DE102014207671B4 - Exhaust gas turbocharger with a wastegate valve - Google Patents

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Abstract

Abgasturbolader (10) mit einem Wastegate-Ventil (20), mit einem Ventilelement (22), das in einem Gehäuse (24) angeordnet ist, einer Ventilwelle (36), die im Gehäuse (24) gelagert ist, und einer Dichtung (52), die elastisch vorgespannt zwischen einer Ventilwellen-Dichtfläche (48) und einer Gehäuse-Dichtfläche (44) angeordnet ist, wobei die Dichtung (52) an zumindest einer der beiden Dichtflächen (44, 48) in zumindest zwei voneinander beabstandeten Kontaktabschnitten (54, 56, 58, 60) anliegt, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (52) an jeder Dichtfläche (44, 48) mit zumindest zwei voneinander beabstandeten Kontaktabschnitten (54, 56, 58, 60) anliegt.Exhaust gas turbocharger (10) with a wastegate valve (20), with a valve element (22) which is arranged in a housing (24), a valve shaft (36) which is mounted in the housing (24), and a seal (52 ), which is arranged elastically prestressed between a valve shaft sealing surface (48) and a housing sealing surface (44), the seal (52) on at least one of the two sealing surfaces (44, 48) in at least two spaced-apart contact sections (54, 56, 58, 60), characterized in that the seal (52) rests on each sealing surface (44, 48) with at least two spaced-apart contact sections (54, 56, 58, 60).

Description

Die Erfindung betrifft einen Abgasturbolader mit einem Wastegate-Ventil, mit einem Ventilelement, das in einem Gehäuse angeordnet ist, einer Ventilwelle, die im Gehäuse gelagert ist, und einer Dichtung, die elastisch vorgespannt zwischen einer Ventilwellen-Dichtfläche und einer Gehäuse-Dichtfläche angeordnet ist.The invention relates to an exhaust gas turbocharger with a wastegate valve, with a valve element that is arranged in a housing, a valve shaft that is mounted in the housing, and a seal that is arranged elastically prestressed between a valve shaft sealing surface and a housing sealing surface .

Abgasturbolader dienen dazu, die Leistung eines Verbrennungsmotors zu verbessern, indem über eine Turbine, die im Abgasstrom angeordnet ist, ein Verdichter angetrieben wird, der Frischluft ansaugt bzw. verdichtet und diese komprimierte Luft in den Zylinder des Motors drückt. Aufgrund der größeren Luftmenge steht mehr Sauerstoff zur Verbrennung zur Verfügung, sodass eine höhere Verbrennungsleistung erzielt werden kann.Exhaust gas turbochargers are used to improve the performance of an internal combustion engine by driving a compressor via a turbine that is arranged in the exhaust gas flow, which sucks in or compresses fresh air and presses this compressed air into the cylinder of the engine. Due to the larger amount of air, more oxygen is available for combustion, meaning a higher combustion output can be achieved.

Die Turbine ist üblicherweise direkt mit dem Verdichter gekoppelt, wobei der Turbolader so ausgelegt, dass der Abgasstrom des Verbrennungsmotors bereits bei geringen Drehzahlen eine hohe Verdichtungsleistung bewirkt. Hieraus folgt, dass bei hohen Drehzahlen des Verbrennungsmotors nicht der gesamte Abgasstrom durch die Turbine geleitet werden darf, um eine zu hohe Verdichtung zu verhindern.The turbine is usually coupled directly to the compressor, with the turbocharger being designed in such a way that the exhaust gas flow from the internal combustion engine produces a high compression performance even at low speeds. It follows from this that at high speeds of the internal combustion engine, not the entire exhaust gas flow may be directed through the turbine in order to prevent excessive compression.

Daher ist bekannt, eine Bypassleitung mit einem Ventil („Wastegate“) vorzusehen, durch die bei bestimmten Betriebszuständen ein Teil des Abgasstroms an der Turbine des Turboladers vorbeigeführt werden kann. Für solche Bypassleitungen werden einfache Klappenventile verwendet, die die Bypassleitung öffnen oder schließen können.It is therefore known to provide a bypass line with a valve (“wastegate”) through which part of the exhaust gas flow can be guided past the turbine of the turbocharger in certain operating states. For such bypass lines, simple flap valves are used that can open or close the bypass line.

