows a certain relative movement of the valve seat and the housing to each other, in particular in directions other than the screwing direction, for example, to compensate for thermal expansion.

Dies ist insbesondere sinnvoll, wenn der Ventilsitz und das Gehäuse aus unterschiedlichen Materialien hergestellt sind.This is particularly useful when the valve seat and the housing are made of different materials.

Selbstverständlich sind auch Ausführungsformen vorstellbar, bei denen mehrere solche Sicherungskerben und somit mehrere solche vorgesehen sind. Dabei sind diese Kerben vorteilhaft in montiertem Zustand in Umfangsrichtung des Ventilsitzes, insbesondere gleichmäßig, verteilt angeordnet.Of course, embodiments are conceivable in which a plurality of such security notches and thus several such are provided. These notches are advantageously arranged in the assembled state in the circumferential direction of the valve seat, in particular evenly distributed.

Im Prinzip kann die Baugruppe beliebig ausgebildet bzw. ausgestaltet sein, sofern sie mittels des Außengewindes des Ventilsitzes in das Gehäuse einschraubbar ist. Eine bevorzugte Ausführungsform ist dadurch realisiert, dass der Ventilsitz eine Ventilöffnung zum Vorbeiführen des Abgases aufweist. Der Ventilsitz weist ferner eine Führungsöffnung auf, in der der Ventilteller geführt ist. Hierzu weist der Ventilteller einen abstehenden Dorn auf, der in der Führungsöffnung angeordnet und geführt ist. Das heißt also, dass bei der relativen Bewegung des Ventiltellers zum Ventilsitz zum Verstellen des Ventiltellers zwischen einer die Ventilöffnung schließenden Schließstellung und einer die Ventilöffnung zumindest bereichsweise freigebenden Offenstellung der Dorn des Ventiltellers in der Führungsöffnung bewegt wird. Hierdurch kann insbesondere eine geführte Abhebebewegung des Ventiltellers vom Ventilsitz realisiert werden.In principle, the assembly can be designed or configured as desired, provided that it can be screwed into the housing by means of the external thread of the valve seat. A preferred embodiment is realized in that the valve seat has a valve opening for the passage of the exhaust gas. The valve seat further has a guide opening in which the valve disk is guided. For this purpose, the valve disk on a protruding mandrel, which is arranged and guided in the guide opening. That is to say, in the case of the relative movement of the valve disk to the valve seat for adjusting the valve disk, the mandrel of the valve disk is moved in the guide opening between a closed position closing the valve opening and an open position releasing the valve opening at least partially. As a result, in particular a guided lifting movement of the valve disk from the valve seat can be realized.

Bei bevorzugten Ausführungsformen ist eine Betätigungseinrichtung zum Verstellen des Ventiltellers relativ zum Ventilsitz, lose zum Ventilteller angeordnet. Das heißt, dass die Betätigungseinrichtung verbindungsfrei zum Ventilteller angeordnet bzw. ausgebildet ist. Zur Verstellung des Ventiltellers tritt die Betätigungseinrichtung beispielsweise in Druckkontakt mit dem Ventilteller. In preferred embodiments, an actuating device for adjusting the valve disk is arranged relative to the valve seat, loosely to the valve disk. This means that the actuating device is arranged or formed without connection to the valve disk. To adjust the valve disk, the actuator occurs, for example, in pressure contact with the valve disk.

Bei bevorzugten Ausgestaltungen weist die Baugruppe eine Federeinrichtung auf, die den Ventilteller in seine Offenstellung und gegen die Betätigungseinrichtung vorspannt. Die Federeinrichtung kann ferner insbesondere dazu dienen, eine entkoppelte Anordnung des Ventiltellers zur Betätigungseinrichtung zu realisieren. In der Folge wird der Ventilteller ohne äußere oder zusätzliche Einwirkungen in die Offenstellung verschoben. Damit ist insbesondere erreicht, dass die Wastegate-Ventileinrichtung bei einem Ausfall bestimmter Bestandteile bzw. einer Störung die Offenstellung einnimmt, bei der zumindest ein Teil des Abgases an der Turbine vorbeigeführt wird.In preferred embodiments, the assembly has a spring device which biases the valve disk in its open position and against the actuating device. The spring device can also serve in particular to realize a decoupled arrangement of the valve disk to the actuating device. As a result, the valve plate is moved into the open position without external or additional influences. This is achieved in particular that the wastegate valve device assumes the open position in the event of failure of certain components or a fault in which at least a portion of the exhaust gas is passed to the turbine.

