DE102013213558B4 - Vorrichtung zur Betätigung der Wastegateklappe eines Abgasturboladers - Google Patents

Vorrichtung zur Betätigung der Wastegateklappe eines Abgasturboladers Download PDF

Info

Publication number
DE102013213558B4
DE102013213558B4 DE102013213558.0A DE102013213558A DE102013213558B4 DE 102013213558 B4 DE102013213558 B4 DE 102013213558B4 DE 102013213558 A DE102013213558 A DE 102013213558A DE 102013213558 B4 DE102013213558 B4 DE 102013213558B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
ball head
rod
actuator rod
actuator
lever
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
DE102013213558.0A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102013213558A1 (de
Inventor
Ümit Dilalan
Bruno Ferling
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Vitesco Technologies GmbH
Original Assignee
Vitesco Technologies GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Vitesco Technologies GmbH filed Critical Vitesco Technologies GmbH
Priority to DE102013213558.0A priority Critical patent/DE102013213558B4/de
Priority to US14/904,187 priority patent/US9896993B2/en
Priority to PCT/EP2014/063604 priority patent/WO2015003921A1/de
Priority to CN201480039522.0A priority patent/CN105358798B/zh
Publication of DE102013213558A1 publication Critical patent/DE102013213558A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102013213558B4 publication Critical patent/DE102013213558B4/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/12—Control of the pumps
    • F02B37/18—Control of the pumps by bypassing exhaust from the inlet to the outlet of turbine or to the atmosphere
    • F02B37/183—Arrangements of bypass valves or actuators therefor
    • F02B37/186—Arrangements of actuators or linkage for bypass valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C11/00—Pivots; Pivotal connections
    • F16C11/04—Pivotal connections
    • F16C11/06—Ball-joints; Other joints having more than one degree of angular freedom, i.e. universal joints
    • F16C11/0685—Manufacture of ball-joints and parts thereof, e.g. assembly of ball-joints
    • F16C11/069—Manufacture of ball-joints and parts thereof, e.g. assembly of ball-joints with at least one separate part to retain the ball member in the socket; Quick-release systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C11/00—Pivots; Pivotal connections
    • F16C11/04—Pivotal connections
    • F16C11/06—Ball-joints; Other joints having more than one degree of angular freedom, i.e. universal joints
    • F16C11/08—Ball-joints; Other joints having more than one degree of angular freedom, i.e. universal joints with resilient bearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/12—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid
    • F16K31/16—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid with a mechanism, other than pulling-or pushing-rod, between fluid motor and closure member
    • F16K31/163—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid with a mechanism, other than pulling-or pushing-rod, between fluid motor and closure member the fluid acting on a piston
    • F16K31/1635—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid with a mechanism, other than pulling-or pushing-rod, between fluid motor and closure member the fluid acting on a piston for rotating valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/44—Mechanical actuating means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/44—Mechanical actuating means
    • F16K31/52—Mechanical actuating means with crank, eccentric, or cam
    • F16K31/521—Mechanical actuating means with crank, eccentric, or cam comprising a pivoted disc or flap
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D17/00—Regulating or controlling by varying flow
    • F01D17/10—Final actuators
    • F01D17/105—Final actuators by passing part of the fluid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C11/00—Pivots; Pivotal connections
    • F16C11/04—Pivotal connections
    • F16C11/06—Ball-joints; Other joints having more than one degree of angular freedom, i.e. universal joints
    • F16C11/08—Ball-joints; Other joints having more than one degree of angular freedom, i.e. universal joints with resilient bearings
    • F16C11/083—Ball-joints; Other joints having more than one degree of angular freedom, i.e. universal joints with resilient bearings by means of parts of rubber or like materials
    • F16C11/086—Ball-joints; Other joints having more than one degree of angular freedom, i.e. universal joints with resilient bearings by means of parts of rubber or like materials with an elastomeric member in the blind end of a socket
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Abstract

Vorrichtung zur Betätigung der Wastegateklappe (5) des Abgasturboladers (1) einer Brennkraftmaschine, mit- einem Aktuator (8), welcher eine Aktuatorstange (7) aufweist,- einem mit der Aktuatorstange (7) verbundenen Hebel (14), und- einer mit dem Hebel (14) verbundenen Spindel (15), an welcher die Wastegateklappe (5) befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Aktuatorstange (7) und dem Hebel (14) eine federnd gelagerte Kugelkopfstange (16) vorgesehen ist, die in ihrem von der Aktuatorstange (7) abgelegenen Endbereich einen Kugelkopf (17) aufweist, welcher in einem mit dem Hebel (14) verbundenen Lagerbolzen (18) gelagert ist.