Der Antrieb dieser Ventile erfolgt über den Aktuator, der über ein Gestänge mit dem Ventil gekoppelt ist. Der Aktuator ist üblicherweise außerhalb der Abgas führenden Leitungen angeordnet, um diesen vor hohen Abgastemperaturen zu schützen, und über das Gestänge mit der Ventilklappe verbunden. Das Gestänge weist also eine Ventilwelle auf, die durch das Gehäuse geführt und in diesem gelagert ist und den Aktuator mit der Ventilklappe verbindet.These valves are driven by the actuator, which is coupled to the valve via a linkage. The actuator is usually arranged outside the pipes carrying exhaust gases in order to protect them from high exhaust gas temperatures, and is connected to the valve flap via the linkage. The linkage therefore has a valve shaft which is guided through the housing and mounted therein and connects the actuator to the valve flap.

Nach dem Zusammenbau des Abgasturboladers erfolgt eine Funktionsprüfung. Diese umfasst neben der Funktionskontrolle der Abgasklappe auch einen Dichtigkeitstest des Abgasturboladers durch einen Überdrucktest. Während dieses Tests muss auch der Kanal, durch den die Ventilwelle im Gehäuse nach außen geführt wird, durch eine entsprechende Dichtung ausreichend abgedichtet werden, um ein Entweichen von Luft durch diesen Kanal zu verhindern.After assembling the exhaust gas turbocharger, a functional test is carried out. In addition to checking the function of the exhaust flap, this also includes a leak test of the exhaust gas turbocharger using an overpressure test. During this test, the channel through which the valve shaft is guided to the outside of the housing must also be sufficiently sealed by an appropriate seal to prevent air from escaping through this channel.

Gemäß dem Stand der Technik werden dazu beispielsweise O-Ring-Dichtungen aus Kunststoff verwendet. Diese haben den Vorteil, dass diese nach der Funktionsprüfung bei den im regulären Betrieb auftretenden hohen Temperaturen verbrennen, so dass keine Demontage erforderlich ist. Allerdings behindern diese O-Ring-Dichtungen die Bewegung der Ventilwelle, so dass deren Funktion nicht vollständig überprüft werden kann.According to the prior art, O-ring seals made of plastic are used for this purpose. These have the advantage that after the functional test they burn at the high temperatures that occur during regular operation, so that dismantling is not necessary. However, these O-ring seals hinder the movement of the valve shaft, so that their function cannot be fully checked.

Aus der DE 20 2011 109 832 U1 ist daher beispielsweise eine Dichtungsanordnung bekannt, die aus mehreren, federnd miteinander verbundenen ringförmigen Scheiben besteht. Diese liegen einerseits an einer Ventilwellen-Dichtfläche, andererseits an einer Gehäuse-Dichtfläche an, wobei die Dichtungsanordnung zwischen diesen Dichtflächen elastisch vorgespannt ist. Der Aufbau dieser Dichtung ist aber sehr aufwendig. Zudem ist nach der Funktionsprüfung eine manuelle Demontage erforderlich.From the DE 20 2011 109 832 U1 For example, a sealing arrangement is known which consists of several annular disks that are resiliently connected to one another. These lie on the one hand on a valve shaft sealing surface and on the other hand on a housing sealing surface, the sealing arrangement being elastically prestressed between these sealing surfaces. However, the construction of this seal is very complex. In addition, manual disassembly is required after the functional test.

Die EP 2 253 816 B1 beschreibt eine Drehdurchführung, umfassend eine Verstellwelle, welche mit einer Betätigungseinreichtung kraftübertragend verbunden ist. Die Verstellwelle ist in einem Lager gelagert. Zwischen dem Lager und der Verstellwelle ist mindestens ein abzudichtender Spalt ausgebildet. Die Drehdurchführung soll derart ausgestaltet und weitergebildet sein, dass diese bei einfachem Aufbau eine dauerhaft hohe Dichtheit gegen Abgase zeigt. Hierzu ist der abzudichtende Spalt durch mindestens eine Dichteinrichtung abgedichtet, die innerhalb des Lagers gekapselt aufgenommen ist.The EP 2 253 816 B1 describes a rotary feedthrough, comprising an adjusting shaft, which is connected to an actuating device in a force-transmitting manner. The adjustment shaft is mounted in a bearing. At least one gap to be sealed is formed between the bearing and the adjusting shaft. The rotary feedthrough should be designed and further developed in such a way that, with a simple structure, it shows a permanently high level of tightness against exhaust gases. For this purpose, the gap to be sealed is sealed by at least one sealing device, which is encapsulated within the bearing.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Abgasturbolader der eingangs genannten Art bereitzustellen, mit einer Dichtung, die bei einem Funktionstest eine zuverlässige Abdichtung ohne Funktionseinschränkungen des Abgasturboladers sicherstellt sowie einen anschließenden störungsfreien Betrieb ermöglicht.The object of the invention is therefore to provide an exhaust gas turbocharger of the type mentioned at the outset, with a seal which ensures a reliable seal during a functional test without functional restrictions of the exhaust gas turbocharger and enables subsequent trouble-free operation.