Prinzipiell kann die Betätigungseinrichtung auf beliebige Art mit dem Ventilteller zusammenwirken. Bei bevorzugten Ausführungsformen ist das Zusammenwirken der Betätigungseinrichtung und des Ventiltellers derart realisiert, dass die Betätigungseinrichtung zum Verstellen des Ventiltellers mit diesem in Druckkontakt steht. Das heißt also, dass Vibrationen des Ventiltellers nicht oder nicht unmittelbar auf die Betätigungseinrichtung übertragen werden und umgekehrt. Dadurch ist beispielsweise ein entsprechender Verschließ der Wastegate-Ventileinrichtung reduziert und/oder eine durch die Übertragung der Vibrationen bedingte Geräuschentwicklung zumindest verringert. Des Weiteren ist hierdurch eine bessere Abdichtung der Ventilöffnung im Schließzustand möglich.In principle, the actuator can interact with the valve disc in any way. In preferred embodiments, the interaction of the actuating device and the valve disk is realized such that the actuating device for adjusting the valve disk is in pressure contact therewith. This means that vibrations of the valve disk are not or not directly transmitted to the actuator and vice versa. As a result, for example, a corresponding closure of the wastegate valve device is reduced and / or a noise emission caused by the transmission of the vibrations is at least reduced. Furthermore, this allows a better sealing of the valve opening in the closed state.

Vorteilhaft ist die mit dem Ventilteller in Druckkontakt stehende Betätigungseinrichtung mit der den Ventilteller in die Offenstellung vorspannende Federeinrichtung kombiniert. Hierdurch erfolgt das Verstellen des Ventiltellers in die Schließstellung durch eine Einwirkung der Betätigungseinrichtung entgegen der von der Federeinrichtung auf den Ventilteller ausgeübten Kraft. Das Verstellen des Ventiltellers in die Offenstellung erfolgt dementsprechend durch eine Reduzierung oder Unterbrechung der durch die Betätigungseinrichtung auf den Ventilteller ausgeübten Kraft.Advantageously, with the valve plate in pressure contact actuator with the Combined valve disc in the open position biasing spring device. As a result, the adjustment of the valve disk in the closed position takes place by an action of the actuating device against the force exerted by the spring device on the valve plate force. The adjustment of the valve disk in the open position is accordingly carried out by reducing or interrupting the force exerted by the actuator on the valve disk force.

Generell kann die Betätigungseinrichtung auf beliebige Art realisiert und/oder beliebig ausgebildet sein. Insbesondere kann die Betätigungseinrichtung einen mit dem Ventilteller zusammenwirkenden Nocken aufweisen. Hierbei erfolgt das Verstellen des Ventiltellers durch eine entsprechende Drehung des Nockens. Auch ist vorstellbar, dass die Betätigungseinrichtung einen Arm aufweist, der den Ventilteller relativ zum Ventilsitz verstellt. Hierzu kann der Arm beispielsweise um eine quer zum Arm verlaufende Drehachse bewegbar sein.In general, the actuating device can be realized in any desired manner and / or designed as desired. In particular, the actuating device may have a cam interacting with the valve disk. Here, the adjustment of the valve disk by a corresponding rotation of the cam takes place. It is also conceivable that the actuating device has an arm which moves the valve disk relative to the valve seat. For this purpose, the arm may be movable, for example, about a rotational axis extending transversely to the arm.