Description

  • Vorrichtung zur Betätigung der Wastegateklappe eines Abgasturboladers
  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Betätigung der Wastegateklappe eines Abgasturboladers.
  • Ein Abgasturbolader dient der Leistungs- und Effizienzsteigerung von Kolbenmotoren. Er weist ein in einem Turbinengehäuse angeordnetes Turbinenrad und ein in einem Verdichtergehäuse angeordnetes Verdichterrad auf. Das Turbinenrad und das Verdichterrad sind auf einer gemeinsamen Welle angeordnet, welche in einem zwischen dem Turbinengehäuse und dem Verdichtergehäuse angeordneten Lagergehäuse gelagert ist. Das Turbinenrad wird vom Abgasstrom des jeweiligen Kraftfahrzeugs angetrieben und treibt seinerseits über die gemeinsame Welle das Verdichterrad an. Mit steigender Motordrehzahl dreht sich die Welle zunehmend schneller. Je schneller sich die Welle dreht, desto mehr Luft fördert der Verdichter, was aufgrund der zunehmenden Abgasmenge wiederum das Turbinenrad noch schneller antreibt. Dadurch steigt auch die Reibung in den Lagersitzen an und die Drehzahl des Verdichterrades erreicht ein Drehzahlplateau. Des Weiteren kann der Verdichter auch seine Fördergrenze erreichen. Es können auch die mechanischen und thermischen Grenzen des Motors überschritten werden. Folglich kann die im niedrigen Drehzahlbereich gewünschte Aufladung des Motors in höheren Drehzahlbereichen Probleme bereiten. Um die Abgabeleistung in praktikablen Grenzen zu halten bzw. die Aufladung des Motors zu begrenzen bedarf es einer Ladedruckregelung.
  • Eine derartige Ladedruckregelung kann unter Verwendung eines Wastegates vorgenommen werden. Dieses ist im Abgasstrom angeordnet und wird ab einem bestimmten Ladedruck durch einen Geber, welcher auf der Verdichterseite angeordnet ist, geöffnet. Durch dieses Öffnen des Wastegates wird ein Teil des Abgasstromes am Turbinenrad vorbei in den Auspuff des Kraftfahrzeugs weitergeleitet . Dadurch wird ein weiteres Ansteigen der Drehzahl des Turbinenrades unterbunden.
  • Ein Wastegate weist eine Klappe auf, die unter Verwendung eines Hebels und einer Spindel mit einem Aktuator verbunden ist, welcher über den genannten Hebel und die Spindel je nach Bedarf die Klappe öffnet oder schließt.
  • In der 1 ist ein Abgasturbolader veranschaulicht, der ein Wastegate aufweist. Dieser Abgasturbolader 1 weist ein Turbinengehäuse 2, ein Lagergehäuse 10 und ein Verdichtergehäuse 11 auf. Im Turbinengehäuse 2 ist ein Turbinenrad 3 angeordnet, welches vom Abgasstrom einer Brennkraftmaschine in Drehung versetzt wird. Das Turbinenrad 3 ist mit einer Welle 9 drehfest verbunden, welche im Lagergehäuse 10 gelagert ist. Im Verdichtergehäuse 11 ist ein Verdichterrad 12 angeordnet, welches ebenfalls mit der Welle 9 drehfest verbunden ist, so dass die Drehung des Turbinenrades 3 über die Welle 9 auf das Verdichterrad 12 übertragen wird. Das Verdichterrad 12 saugt Frischluft an, verdichtet diese und leitet die verdichtete Frischluft der Brennkraftmaschine zu. Steigt der Ladedruck LD des Verdichters über einen vorgegebenen Druckwert an, dann erfolgt über einen Aktuator 8, welcher über eine Aktuatorstange 7 und eine Spindel 6 mit einer Wastegateklappe 5 verbunden ist, ein Öffnen der Wastegateklappe 5, so dass ein Teil des Abgasstromes am Turbinenrad 3 vorbei über einen Umgehungskanal 26 in den Auspuff des jeweiligen Kraftfahrzeuges geleitet wird.
  • Aus der DE 10 2010 031 500 A1 ist eine Vorrichtung zur Betätigung der Wastegateklappe des Abgasturboladers einer Brennkraftmaschine bekannt. Diese Vorrichtung weist eine Stellstange auf, die von einem Aktuator in axialer Richtung verschiebbar ist und die an ihrer vom Aktuator abgewandten Seite über einen ersten Bolzen in einer ersten Kulisse geführt ist. An dem ersten Bolzen ist des Weiteren ein Schlitten gelenkig angeordnet. Der Schlitten ist auf der dem ersten Bolzen abgewandten Seite über einen zweiten Bolzen in der ersten Kulisse geführt. Am zweiten Bolzen ist ein Schwenkhebel gelenkig angeordnet. Des Weiteren ist der Schwenkhebel auf der dem zweiten Bolzen abgewandten Seite drehbar im Turbinengehäuse des Abgasturboladers gelagert. Ferner ist am Schwenkhebel auf der dem zweiten Bolzen abgewandten Seite die Wastegateklappe angeordnet. Der Aktuator ist pneumatisch, elektromechanisch oder hydraulisch betätigbar.
  • Weiterhin ist aus der Druckschrift DE 10 2009 053 829 A1 eine Stellvorrichtung zur beispielhaften Verwendung zum Betätigen eines Wastegates einer Turbine eines Abgasturboladers bekannt, umfassend einen Stellantrieb und eine Kopplungseinrichtung, die antriebsseitig mit dem Stellantrieb zur Durchführung bidirektionaler Stellbewegungen gekoppelt ist und die abtriebsseitig ein Abtriebselement aufweist, das mit dem Stellglied koppelbar ist und das über ein Gelenk mit dem Antriebselement zur Übertragung von Zug- und Druckkräften in einer Längsachse des Abtriebselements gekoppelt ist.
  • Schließlich offenbart das Dokument US 3 854 557 A eine Verbindung zur universellen Befestigung einer Verbindungsstange an einem Kolben zur Verwendung in einer Stellvorrichtung. Diese besteht aus einem kugelähnlichen, an der Anschlussstange fest angebrachten Körper, der in einem Elastomer-Sockelteil innerhalb eines mit einem Kolben verbundenen Bauteiles gelagert und mittels einer Feder darin vorgespannt ist.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine variable und ausgleichsfähige Vorrichtung zur Betätigung der Wastegateklappe des Abgasturboladers einer Brennkraftmaschine anzugeben.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Die Vorteile der Erfindung bestehen insbesondere darin, dass durch die Verwendung einer federnd gelagerten Kugelkopfstange, die in ihrem von der Aktuatorstange abgelegenen Endbereich einen Kugelkopf aufweist, welcher in einem mit dem Hebel verbundenen Lagerbolzen gelagert ist, in Axialrichtung auftretender Versatz zwischen den Bauteilen der Vorrichtung ausgeglichen werden kann. Insbesondere können Positionsabweichungen zwischen dem Hebel und der Aktuatorstange ausgeglichen werden. Ferner werden im Betrieb der Vorrichtung auftretende Stöße durch die federnde Lagerung der Kugelkopfstange gedämpft.
  • Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die Genauigkeitsanforderungen beim Zusammenbau der Komponenten der Vorrichtung reduziert sind, da eventuelle Ungenauigkeiten durch die federnde Lagerung der Kugelkopfstange ausgeglichen werden.
  • Weitere vorteilhafte Eigenschaften der Erfindung ergeben sich aus deren nachfolgender beispielhafter Erläuterung anhand der 2 - 7. Es zeigt
    • 2 eine Skizze zur Veranschaulichung eines Ausführungsbeispiels für eine erfindungsgemäße Vorrichtung,
    • 3 eine detailliertere Darstellung der Kugelkopfstange und deren Lagerung,
    • 4 eine vergrößerte Darstellung des in der 3 gezeigten Lagerbolzens,
    • 5 eine vergrößerte Darstellung der in der 3 gezeigten Langmutter,
    • 6 weitere Darstellungen zur Erläuterung der Lagerung der Kugelkopfstange und
    • 7 vergrößerte Darstellungen von Details aus der 6.
  • Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Betätigung der Wastegateklappe des Abgasturboladers einer Brennkraftmaschine enthält einen eine Aktuatorstange aufweisenden Aktuator, einen mit der Aktuatorstange verbundenen Hebel, eine mit dem Hebel verbundene Spindel, eine Wastegateklappe, welche an der Spindel befestigt ist, und eine zwischen der Aktuatorstange und dem Hebel federnd gelagerte Kugelkopfstange, die in ihrem von der Aktuatorstange abgelegenen Endbereich einen Kugelkopf aufweist, welche in einem mit dem Hebel verbundenen Lagerbolzen gelagert ist.
  • Die 2 zeigt eine Skizze zur Veranschaulichung eines Ausführungsbeispiels für eine derartige erfindungsgemäße Vorrichtung. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist ein beispielsweise am Verdichtergehäuse befestigter Aktuator 8 vorgesehen, welcher eine Aktuatorstange 7 aufweist. Diese Aktuatorstange ist in ihrer Axialrichtung verschiebbar, um je nach Bedarf eine im Turbinengehäuse 2 vorgesehene Wastegateklappe 5 zu öffnen oder zu schließen. Zu diesem Zweck ist die Aktuatorstange 7 über eine Kugelkopfstange 16, einen Hebel 14 und eine durch eine Hülse 27 geführte Spindel 15 mit der Wastegateklappe 5 verbunden.
  • Dabei ist der der Aktuatorstange 7 zugewandte Endbereich der Kugelkopfstange 16 in einer Langmutter 22 unter Verwendung einer Feder 25 federnd gelagert. Die Langmutter 22 weist einen Schlitz 24 auf, welcher in seinem der Aktuatorstange 7 zugewandten Endbereich mit einer runden Aussparung 28 (siehe 5) versehen ist. Durch diesen mit der runden Aussparung 28 versehenen Schlitz 24 ist der der Aktuatorstange 7 zugewandte Endbereich der Kugelkopfstange 16 in die Langmutter 22 einsetzbar. Die Langmutter 22 ist mit der Aktuatorstange 7 unter Verwendung einer Kontermutter fest verbunden.
  • Der von der Aktuatorstange 7 abgewandte Endbereich der Kugelkopfstange 16 ist in einem Lagerbolzen 18 (siehe 3) gelagert, welcher mit dem Hebel 14 verbunden ist. Der Lagerbolzen 18 ist von einer Kappe 21 abgedeckt, die von oben auf den Lagerbolzen aufgesteckt ist. Der Hebel 14 weist eine Aufnahme auf, in welche der obere Endbereich der Spindel 15 eingesetzt ist. Am unteren Endbereich der Spindel 15, welche durch die Hülse 27 geführt ist, ist die Wastegateklappe 5 befestigt.
  • Die 3 zeigt eine detailliertere Darstellung der Kugelkopfstange 16 und deren Lagerung. Wie aus dieser Figur ersichtlich ist, weist die Kugelkopfstange 16 in ihrem in der Langmutter 22 gelagerten Endbereich ein Kugelgelenk 23 auf. Dieses Kugelgelenk 23 ist in der Langmutter 22 mittels eines Kegelsitzes gelagert. Das Kugelgelenk 23 wird dabei durch den Anpressdruck der Feder 25 in den Kegelsitz der Langmutter 22 gedrückt und in dieser Position gehalten. Um der Feder 25 eine definierte Auflage am Kugelgelenk zu geben, ist der der Aktuatorstange 7 zugewandte Endbereich des Kugelgelenks 23 mit einem Federsitz 23a ausgestattet. Dieser kann als einfache Abflachung des Kugelgelenks, senkrecht zur Längsachse der Kugelkopfstange 16, ausgebildet sein, und kann, wie im vorliegenden Beispiel gezeigt, auch einen mittig auf der Abflachung angeordneten Zapfen 23b aufweisen, der zur Führung der Feder 25 dient, wie in 7 vergrößert dargestellt ist.
  • Der von der Aktuatorstange abgelegene Endbereich der Kugelkopfstange 16 weist einen Kugelkopf 17 auf, welcher in einer Aussparung des Lagerbolzens 18 gelagert ist. Der Kugelkopf 17 ist im Lagerbolzen 18 ebenfalls mittels eines Kegelsitzes gelagert. Der Lagerbolzen ist mit dem Hebel 14 verbunden. Auf den Lagerbolzen 18 ist von oben (bezogen auf die Figur) die Kappe 21 aufgesteckt, die den Kegelsitz des Lagerbolzens 18 und somit auch den Kugelkopf 17 der Kugelkopfstange 16 übergreift und so den Kugelkopf 17 im Kegelsitz des Lagerbolzens 18 sichert.
  • Die 4 zeigt eine vergrößerte Darstellung des in der 3 gezeigten Lagerbolzens 18. Es ist ersichtlich, dass dieser Lagerbolzen 18 mit einem Schlitz 19 versehen ist, durch welchen der von der Aktuatorstange 7 abgewandte Endbereich der Kugelkopfstange 16 in den Lagerbolzen 18 einsetzbar ist.