Zur Lösung der Aufgabe ist ein Abgasturbolader mit einem Wastegate-Ventil vorgesehen, mit einem Ventilelement, das in einem Gehäuse angeordnet ist, einer Ventilwelle, die im Gehäuse gelagert ist, und einer Dichtung, die elastisch vorgespannt zwischen einer Ventilwellen-Dichtfläche und einer Gehäuse-Dichtfläche angeordnet ist. Erfindungsgemäß liegt die Dichtung an zumindest einer der beiden Dichtflächen in zumindest zwei voneinander beabstandeten Kontaktabschnitten an. Diese Anordnung der Dichtung ermöglicht eine flache, einteilige Ausführung der Dichtung, wodurch die Bauhöhe und der Herstellungsaufwand deutlich reduziert werden können. Durch die zwei voneinander beabstandeten Kontaktabschnitte kann des Weiteren eine verbesserte Abdichtung zwischen der Ventilwelle und dem Gehäuse erreicht werden. Zudem können die Kontaktabschnitte so ausgebildet sein, dass durch diese eine Federwirkung erzielt werden kann, durch die die elastische Vorspannung bereitgestellt wird.To solve the problem, an exhaust gas turbocharger with a wastegate valve is provided, with a valve element that is arranged in a housing, a valve shaft that is mounted in the housing, and a seal that is elastically prestressed between a valve shaft sealing surface and a housing Sealing surface is arranged. According to the invention, the seal rests on at least one of the two sealing surfaces in at least two contact sections spaced apart from one another. This arrangement of the seal enables a flat, one-piece design of the seal, which means that the overall height and the manufacturing effort can be significantly reduced. Thanks to the two spaced-apart contact sections, an improved seal between the valve shaft and the housing can also be achieved. In addition, the contact sections can be designed in such a way that this spring effect can be achieved, through which the elastic preload is provided.

Diese Dichtung kann auch aus Kunststoff gefertigt werden, so dass diese nach der Funktionsprüfung durch die hohen Temperaturen im Abgasturbolader verbrannt werden kann. Anders als die bisher bekannten O-Ring-Dichtungen aus Kunststoff ist bei der erfindungsgemäßen Dichtung eine geringe Reibung zwischen Ventilwelle und Dichtung vorhanden, so dass Störungen der Funktion bzw. der Bedienung des Wastegate-Ventils ausgeschlossen sind.This seal can also be made of plastic so that it can be burned by the high temperatures in the exhaust gas turbocharger after the functional test. Unlike the previously known O-ring seals made of plastic, the seal according to the invention has little friction between the valve shaft and the seal, so that malfunctions in the function or operation of the wastegate valve are excluded.

Um diese Federwirkung zu verbessern und eine erhöhte Abdichtung zu erzielen, sind gemäß der Erfindung an der Dichtung auch beidseitig zumindest zwei voneinander beabstandete Kontaktabschnitte vorgesehen, sodass an jeder Dichtfläche, also sowohl an der Ventilwelle als auch am Gehäuse, zumindest zwei voneinander beabstandete Kontaktabschnitte anliegen. Dadurch kann eine gleichmäßigere Abdichtung gegen beide Dichtflächen erzielt werden. Zudem kann eine höhere Federkraft bereitgestellt werden, sodass die Abdichtung zusätzlich verbessert werden kann.In order to improve this spring effect and achieve increased sealing, according to the invention, at least two spaced-apart contact sections are also provided on both sides of the seal, so that at least two spaced-apart contact sections rest on each sealing surface, i.e. both on the valve shaft and on the housing. This allows a more uniform seal to be achieved against both sealing surfaces. In addition, a higher spring force can be provided so that the seal can be further improved.