Zum Vorspannen des Ventiltellers in die Offenstellung und/oder zum Sichern der Federeinrichtung kann die Federeinrichtung in der Führungsöffnung des Ventilsitzes angeordnet und insbesondere darin abgestützt sein. Hierzu kann die Führungsöffnung beispielsweise eine gestufte Form aufweisen. Auch ist es vorstellbar, dass der Ventilteller eine Aufnahme aufweist, in der die Federeinrichtung angeordnet und insbesondere abgestützt ist. Das heißt also insbesondere, dass die Federeinrichtung einerseits am Ventilsitz und andererseits am Ventilteller abgestützt sein kann, um die Vorspannung des Ventiltellers in die Offenstellung zu erzielen.For biasing the valve disk in the open position and / or for securing the spring device, the spring device can be arranged in the guide opening of the valve seat and in particular be supported therein. For this purpose, the guide opening may for example have a stepped shape. It is also conceivable that the valve disk has a receptacle in which the spring device is arranged and in particular supported. This means in particular that the spring device can be supported on the one hand on the valve seat and on the other hand on the valve disk in order to achieve the bias of the valve disk in the open position.

Der Dorn des Ventiltellers weist vorzugsweise eine Aufweitung auf, welche auf der vom Ventilteller abgewandten Seite des Dorns ausgebildet ist. Die Aufweitung dient hierbei insbesondere dem Zweck, den Ventilteller in der Offenstellung auf einer vom Ventilteller abgewandten Seite des Ventilsitzes gegen den Ventilsitz abzustützen. Hierzu ist in der Offenstellung die Aufweitung also insbesondere gegen die Führungsöffnung abgestützt. Dadurch ist auch die Bewegung des in der Führungsöffnung geführten Dorns begrenzt. The mandrel of the valve disk preferably has an expansion which is formed on the side of the mandrel facing away from the valve disk. The widening serves in particular the purpose of supporting the valve disk against the valve seat in the open position on a side of the valve seat facing away from the valve disk. For this purpose, in the open position, therefore, the widening is supported in particular against the guide opening. As a result, the movement of the guided in the guide opening mandrel is limited.

Der Ventilsitz und der Ventilteller können prinzipiell beliebige Formen und/oder Größen aufweisen, sofern der Ventilsitz und somit die Baugruppe in das Gehäuse einschraubbar ist und der Ventilteller zwischen der Offenstellung und der Schließstellung relativ zum Ventilsitz verstellbar ist. Bevorzugt weist der Ventilsitz eine runde Form auf, wodurch insbesondere ein Einschrauben des Ventilsitzes in das Gehäuse vereinfacht erfolgen kann. Ferner ist der Ventilsitz vorzugsweise derart ausgebildet, dass die Führungsöffnung mittig im Ventilsitz angeordnet ist und von der Ventilöffnung umgeben ist. Dabei ist auch der Ventilsitz bevorzugt rund bzw. ringförmig ausgebildet. Selbstverständlich ist es auch möglich, den Ventilsitz mit mehreren, zumindest bereichsweise voneinander getrennten, Ventilöffnungen zu versehen. Dabei sind Ausgestaltungen bevorzugt, bei denen die zumindest eine Ventilöffnung die mittig angeordnete Führungsöffnung zumindest bereichsweise umgibt.The valve seat and the valve disk can in principle have any shapes and / or sizes, provided that the valve seat and thus the assembly is screwed into the housing and the valve disk between the open position and the closed position is adjustable relative to the valve seat. Preferably, the valve seat has a round shape, whereby in particular a screwing of the valve seat into the housing can be simplified. Furthermore, the valve seat is preferably designed such that the guide opening is arranged centrally in the valve seat and is surrounded by the valve opening. In this case, the valve seat is preferably round or annular. Of course, it is also possible to provide the valve seat with a plurality of at least partially separated valve openings. Embodiments are preferred in which the at least one valve opening at least partially surrounds the centrally arranged guide opening.

Es versteht sich, dass die Wastegate-Ventileinrichtung und insbesondere auch die Baugruppe auch als solche zum Gegenstand dieser Erfindung gehören.It is understood that the wastegate valve device and in particular the assembly also belong as such to the subject of this invention.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.Other important features and advantages of the invention will become apparent from the dependent claims, from the drawings and from the associated figure description 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.

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 Komponenten beziehen.Preferred embodiments of the invention are illustrated in the drawings and will be described in more detail in the following description, wherein like reference numerals refer to the same or similar or functionally identical components.