  • Die 5 zeigt eine vergrößerte Darstellung der in der 3 gezeigten Langmutter 22. Es ist insbesondere ersichtlich, dass diese Langmutter 22 einen Schlitz 24 aufweist, der in seinem der Aktuatorstange 7 zugewandten Endbereich mit einer runden Aussparung 28 erweitert ist. Durch diesen mit der runden Aussparung 28 erweiterten Schlitz 24 ist der der Aktuatorstange 7 zugewandte Endbereich der Kugelkopfstange 16, welcher das Kugelgelenk 23 aufweist, in die Langmutter 22 einsetzbar.
  • Die 6 zeigt weitere Darstellungen zur Erläuterung der Lagerung der Kugelkopfstange 16.
  • Aus der oberen Darstellung von 6 geht hervor, dass ein Endbereich der Kugelkopfstange 16 in der Langmutter 22 gelagert ist und der andere Endbereich der Kugelkopfstange 16 mit dem Hebel 14 verbunden ist. Wird die Kugelkopfstange 16 in ihrer Axialrichtung bewegt, dann führt dies zu einer Drehung des Hebels 14 um die Mittelachse der Spindel 15, welche über die Spindel 15 auf die Wastegateklappe einwirkt und diese öffnet oder schließt.
  • Die untere Darstellung von 6 zeigt einen Schnitt längs der in der oberen Darstellung von 6 gezeigten Schnittlinie B-B. Es ist ersichtlich, dass die Kugelkopfstange 16 in ihrem in der Langmutter 22 gelagerten Endbereich mit einem Kugelgelenk 23 ausgestattet ist, welches in der Langmutter 22 mittels eines Kegelsitzes gelagert ist wobei das Kugelgelenk 23 durch die Feder 25 in den Kegelsitz gedrückt und darin gehalten wird. Der sich in Richtung zur Aktuatorstange 7 erstreckende Endbereich des Kugelgelenkes 23 weist einen Zapfen 23b auf, um welchen ein Endbereich der Feder 25 gelegt ist. Der andere Endbereich der Feder 25 stützt sich an der Aktuatorstange 7 ab. Des Weiteren ist aus der 6 ersichtlich, dass die Kugelkopfstange 16 in ihrem von der Aktuatorstange 7 abgelegenen Endbereich in einem Lagerbolzen 18 gelagert ist. Dieser Endbereich der Kugelkopfstange 16 weist einen Kugelkopf 17 auf, der in einer Aussparung des Lagerbolzens gelagert ist.
  • Die 7 zeigt vergrößerte Darstellungen der in der 6 gezeigten Detailbereiche X und Y.
  • Aus der linken Darstellung von 7 ist ersichtlich, dass der einen Kugelkopf 17 aufweisende Endbereich der Kugelkopfstange 16 mittels eines Kegelsitzes 29 im Lagerbolzen 18 gelagert ist. Dabei weist der von der Aktuatorstange 7 abgelegene Endbereich des Kugelkopfes 17 einen Überstand 20 über den von der Aktuatorstange 7 abgelegenen Außenbereich des Lagerbolzens 18 auf. Dieser Überstand 20 ist derart ausgelegt, dass sichergestellt ist, dass beim Zusammenbau der Vorrichtung die Kappe 21 noch auf den Lagerbolzen 18 aufgesteckt werden kann. Die Kappe 21 ist dazu aus einem, bis zu einem gewissen Grad elastischen Material, z.B. Federstahl, gefertigt und übt nach dem Auf stecken eine Federkraft auf den überstehenden Kugelkopf 17 aus, die diesen in den Kegelsitz 29 des Lagerbolzens 18 drückt und darin festhält. Des Weiteren ist die Kappe 21 derart ausgelegt, dass im Betrieb der Vorrichtung eine gewünschte Druckkraft in Druckrichtung von der Kugelkopfstange 16 über die Kappe 21 und den Lagerbolzen 18 auf den Hebel 14 übertragen werden kann, um die Wastegateklappe 5 in Öffnungsrichtung zu betätigen.
  • Aus der rechten Darstellung von 7 ist ersichtlich, dass der ein Kugelgelenk 23 aufweisende Endbereich der Kugelkopfstange 16 mittels eines Kegelsitzes 29 in der Langmutter 22 gelagert ist.
  • Wie aus den vorstehenden Erläuterungen ersichtlich ist, ist bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zwischen dem eine Aktuatorstange aufweisenden Aktuator und dem über eine Spindel auf die Wastegateklappe einwirkenden Hebel eine Kugelkopfstange vorgesehen. Diese ist in ihrem dem Hebel zugewandten Endbereich mit einem Kugelkopf versehen, welcher in einem mit dem Hebel verbundenen Lagerbolzen, beispielsweise mittels eines Kegelsitzes, gelagert ist.
  • Darüber hinaus weist der der Aktuatorstange zugewandte Endbereich der Kugelkopfstange ein federbeaufschlagtes Kugelgelenk auf, welches in einer mit der Aktuatorstange fest verbundenen Langmutter ebenfalls mittels eines Kegelsitzes gelagert ist. Durch eine derartige Lagerung kann ein Axial-Versatz der die Wastegateklappe betätigenden Kugelkopfstange, der durch die Drehung des Hebels 14 um die Längsachse der Spindel 15 hervorgerufen wird, ausgeglichen werden. Dadurch erreicht man eine variable und ausgleichsfähige Verbindung dieser Bauteile. Eine vorgenommene Einstellung kann mittels einer Kontermutter gesichert werden.
  • Eine einfache Montage der Kugelkopfstange wird durch die oben beschriebenen Schlitze im Lagerbolzen, in der Langmutter und in der Kappe 21 ermöglicht, wobei das Kugelgelenk der Kugelkopfstange durch die runde Aussparung des Schlitzes in die Langmutter einsetzbar ist.
  • Die federnde Lagerung der Kugelkopfstange in den Kegelsitzen 29 ermöglicht in Verbindung mit dem beschriebenen Kegelsitz an beiden Enden der Kugelkopfstange eine Schwenkbewegung der Kugelkopfstange im jeweiligen Kegelsitz um einen bestimmten, wenn auch geringen Grad, wie in 7 angedeutet, und somit einen Ausgleich von Positionsabweichungen zwischen dem Angriffspunkt der Kugelkopfstange am Hebel und der Verlängerung der Längsachse der Aktuatorstange.
  • Mittels der Feder kann die Vorrichtung mit einer gewünschten Vorspannung versehen werden. Insbesondere kann diese Vorspannung so eingestellt werden, dass im vorgespannten Zustand eine gewünschte Druckkraft auf den Hebel übertragen werden kann, um die Wastegateklappe im geschlossenen Zustand zu halten. Des Weiteren werden durch die Feder im Betrieb der Vorrichtung Stöße gedämpft.
  • Die Verbindung der Bauteile der Vorrichtung ist variabel und spielfrei einstellbar.