Vorzugsweise erstreckt sich die Dichtfläche in einer Ebene, die senkrecht zur Rotationsachse der Ventilwelle angeordnet ist. Dadurch ist auch bei einem Drehen der Ventilwelle, also einem Betätigen des Ventils, stets eine zuverlässige Abdichtung der Ventilwelle gegen das Gehäuse sichergestellt.The sealing surface preferably extends in a plane which is arranged perpendicular to the axis of rotation of the valve shaft. This ensures that the valve shaft is always reliably sealed against the housing, even when the valve shaft is rotated, i.e. when the valve is actuated.

Die voneinander beabstandeten Kontaktabschnitte können beispielsweise dadurch erzielt werden, dass die Dichtung in einem Querschnitt eine Wellenform hat, wobei die zu den jeweiligen Dichtflächen vorstehenden Wellenabschnitte jeweils entsprechende Kontaktabschnitte bilden. Unter Wellenform fallen alle Querschnittsformen, die Abschnitte aufweisen, die wechselweise zu einer der beiden Dichtflächen vorstehen, also auch solche Querschnitte, die abschnittsweise eine Trapez-, Rechteck- oder Dreieckform aufweisen. In Kombination mit den jeweils zur anderen Dichtfläche vorstehenden Kontaktabschnitten bilden diese unabhängig von der Form der einzelnen Kontaktabschnitte gemeinsam eine Wellenform.The contact sections spaced apart from one another can be achieved, for example, by the seal having a wave shape in a cross section, with the wave sections protruding towards the respective sealing surfaces each forming corresponding contact sections. Wave shape includes all cross-sectional shapes that have sections that protrude alternately towards one of the two sealing surfaces, including cross-sections that have a trapezoidal, rectangular or triangular shape in sections. In combination with the contact sections protruding from the other sealing surface, these together form a wave shape, regardless of the shape of the individual contact sections.

Die Ventilwelle kann direkt im Gehäuse gelagert sein. Am Gehäuse kann aber auch eine Lagerbuchse für die Ventilwelle vorgesehen sein. Diese Lagerbuchse ist beispielsweise in das Gehäuse eingepresst, sodass die Lagerbuchse gegenüber dem Gehäuse vollständig abgedichtet und in diesem sicher fixiert ist.The valve shaft can be mounted directly in the housing. However, a bearing bushing for the valve shaft can also be provided on the housing. This bearing bushing is, for example, pressed into the housing, so that the bearing bushing is completely sealed from the housing and securely fixed in it.

Weitere Vorteile und Merkmale finden sich in der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen. In diesen zeigen:

  • - 1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Abgasturboladers,
  • - 2 eine Schnittansicht durch den Abgasturbolader aus 1 im Schnitt I-I aus 1,
  • - 3 eine Detailschnittansicht aus 2 im Bereich der Dichtung der Ventilwelle,
  • - 4 eine vergrößerte Darstellung von 3, und
  • - 5 eine perspektivische Ansicht einer Dichtung des Abgasturboladers aus 1.
Further advantages and features can be found in the following description in conjunction with the attached drawings. Show in these:
  • - 1 a perspective view of an exhaust gas turbocharger according to the invention,
  • - 2 a sectional view through the exhaust gas turbocharger 1 in section II 1 ,
  • - 3 a detailed section view 2 in the area of the valve shaft seal,
  • - 4 an enlarged view of 3 , and
  • - 5 a perspective view of a seal of the exhaust gas turbocharger 1 .