Es zeigen, jeweils schematisch,Show, in each case schematically,

1 einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Abgasturbolader im Bereich einer Wastegate-Ventileinrichtung, 1 a section through an exhaust gas turbocharger according to the invention in the region of a wastegate valve device,

2 einen Schnitt durch einen Abgasturbolader anderer Ausführungsform, 2 a section through an exhaust gas turbocharger of another embodiment,

3 eine Draufsicht auf einen Ventilsitz, 3 a plan view of a valve seat,

4 eine räumliche Ansicht auf eine einen Ventilsitz und einen Ventilteller umfassenden Baugruppe, 4 a spatial view of an assembly comprising a valve seat and a valve plate,

5 einen Schnitt eines Abgasturboladers anderer Ausführungsform in räumlicher Darstellung. 5 a section of an exhaust gas turbocharger of another embodiment in a three-dimensional view.

1 zeigt einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Abgasturbolader 1 im Bereich einer hier nicht gezeigten Turbine des Abgasturboladers 1. Der Abgasturbolader 1 umfasst ferner eine Wastegate-Ventileinrichtung 2, die eine Betätigungseinrichtung 3 und eine Baugruppe 4 aufweist. Die Baugruppe 4 weist einen Ventilsitz 5 sowie einen Ventilteller 6 auf. Der Abgasturbolader 1 weist ferner ein Gehäuse 7, das nachfolgend als Turbinengehäuse 7 bezeichnet wird, auf, in dem ein die Turbine umgehender Kanal 8 ausgebildet ist. Der Kanal 8 mündet in eine Gehäuseöffnung 9 des Turbinengehäuses 7, wobei die Gehäuseöffnung 9 durch eine an den Kanal 8 anschließende Stufung des Turbinengehäuses 7 gebildet ist. 1 shows a section through an exhaust gas turbocharger according to the invention 1 in the region of a turbine of the exhaust gas turbocharger, not shown here 1 , The turbocharger 1 further includes a wastegate valve device 2 that is an actuating device 3 and an assembly 4 having. The assembly 4 has a valve seat 5 as well as a valve plate 6 on. The turbocharger 1 also has a housing 7 , hereinafter referred to as turbine casing 7 is referred to, in which a turbine bypassing the channel 8th is trained. The channel 8th opens into a housing opening 9 of the turbine housing 7 , wherein the housing opening 9 through one to the channel 8th subsequent grading of the turbine housing 7 is formed.

Im Bereich der Gehäuseöffnung 9 weist das Turbinengehäuse 7 ein umlaufendes Innengewinde 10 auf. Ferner weist der Ventilsitz 5 der Baugruppe 4 der Wastegate-Ventileinrichtung 2 ein zum Innengewinde 10 komplementär ausgebildetes Außengewinde 11 auf, das am Außenumfang des ringförmig ausgebildeten Ventilsitzes 5 angeordnet ist. Dabei ist die Baugruppe 4 mittels des Außengewindes 11 des Ventilsitzes 5 in das Innengewinde 10 des Turbinengehäuses 7 eingeschraubt und somit am Turbinengehäuse 5 befestigt. In the area of the housing opening 9 has the turbine housing 7 a circumferential internal thread 10 on. Furthermore, the valve seat 5 the assembly 4 the wastegate valve device 2 one to the internal thread 10 complementary trained external thread 11 on, on the outer circumference of the annular valve seat 5 is arranged. Here is the assembly 4 by means of the external thread 11 of the valve seat 5 in the internal thread 10 of the turbine housing 7 screwed in and thus on the turbine housing 5 attached.

Der Ventilteller 6 ist relativ zum Ventilsitz 5 zwischen einer in den 1 und 2 dargestellten Offenstellung und einer in 4 gezeigten Schließstellung verstellbar, wobei das Turbinengehäuse 7 in 2 nicht dargestellt ist. Dabei ist in der Offenstellung eine Ventilöffnung 12 des Ventiltellers 5 freigegeben, um Abgas über den Kanal 8 an der Turbine des Abgasturboladers 1 vorbeizuführen. Demgegenüber ist die Ventilöffnung 12 in der Schließstellung mittels des Ventiltellers 6 geschlossen. The valve plate 6 is relative to the valve seat 5 between one in the 1 and 2 shown open position and a in 4 shown closed position adjustable, the turbine housing 7 in 2 not shown. In this case, in the open position, a valve opening 12 of the valve disk 5 released to exhaust over the channel 8th at the turbine of the turbocharger 1 passing out. In contrast, the valve opening 12 in the closed position by means of the valve disk 6 closed.