Claims (13)

  1. Vorrichtung zur Betätigung der Wastegateklappe (5) des Abgasturboladers (1) einer Brennkraftmaschine, mit - einem Aktuator (8), welcher eine Aktuatorstange (7) aufweist, - einem mit der Aktuatorstange (7) verbundenen Hebel (14), und - einer mit dem Hebel (14) verbundenen Spindel (15), an welcher die Wastegateklappe (5) befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Aktuatorstange (7) und dem Hebel (14) eine federnd gelagerte Kugelkopfstange (16) vorgesehen ist, die in ihrem von der Aktuatorstange (7) abgelegenen Endbereich einen Kugelkopf (17) aufweist, welcher in einem mit dem Hebel (14) verbundenen Lagerbolzen (18) gelagert ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kugelkopf (17) im Lagerbolzen (18) mittels eines Kegelsitzes gelagert ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerbolzen (18) mit einem Schlitz (19) versehen ist, durch welchen der von der Aktuatorstange (7) abgelegene Endbereich der Kugelkopfstange (16) in den Lagerbolzen (18) einsetzbar ist.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der von der Aktuatorstange (7) abgelegene Endbereich des Kugelkopfes (17) einen Überstand (20) über den von der Aktuatorstange (7) abgelegenen Endbereich des Lagerbolzens (18) aufweist.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerbolzen (18) von einer Kappe (21) abgedeckt ist.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Überstand (20) derart ausgelegt ist, dass mittels des Kugelkopfes (17) über die Kappe (21) eine Druckkraft in einer von der Aktuatorstange (7) wegführenden Richtung ausübbar ist.
  7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugelkopfstange (16) in ihrem der Aktuatorstange (7) zugewandten Endbereich über eine Langmutter (22) mit der Aktuatorstange (7) verbunden ist.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Langmutter (22) mit der Aktuatorstange (7) unter Verwendung einer Kontermutter fest verbunden ist.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugelkopfstange (16) in ihrem der Aktuatorstange (7) zugewandten Endbereich in der Langmutter (22) gelagert ist.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugelkopfstange (16) in ihrem der Aktuatorstange (7) zugewandten Endbereich ein Kugelgelenk (23) aufweist, welches in der Langmutter (22) gelagert ist.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Kugelgelenk (23) in der Langmutter (22) mittels eines Kegelsitzes gelagert ist.
  12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Langmutter (22) mit einem Schlitz (24) versehen ist, durch welchen der der Aktuatorstange (7) zugewandte Endbereich der Kugelkopfstange (16) in die Langmutter (22) einsetzbar ist.
  13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugelkopfstange (16) in ihrem der Aktuatorstange (7) zugewandten Endbereich in der Langmutter (22) federnd gelagert ist.
DE102013213558.0A 2013-07-11 2013-07-11 Vorrichtung zur Betätigung der Wastegateklappe eines Abgasturboladers Active DE102013213558B4 (de)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102013213558.0A DE102013213558B4 (de) 2013-07-11 2013-07-11 Vorrichtung zur Betätigung der Wastegateklappe eines Abgasturboladers
US14/904,187 US9896993B2 (en) 2013-07-11 2014-06-26 Device for actuating the wastegate flap of an exhaust gas turbocharger
PCT/EP2014/063604 WO2015003921A1 (de) 2013-07-11 2014-06-26 Vorrichtung zur betätigung der wastegateklappe eines abgasturboladers
CN201480039522.0A CN105358798B (zh) 2013-07-11 2014-06-26 用于操纵废气涡轮增压器的废气门瓣的装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102013213558.0A DE102013213558B4 (de) 2013-07-11 2013-07-11 Vorrichtung zur Betätigung der Wastegateklappe eines Abgasturboladers