In den 1 und 2 ist ein Abgasturbolader 10 gezeigt. Der Abgasturbolader 10 ist Teil einer Motorbaugruppe mit einem nicht gezeigten Verbrennungsmotor. Der Abgasturbolader 10 ist in einer Abgasleitung 12 der Motorbaugruppe angeordnet und weist eine Turbine 14 auf. Die Turbine wird durch das durchströmende Abgas angetrieben und ist mit einem nicht gezeigten Verdichter gekoppelt, der in einer Frischluftleitung vor dem Verbrennungsmotor angeordnet ist. Das durchströmende Abgas treibt die Turbine 14 und somit den Verdichter an. Der Verdichter saugt Frischluft an bzw. komprimiert diese, sodass dem Verbrennungsmotor eine größere Luftmenge zugeführt werden kann, um den Verbrennungsprozess des Verbrennungsmotors zu optimieren.In the 1 and 2 an exhaust gas turbocharger 10 is shown. The exhaust gas turbocharger 10 is part of an engine assembly with an internal combustion engine, not shown. The exhaust gas turbocharger 10 is arranged in an exhaust line 12 of the engine assembly and has a turbine 14. The turbine is driven by the exhaust gas flowing through and is coupled to a compressor, not shown, which is arranged in a fresh air line in front of the internal combustion engine. The exhaust gas flowing through drives the turbine 14 and thus the compressor. The compressor sucks in fresh air or compresses it so that a larger amount of air can be supplied to the internal combustion engine in order to optimize the combustion process of the internal combustion engine.

Die Turbine 14 des Abgasturboladers 10 ist direkt mit dem Verdichter gekoppelt, sodass die Leistung des Verdichters im Wesentlichen linear von der Drehzahl der Turbine 14, also dem durchströmenden Abgas, abhängig ist. Der Abgasturbolader 10 ist üblicherweise so ausgelegt, dass bereits bei einer geringen Drehzahl der Turbine 14, also einem geringen Abgasausstoß bei einer niedrigen Drehzahl des Verbrennungsmotors, eine ausreichende Verdichtungsleistung erfolgt. Dadurch wird schon bei geringen Motorleistungen bzw. Drehzahlen des Verbrennungsmotors eine Leistungssteigerung bewirkt.The turbine 14 of the exhaust gas turbocharger 10 is coupled directly to the compressor, so that the performance of the compressor is essentially linearly dependent on the speed of the turbine 14, i.e. the exhaust gas flowing through. The exhaust gas turbocharger 10 is usually designed in such a way that sufficient compression performance occurs even at a low speed of the turbine 14, i.e. a low exhaust gas output at a low speed of the internal combustion engine. This results in an increase in performance even at low engine power or engine speeds.

Diese direkte Koppelung führt aber bei hohen Drehzahlen zu einer sehr hohen Verdichtung der zugeführten Luft. Um bei hohen Drehzahlen des Verbrennungsmotors einen Teil des Abgasstroms an der Turbine 14 vorbeizuführen und somit deren Drehzahl und die Verdichtung zu reduzieren, ist eine Bypassleitung 18 vorgesehen, die mit einem Wastegate-Ventil 20 geöffnet bzw. geschlossen werden kann.However, this direct coupling leads to a very high compression of the supplied air at high speeds. In order to lead part of the exhaust gas flow past the turbine 14 at high speeds of the internal combustion engine and thus reduce its speed and compression, a bypass line 18 is provided, which can be opened or closed with a wastegate valve 20.

Bei geöffnetem Ventil 20 strömt ein Teil des Abgases über die Bypassleitung 18 an der Turbine 14 vorbei. Die Turbine 14 wird also nicht durch den gesamten Abgasstrom angetrieben, sondern lediglich von einem Teil des Abgasstroms, sodass der Volumenstrom des Abgases durch die Turbine 14 reduziert ist.When the valve 20 is open, part of the exhaust gas flows past the turbine 14 via the bypass line 18. The turbine 14 is therefore not driven by the entire exhaust gas flow, but only by a portion of the exhaust gas flow, so that the volume flow of the exhaust gas through the turbine 14 is reduced.

Das Wastegate-Ventil 20 weist ein als Ventilklappe ausgebildetes Ventilelement 22 auf, das dicht an einem am Gehäuse 24 vorgesehenen Ventilsitz 26 anliegen kann. Zur Betätigung des Ventilelements 22 ist ein Gestänge 28 vorgesehen, über das das Ventilelement 22 mit einem Aktuator 30 gekoppelt ist. Das Gestänge 28 besteht aus mehreren Übersetzungshebeln 32, 34 sowie einer Ventilwelle 36, die um eine Rotationsachse 37 drehbar ist. An der Ventilwelle 36 ist ein Hebel 35 befestigt, an dem das Ventilelement 22 montiert ist. Durch Drehen der Ventilwelle 36 wird das Ventilelement 22 vom Ventilsitz 26 abgehoben oder gegen diesen gedrückt.The wastegate valve 20 has a valve element 22 designed as a valve flap, which can rest tightly against a valve seat 26 provided on the housing 24. To operate the valve element 22, a linkage 28 is provided, via which the valve element 22 is coupled to an actuator 30. The linkage 28 consists of several translation levers 32, 34 and a valve shaft 36, which is rotatable about an axis of rotation 37. A lever 35, on which the valve element 22 is mounted, is attached to the valve shaft 36. By rotating the valve shaft 36, the valve element 22 is lifted from the valve seat 26 or pressed against it.