Bei den in 1 bis 3 gezeigten Ausführungsformen des Ventilsitzes 5, weist der Ventilsitz 5 zwei solche Ventilöffnungen 12 auf, welche die gleiche Größe und Form aufweisen und eine mittig im Ventilsitz 5 angeordnete Führungsöffnung 13 umgeben. At the in 1 to 3 shown embodiments of the valve seat 5 , indicates the valve seat 5 two such valve openings 12 on, which have the same size and shape and a center in the valve seat 5 arranged guide opening 13 surround.

Der Ventilteller 6 weist auf seiner dem Ventilsitz 5 zugewandten Seite einen abstehenden Dorn 14 auf, der in der Führungsöffnung 13 angeordnet und darin geführt ist. Das heißt also, dass der Ventilteller 6 entlang des Dorns 14 relativ zum Ventilsitz 5 verstellt wird. The valve plate 6 points to his the valve seat 5 facing side a protruding thorn 14 up in the guide hole 13 arranged and guided therein. So that means that the valve disk 6 along the spine 14 relative to the valve seat 5 is adjusted.

Die Führungsöffnung 13 weist eine gestufte Form auf, wobei eine Federeinrichtung 15 der Baugruppe 4 in der Führungsöffnung 13 angeordnet und mittels der gestuften Form der Führungsöffnung 13 am Ventilsitz 5 abgestützt ist. Die Federeinrichtung 15, die vorliegend als Schraubenfeder 15’ ausgebildet ist, umgibt den Dorn 14 des Ventiltellers 6 und ist am Ventilteller 6 abgestützt. Dabei spannt die Federeinrichtung 15 den Ventilteller 6 in die in den 1 und 2 dargestellte Offenstellung vor.The guide opening 13 has a stepped shape, wherein a spring means 15 the assembly 4 in the guide hole 13 arranged and by means of the stepped shape of the guide opening 13 at the valve seat 5 is supported. The spring device 15 , in the present case as a coil spring 15 ' is formed, surrounds the mandrel 14 of the valve disk 6 and is on the valve plate 6 supported. This tensioned the spring device 15 the valve plate 6 in the in the 1 and 2 illustrated open position before.

Um den Ventilteller 6 in die Schließstellung zu verstellen, steht die Betätigungseinrichtung 3 mit dem Ventilteller 6 in Druckkontakt. Hierdurch ist der Ventilteller 6 weder an der Betätigungseinrichtung 3, noch an der Betätigungseinrichtung 3 befestigt oder mit dieser verbunden. Dementsprechend werden Vibrationen des Ventiltellers 6 nicht oder nur in reduziertem Umfang auf die Betätigungseinrichtung 3 übertragen und umgekehrt. Das Zusammenwirken der Betätigungseinrichtung 3 mit dem Ventilteller 6 erfolgt über eine auf der vom Ventilsitz 5 abgewandten Seite des Ventiltellers 6 ausgebildete Erhebung 16 des Ventiltellers 6.To the valve plate 6 to adjust to the closed position, stands the actuator 3 with the valve plate 6 in pressure contact. This is the valve disk 6 neither on the actuator 3 , still at the actuator 3 attached or connected to this. Accordingly, vibrations of the valve disk 6 not or only to a limited extent on the actuator 3 transferred and vice versa. The interaction of the actuator 3 with the valve plate 6 via one on the valve seat 5 opposite side of the valve disk 6 trained survey 16 of the valve disk 6 ,