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102013213558A1 DE102013213558A1 (de) 2015-01-15
DE102013213558B4 true DE102013213558B4 (de) 2021-12-23

Family

ID=51136441

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102013213558.0A Active DE102013213558B4 (de) 2013-07-11 2013-07-11 Vorrichtung zur Betätigung der Wastegateklappe eines Abgasturboladers

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9896993B2 (de)
CN (1) CN105358798B (de)
DE (1) DE102013213558B4 (de)
WO (1) WO2015003921A1 (de)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5929889B2 (ja) * 2013-12-26 2016-06-08 トヨタ自動車株式会社 過給機
DE102015201805A1 (de) * 2015-02-03 2016-08-04 Borgwarner Inc. Abgasturbolader
DE102015108284A1 (de) * 2015-05-26 2016-12-01 Elringklinger Ag Turbolader
DE102015219899B4 (de) * 2015-10-14 2020-01-30 Continental Automotive Gmbh Stelleinrichtung zum Betätigen eines Stellglieds eines Turboladers sowie Turbolader für eine Brennkraftmaschine
JP6682899B2 (ja) * 2016-02-19 2020-04-15 いすゞ自動車株式会社 アクチュエータ
US10697361B2 (en) * 2016-09-22 2020-06-30 Garrett Transportation I Inc. Linkage for exhaust bypass valve of multi-stage turbocharger
JP6627798B2 (ja) * 2017-02-16 2020-01-08 トヨタ自動車株式会社 ターボチャージャのウェイストゲートバルブ
JP6628932B2 (ja) * 2017-03-07 2020-01-15 三菱重工エンジン＆ターボチャージャ株式会社 排気バイパス装置及び過給機
DE102017108094A1 (de) 2017-04-13 2018-10-18 Ihi Charging Systems International Gmbh Einstellvorrichtung für einen Abgasführungsabschnitt eines Abgasturboladers, Abgasführungsabschnitt für einen Abgasturbolader und Abgasturbolader
CN109653812B (zh) * 2017-10-11 2023-02-28 博格华纳公司 用于涡轮机的阀瓣组件、涡轮机和废气涡轮增压器
CN110492667A (zh) * 2019-08-23 2019-11-22 山东省北方万源电力技术有限公司 同速节能动力输出装置
WO2021072402A1 (en) * 2019-10-11 2021-04-15 Wright David C Hydraulic low-torque valve conversion apparatus and method