Wie in 2 zu sehen ist, erstreckt sich die Ventilwelle 36 von der Abgasleitung 12 durch das Gehäuse 24 auf eine nicht Abgas führende Außenseite des Abgasturboladers 10. Der Aktuator 30 ist also außerhalb der Abgas führenden Leitungen angeordnet, sodass dieser vor den heißen Abgasen geschützt ist. Im Gehäuse 24 ist des Weiteren eine eingepresste Führungshülse 38 vorgesehen, in der die Ventilwelle 36 geführt und gelagert ist. Es ist aber auch denkbar, dass die Ventilwelle 36 direkt im Gehäuse 24 gelagert ist.As in 2 can be seen, the valve shaft 36 extends from the exhaust line 12 through the housing 24 to a non-exhaust-carrying outside of the exhaust gas turbocharger 10. The actuator 30 is therefore arranged outside the exhaust-gas-carrying lines, so that it is protected from the hot exhaust gases. A pressed-in guide sleeve 38 is also provided in the housing 24, in which the valve shaft 36 is guided and mounted. However, it is also conceivable that the valve shaft 36 is mounted directly in the housing 24.

Um die Leichtgängigkeit der Ventilwelle 36 zu gewährleisten, ist der Durchmesser der Ventilwelle 36 geringfügig kleiner als der Durchmesser der Führungshülse 38, sodass zwischen diesen ein Lagerspalt 40 (siehe 4) gebildet ist.In order to ensure the smooth movement of the valve shaft 36, the diameter of the valve shaft 36 is slightly smaller than the diameter of the guide sleeve 38, so that there is a bearing gap 40 between them (see 4 ) is formed.

Wie in 4 zu sehen ist, ist an einer Stirnfläche 42 der Führungshülse 38 eine Gehäuse-Dichtfläche 44 vorgesehen. Des Weiteren weist die Ventilwelle 36 einen radialen Absatz 46 auf, durch den eine der Gehäuse-Dichtfläche 44 gegenüberliegende Ventilwellen-Dichtfläche 48 gebildet ist. Sowohl die Gehäuse-Dichtfläche 44 wie auch die Ventilwellen-Dichtfläche 48 sind in Ebenen angeordnet, die im Wesentlichen senkrecht zur Rotationsachse 37 verlaufen.As in 4 can be seen, a housing sealing surface 44 is provided on an end face 42 of the guide sleeve 38. Furthermore, the valve shaft 36 has a radial shoulder 46, through which a valve shaft sealing surface 48 opposite the housing sealing surface 44 is formed. Both the housing sealing surface 44 and the valve shaft sealing surface 48 are arranged in planes that run essentially perpendicular to the axis of rotation 37.

Zwischen der Ventilwellen-Dichtfläche 48 und der Gehäuse-Dichtfläche 44 ist ein Dichtspalt 50 vorgesehen, in dem eine Dichtung 52 vorgesehen ist, die ein Austreten von Abgas aus der Abgasleitung 12 durch den Dichtspalt 50 und den Lagerspalt 40 zum Außenbereich verhindert.A sealing gap 50 is provided between the valve shaft sealing surface 48 and the housing sealing surface 44, in which a seal 52 is provided, which prevents exhaust gas from escaping from the exhaust pipe 12 through the sealing gap 50 and the bearing gap 40 to the outside area.