Bei der in 1 gezeigten Ausführungsform weist die Betätigungseinrichtung 3 einen abstehenden Arm 17 auf, wobei der Arm 17 um eine quer zur Längserstreckung des Armes 17 verlaufende Drehachse 18 drehbar ist. Somit kann der Ventilteller 6 mit Hilfe des Armes 17 gegen die Federkraft der Federeinrichtung 15 in die Schließstellung gedrückt werden. Zum Verstellen des Ventiltellers 6 in die Offenstellung ist eine Bewegung des Armes 17 in die entgegengesetzte Richtung erforderlich, wobei hierzu, wie vorstehend erwähnt, keine direkte bzw. feste Verbindung bzw. Befestigung des Ventiltellers 6 und der Betätigungseinrichtung 3 notwendig ist. At the in 1 shown embodiment, the actuating device 3 a protruding arm 17 on, with the arm 17 around a transverse to the longitudinal extent of the arm 17 extending axis of rotation 18 is rotatable. Thus, the valve plate 6 with the help of the arm 17 against the spring force of the spring device 15 be pressed into the closed position. For adjusting the valve disk 6 in the open position is a movement of the arm 17 in the opposite direction, for which purpose, as mentioned above, no direct or firm connection or attachment of the valve disk 6 and the actuator 3 necessary is.

Bei der in 2 gezeigten Ausführungsform weist die Betätigungseinrichtung 3 einen Nocken 19 auf, der um eine Drehachse 18 drehbar ist, um ein Verstellen des Ventiltellers 6 relativ zum Ventilsitz 5 zu bewirken. Ein Verstellen des Ventiltellers 6 erfolgt dabei nicht in einem Grundkreis 20 des Nockens 19, sondern nur im Bereich eines Nockenbergs 29.At the in 2 shown embodiment, the actuating device 3 a cam 19 on, around a rotation axis 18 is rotatable to an adjustment of the valve disk 6 relative to the valve seat 5 to effect. An adjustment of the valve disk 6 does not take place in a base circle 20 of the cam 19 but only in the area of a cam mountain 29 ,

Im Vergleich zu der in 1 gezeigten Ausführungsform, weist der Ventilteller 6 in der in 2 gezeigten Ausführungsform eine Aufnahme 21 auf, die die Federeinrichtung 15 in einem dem Ventilteller 6 benachbarten Bereich des Dorns 14 umgibt und in der Führungsöffnung 13 geführt ist. Compared to the in 1 shown embodiment, the valve disc 6 in the in 2 shown embodiment, a recording 21 on which the spring device 15 in a valve disk 6 adjacent area of the spine 14 surrounds and in the guide hole 13 is guided.

Der Dorn 14 der in den 1 und 2 gezeigten Ausführungsformen weist auf seiner vom Ventilteller 6 abgewandten Seite eine Aufweitung 22 auf. Dabei ist der Ventilteller 6 in der Offenstellung durch die Aufweitung 22 des Dorns 14 am Ventilsitz 5 abgestützt, so dass die Bewegung des Ventiltellers 6 relativ zum Ventilsitz 5 in diese Richtung durch die Aufweitung 22 begrenzt ist. Zudem ist zwischen der Aufweitung 22 und dem Ventilsitz 5 ein Abstandsring 23 angeordnet, der vom Dorn 14 des Ventiltellers 6 durchgriffen ist.The thorn 14 in the 1 and 2 shown embodiments has on its from the valve plate 6 opposite side an expansion 22 on. Here is the valve disk 6 in the open position by the expansion 22 of the thorn 14 at the valve seat 5 supported so that the movement of the valve disk 6 relative to the valve seat 5 in this direction by the expansion 22 is limited. It is also between the expansion 22 and the valve seat 5 a spacer ring 23 arranged, that of the thorn 14 of the valve disk 6 is penetrated.