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2621472A (en) 1946-08-16 1952-12-16 George M Holley Exhaust driven supercharger control
DE1995783U (de) 1968-04-25 1968-10-31 Gerhard Landgraf Halterung fuer die huellenenden von bowdenzuegen.
US3854557A (en) 1970-02-04 1974-12-17 Airpot Corp Universal joint for piston-connecting rod assembly
DE3212498A1 (de) 1982-04-03 1983-10-13 Mtu Motoren- Und Turbinen-Union Friedrichshafen Gmbh, 7990 Friedrichshafen Steuerung fuer die zu- und abschaltung von abgasturboladern
DE102007018618A1 (de) 2006-04-19 2007-10-25 Borgwarner Inc., Auburn Hills Turbolader
DE102009051623A1 (de) 2009-11-02 2011-05-05 Robert Bosch Gmbh Stelleinrichtung für eine Ventilklappe
DE102009053829A1 (de) 2009-11-18 2011-05-19 Mahle International Gmbh Stellvorrichtung und Verwendung
DE102009057161A1 (de) 2009-12-05 2011-06-09 Volkswagen Ag Abgasturbolader mit einem Bypassventil und ein hierfür bestimmtes Stellglied
DE102010031500A1 (de) 2010-07-19 2012-01-19 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Vorrichtung zur Betätigung einer Klappe
DE202011108775U1 (de) 2011-12-01 2012-02-15 Borgwarner Inc. Führungsstück einer Steuereinrichtung eines Abgasturboladers

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2491380A (en) 1944-07-15 1949-12-13 Honeywell Regulator Co Control apparatus
JP3260269B2 (ja) * 1995-12-28 2002-02-25 武蔵精密工業株式会社 ステアリング用ボールジョイント
US5642956A (en) * 1996-01-25 1997-07-01 Regents Of The University Of California Adjustable link for kinematic mounting systems
US5816731A (en) * 1996-12-18 1998-10-06 Howard; Durrell U. Sealed self-adjusting bearing assembly
GB9816275D0 (en) * 1998-07-27 1998-09-23 Holset Engineering Co Turbocharger with wastegate
JP4322334B2 (ja) * 1998-12-04 2009-08-26 Ｔｈｋ株式会社 心間調整が可能なボールジョイント付きコンロッド
US6676325B2 (en) * 2000-05-05 2004-01-13 Federal-Mogul World Wide, Inc. Automotive steering compliant pivot socket with tapered head
FR2823795B1 (fr) * 2001-04-18 2003-08-08 Emt 74 Dispositif pour relier la tige d'un pressostat a une soupape de decharge d'un turbocompresseur, turbocompresseur et moteur a combustion interne ainsi equipes
US6413126B1 (en) * 2001-06-05 2002-07-02 Vincent A. Johnson Steering mechanism for jet boat
US6773197B2 (en) * 2002-10-09 2004-08-10 Trw Inc. Ball joint
US7644500B2 (en) * 2006-01-17 2010-01-12 Federal-Mogul World Wide, Inc. Method of setting the pre-load for a ball socket joint
DE202007019447U1 (de) 2006-04-19 2012-08-29 Borgwarner Inc. Turbolader
CN102597452B (zh) 2009-09-03 2014-10-15 大众汽车有限公司 废气涡轮增压器控制机构的装配和调整方法以及规定用于增压设备的控制机构
ES2411920T3 (es) * 2010-08-12 2013-07-09 Cooper-Standard Automotive (Deutschland) Gmbh Actuador para una válvula de descarga o una geometría de turbina variable
DE102011076167A1 (de) * 2011-05-20 2012-11-22 Robert Bosch Gmbh Gelenklager
KR101252066B1 (ko) * 2011-07-08 2013-04-12 (주) 에스문 볼힌지 구조
WO2013173931A1 (en) * 2012-05-21 2013-11-28 Güdel Group AG Ball joint
DE102012211444A1 (de) 2012-07-02 2014-01-02 Mahle International Gmbh Stelleinrichtung, Kugelgelenk und Herstellungsverfahren
DE102012211535A1 (de) 2012-07-03 2014-01-09 Mahle International Gmbh Stellvorrichtung und Gelenk
DE102013202191A1 (de) 2013-02-11 2014-08-14 Continental Automotive Gmbh Abgasturbolader mit einer Regeleinheit