Wie insbesondere in 1 erkennbar ist, weist der Ventilsitz 5 auf seiner vom Gehäuse 7 abgewandten bzw. dem Ventilteller 6 zugewandten Seite eine Ventilsitzausnehmung 24 auf. Zudem weist das Gehäuse 7 im Bereich des Innengewindes 10 eine Gehäusekerbe 25 auf. Die Ventilsitzausnehmung 24 und die Gehäusekerbe 25 bilden im eingeschraubten Zustand des Ventilsitzes 5 eine gemeinsame Sicherungskerbe 26, die insbesondere der Sicherung des Ventilsitzes 5 und somit der Baugruppe 4 im Turbinengehäuse 7 dient. Hierbei weist die in 1 dargestellte Ausführungsform lediglich eine solche Sicherungskerbe 26 und dementsprechend eine solche Gehäusekerbe 25 bzw. Ventilsitzausnehmung 24 auf. Demgegenüber weist die in 2 dargestellte Ausführungsform zwei solche Ventilsitzausnehmungen 24 auf, die gegenüberliegend angeordnet sind und im eingeschraubten Zustand mit zwei solchen zugehörigen Gehäusekerben 25 zwei gegenüberliegende Sicherungskerben 26 ausbilden.As in particular in 1 can be seen, the valve seat 5 on his from the case 7 turned away or the valve plate 6 facing side a valve seat recess 24 on. In addition, the housing has 7 in the area of the internal thread 10 a housing notch 25 on. The valve seat recess 24 and the housing notch 25 form in the screwed-in state of the valve seat 5 a common security notch 26 , in particular the fuse of the valve seat 5 and thus the assembly 4 in the turbine housing 7 serves. Here, the in 1 illustrated embodiment, only one such safety notch 26 and accordingly, such a housing notch 25 or valve seat recess 24 on. In contrast, the in 2 illustrated embodiment, two such valve seat recesses 24 on, which are arranged opposite and in the screwed state with two such associated housing notches 25 two opposite safety notches 26 form.

In 4 weist der Ventilsitz 5 vier Ventilsitzausnehmungen 24 auf, von denen in 4 lediglich drei sichtbar sind. Die Ventilsitzausnehmungen 24 sind gleichmäßig in Umfangsrichtung des Ventilsitzes 5 verteilt angeordnet.In 4 has the valve seat 5 four valve seat recesses 24 on, of which in 4 only three are visible. The valve seat recesses 24 are uniform in the circumferential direction of the valve seat 5 arranged distributed.

In 5 ist eine Ausführungsform dargestellt, bei der der Ventilsitz 5 vier in der Umfangsrichtung gleichmäßig verteilte Ventilsitzausnehmungen 24 mit gleicher Größe und Form sowie eine weitere solche Ventilsitzausnehmung 24 mit runder Form aufweist, die zwischen zwei der anderen Ventilsitzausnehmungen 24 angeordnet ist. Das Gehäuse 7 weist zwei runde Gehäusekerben 25 auf, wobei eine der Gehäusekerben 25 zusammen mit der runden Ventilsitzausnehmung 24 eine solche runde Sicherungskerbe 26 ausbildet, während die andere Gehäusekerbe 25 mit einer der anderen Ventilsitzausnehmungen 24 eine weitere solche Sicherungskerbe 26 ausbildet. In 5 an embodiment is shown in which the valve seat 5 four in the circumferential direction evenly distributed valve seat recesses 24 with the same size and shape and another such valve seat recess 24 having a round shape, between two of the other valve seat recesses 24 is arranged. The housing 7 has two round housing notches 25 on, with one of the housing notches 25 together with the round valve seat recess 24 such a round securing notch 26 trains while the other housing notch 25 with one of the other valve seat recesses 24 another such security notch 26 formed.

Zumindest eine der Ventilsitzausnehmungen 24 dient bei den hier beispielhaft dargestellten Ausführungsformen der Montage bzw. Demontage der Baugruppe 4 in das Gehäuse 7 bzw. aus dem Gehäuse 7. Hierzu greift ein Montagewerkzeug, insbesondere ein Schlüssel, in zumindest eine solche Ventilsitzausnehmung 24 ein, um somit den Ventilsitz 5 und folglich die Baugruppe 4 in das Gehäuse 7 einzuschrauben bzw. daraus rauszuschrauben.At least one of the valve seat recesses 24 serves in the embodiments exemplified here, the assembly or disassembly of the module 4 in the case 7 or from the housing 7 , For this purpose, an assembly tool, in particular a key, engages in at least one such valve seat recess 24 a, thus the valve seat 5 and consequently the assembly 4 in the case 7 screw or unscrew it.

Zur Sicherung des Ventilsitzes 5 im Turbinengehäuse 7 kann, wie in 1 angedeutet, ein Sicherungselement 27 in die jeweilige Sicherungskerbe 26 und/oder in die jeweilige Gehäusekerbe 25 eingebracht werden, wobei das Sicherungselement 27 vorliegend als ein Stift 27’ ausgebildet ist. To secure the valve seat 5 in the turbine housing 7 can, as in 1 indicated, a fuse element 27 in the respective security notch 26 and / or in the respective housing notch 25 are introduced, wherein the securing element 27 present as a pen 27 ' is trained.

3 zeigt eine Draufsicht auf den Ventilsitz 5. Zur Fixierung der Führungsöffnung 13 sind zwei Stege 28 vorgesehen, die die Führungsöffnung 13 mit dem Ventilsitz 5 verbinden. 3 shows a plan view of the valve seat 5 , For fixing the guide opening 13 are two bars 28 provided the guide opening 13 with the valve seat 5 connect.

Claims

Exhaust gas turbocharger ( 1 ) with a wastegate valve device ( 2 ), which has a valve seat ( 5 ) and a relative thereto between a closed position and an open position adjustable valve plate ( 6 ), characterized in that - the valve seat ( 5 ) and the valve plate ( 6 ) a common assembly ( 4 ), - the valve seat ( 5 ) an external thread ( 11 ), - the assembly ( 4 ) by means of the external thread ( 11 ) in a complementary internal thread ( 10 ) of a housing ( 7 ) of the exhaust gas turbocharger ( 1 ) can be screwed.

Exhaust gas turbocharger according to claim 1, characterized in that the valve seat ( 5 ) on its from the housing ( 7 ) facing away from at least one valve seat recess ( 24 ) having.

Exhaust gas turbocharger according to claim 1 or 2, characterized in that the housing ( 7 ) in the region of the internal thread ( 10 ) at least one housing notch ( 25 ) for securing the assembly ( 7 ) in the housing ( 7 ) having.

Exhaust gas turbocharger according to claim 2 and 3, characterized in that such a valve seat recess ( 24 ) and such a housing notch ( 25 ) with mounted assembly ( 4 ) a common security notch ( 26 ) for securing the assembly ( 4 ) in the housing ( 7 ) form.

Exhaust gas turbocharger according to one of claims 1 to 4, characterized in that - the valve seat ( 5 ) a valve opening ( 12 ) and a guide opening ( 13 ), - the valve disk ( 6 ) a protruding and in the guide opening ( 13 ) guided thorn ( 14 ) having.

Exhaust gas turbocharger according to one of claims 1 to 5, characterized in that the assembly ( 4 ) a the valve plate ( 6 ) in its open position biasing spring device ( 15 ) having.

Exhaust gas turbocharger according to one of claims 1 to 6, characterized in that an actuating device ( 3 ) is provided, which for adjusting the valve disc ( 6 ) is in pressure contact with this.

Exhaust gas turbocharger according to claim 7, characterized in that the actuating device ( 3 ) one with the valve plate ( 6 ) cooperating cams ( 19 ) and / or one with the valve plate ( 6 ) cooperating arm ( 17 ) having.

The exhaust gas turbocharger according to one of claims 6 to 8, characterized in that the spring device ( 15 ) in the guide opening ( 13 ) and / or a recording ( 21 ) of the valve disk ( 6 ) is arranged and in particular supported therein.

Exhaust gas turbocharger according to one of claims 5 to 9, characterized in that the mandrel ( 14 ) on his from the valve plate ( 6 ) facing away an expansion ( 22 ), which the valve disc ( 6 ) in the open position against the valve seat ( 5 ), in particular against the guide opening ( 13 ).

Exhaust gas turbocharger according to one of claims 5 to 10, characterized in that the guide opening ( 13 ) in the center of the valve seat ( 5 ) and at least partially from the valve opening ( 12 ) is surrounded.

Wastegate valve device ( 2 ) for an exhaust gas turbocharger ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein the wastegate valve device ( 2 ) a valve seat ( 5 ) and a valve disc ( 6 ) assembly ( 4 ) and at the valve seat ( 5 ) an external thread ( 11 ) for screwing into a housing ( 7 ) of the exhaust gas turbocharger ( 1 ) arranged internal thread ( 10 ) is provided.