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2621472A (en) 1946-08-16 1952-12-16 George M Holley Exhaust driven supercharger control
DE1995783U (de) 1968-04-25 1968-10-31 Gerhard Landgraf Halterung fuer die huellenenden von bowdenzuegen.
US3854557A (en) 1970-02-04 1974-12-17 Airpot Corp Universal joint for piston-connecting rod assembly
DE3212498A1 (de) 1982-04-03 1983-10-13 Mtu Motoren- Und Turbinen-Union Friedrichshafen Gmbh, 7990 Friedrichshafen Steuerung fuer die zu- und abschaltung von abgasturboladern
DE102007018618A1 (de) 2006-04-19 2007-10-25 Borgwarner Inc., Auburn Hills Turbolader
DE102009051623A1 (de) 2009-11-02 2011-05-05 Robert Bosch Gmbh Stelleinrichtung für eine Ventilklappe
DE102009053829A1 (de) 2009-11-18 2011-05-19 Mahle International Gmbh Stellvorrichtung und Verwendung
DE102009057161A1 (de) 2009-12-05 2011-06-09 Volkswagen Ag Abgasturbolader mit einem Bypassventil und ein hierfür bestimmtes Stellglied
DE102010031500A1 (de) 2010-07-19 2012-01-19 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Vorrichtung zur Betätigung einer Klappe
DE202011108775U1 (de) 2011-12-01 2012-02-15 Borgwarner Inc. Führungsstück einer Steuereinrichtung eines Abgasturboladers

Also Published As

Publication number Publication date
DE102013213558A1 (de) 2015-01-15
CN105358798B (zh) 2017-05-31
US9896993B2 (en) 2018-02-20
WO2015003921A1 (de) 2015-01-15
CN105358798A (zh) 2016-02-24
US20160146098A1 (en) 2016-05-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102013213558B4 (de) Vorrichtung zur Betätigung der Wastegateklappe eines Abgasturboladers
DE102009048125B4 (de) Wastegate-Anordnung für eine Turbine, Turbine für einen Abgasturbolader, Abgasturbolader für ein Kraftfahrzeug und Verfahren zum Betreiben eines Abgasturboladers
DE102012105402B4 (de) Verstellvorrichtung für einen Abgasturbolader
DE102010004559B4 (de) Ladeeinrichtung
EP2951402B1 (de) Abgasturbolader mit verschleissfreier verbindung von komponenten seines wastegatesystems
EP2317095B1 (de) Stelleinrichtung für eine Ventilklappe
EP2501966B1 (de) Stellvorrichtung und verwendung
DE102018127809B4 (de) Turbolader-wastegate-stellgliedanordnung
DE102012211535A1 (de) Stellvorrichtung und Gelenk
DE102009007364A1 (de) Betätigungswelleneinrichtung insbesondere für eine Wastegateklappen-Einrichtung eines Turboladers
DE102012110872A1 (de) Regelvorrichtung für einen Abgasführungsabschnitt einer Turbine und Abgasführungsabschnitt für eine Turbine
WO2011141399A1 (de) Einrichtung zur ansteuerung eines abgasventils einer brennkraftmaschine
DE102012024481A1 (de) "Arbeitsgerät"
DE112018001101B4 (de) Platte zum antreiben eines wastegate-ventils eines turboladers und verfahren zur herstellung einer solchen platte
DE102015219899B4 (de) Stelleinrichtung zum Betätigen eines Stellglieds eines Turboladers sowie Turbolader für eine Brennkraftmaschine
WO2013068187A1 (de) Schalteinrichtung zum schalten eines handschaltgetriebes eines fahrzeugs
DE102011102018A1 (de) Klappeneinrichtung
WO2019052732A1 (de) Verdichter für eine aufladevorrichtung einer brennkraftmaschine und aufladevorrichtung für eine brennkraftmaschine
DE102009039911A1 (de) Umströmungseinrichtung für eine Aufladevorrichtung
DE102013219690B4 (de) Stellvorrichtung für einen Abgasturbolader sowie Abgasturbolader
DE102011011451B4 (de) Betätigungseinrichtung für einen Abgasturbolader
DE10137026A1 (de) Antriebseinrichtung
DE102010018740A1 (de) Ladeeinrichtung
DE2021426A1 (de) Eine UEbersteuerung verhindernde Vorrichtung fuer einen Drehzahl- oder Geschwindigkeitsregler
DE102008022468B4 (de) Ladeeinrichtung

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified
R012 Request for examination validly filed
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: VITESCO TECHNOLOGIES GMBH, DE

Free format text: FORMER OWNER: CONTINENTAL AUTOMOTIVE GMBH, 30165 HANNOVER, DE

R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: VITESCO TECHNOLOGIES GMBH, DE

Free format text: FORMER OWNER: VITESCO TECHNOLOGIES GMBH, 30165 HANNOVER, DE

R084 Declaration of willingness to licence
R020 Patent grant now final