Dies ist insbesondere für einen nach der Montage des Abgasturboladers 10 folgenden Funktionstest erforderlich, bei dem auch die vollständige Dichtigkeit des Abgasturboladers 10 überprüft wird. Andererseits soll die Dichtung 52 die Funktion des Abgasturboladers 10, insbesondere des Ventilklappe des Wastegate-Ventils 20 nicht behindern. Die Reibung zwischen der Ventilwelle 36 und der Dichtung 52 soll also möglichst gering sein.This is particularly necessary for a functional test following assembly of the exhaust gas turbocharger 10, in which the complete tightness of the exhaust gas turbocharger 10 is also checked. On the other hand, the seal 52 should not hinder the function of the exhaust gas turbocharger 10, in particular the valve flap of the wastegate valve 20. The friction between the valve shaft 36 and the seal 52 should therefore be as low as possible.

Wie in 5 zu sehen ist, bildet die Dichtung 52 einen Ring, der umlaufend um die Ventilwelle 36 sowohl an der Ventilwellen-Dichtfläche 48 wie auch der Gehäuse-Dichtfläche 44 anliegt und so den Dichtspalt 50 abdichtet.As in 5 can be seen, the seal 52 forms a ring which rests all around the valve shaft 36 on both the valve shaft sealing surface 48 and the housing sealing surface 44 and thus seals the sealing gap 50.

Die Dichtung 52 ist im Querschnitt (4) betrachtet wellenförmig. Die zur Gehäuse-Dichtfläche 44 vorstehenden Abschnitte bilden zwei ringförmig um die Ventilwelle 36 umlaufende gehäuseseitige Kontaktabschnitte 54, 56, die an der Gehäuse-Dichtfläche 44 anliegen. Die zur Ventilwellen-Dichtfläche 48 weisenden Abschnitte bilden zwei ventilwellenseitige Kontaktabschnitte 58, 60, die ebenfalls ringförmig umlaufend an der Ventilwellen-Dichtfläche 48 anliegen.The seal 52 is in cross section ( 4 ) viewed as waves. The sections protruding from the housing sealing surface 44 form two housing-side contact sections 54, 56 which run annularly around the valve shaft 36 and rest against the housing sealing surface 44. The sections facing the valve shaft sealing surface 48 form two valve shaft-side contact sections 58, 60, which also rest against the valve shaft sealing surface 48 in an annular manner.

In Richtung der Rotationsachse 37, also in Längsrichtung der Ventilwelle 36, ist die Dichtung 52 federnd ausgebildet, das heißt, die Kontaktabschnitte 54, 56, 58, 60 können elastisch federnd nachgeben.In the direction of the axis of rotation 37, that is to say in the longitudinal direction of the valve shaft 36, the seal 52 is designed to be resilient, that is, the contact sections 54, 56, 58, 60 can yield elastically.

Im in den 1 bis 4 gezeigten eingebauten Zustand liegen die Kontaktabschnitte jeweils an den Dichtflächen 44, 48 an und die Dichtung 52 ist in Längsrichtung zwischen der Ventilwellen-Dichtfläche 48 und der Gehäuse-Dichtfläche 44 elastisch vorgespannt.Im in the 1 until 4 In the installed state shown, the contact sections each rest against the sealing surfaces 44, 48 and the seal 52 is elastically prestressed in the longitudinal direction between the valve shaft sealing surface 48 and the housing sealing surface 44.

Da die Dichtung 52 an beiden Dichtflächen 44, 48 mit jeweils zwei radial umlaufenden Kontaktabschnitten 54, 56 bzw. 58, 60 anliegt, ist eine zuverlässige Abdichtung des Dichtspalts 50 sichergestellt. Auch bei temperaturbedingten Ausdehnungen des Gehäuses bzw. der Ventilwelle 36 ist durch die elastische Vorspannung eine zuverlässige Abdichtung sichergestellt.Since the seal 52 rests on both sealing surfaces 44, 48 with two radially circumferential contact sections 54, 56 and 58, 60, respectively, a reliable sealing of the sealing gap 50 is ensured. Even if the housing or the valve shaft 36 expands due to temperature, the elastic preload ensures a reliable seal.

Da sich die Dichtflächen 44, 48 in einer Ebene senkrecht zur Rotationsachse 37 erstreckenden Ebene befinden, ändert sich die Breite des Dichtspaltes auch bei einer Betätigung des Wastegate-Ventils 20 nicht, so dass unabhängig von der Drehung der Ventilwelle 36 eine zuverlässige Abdichtung gewährleistet ist.Since the sealing surfaces 44, 48 are located in a plane extending perpendicular to the axis of rotation 37, the width of the sealing gap does not change even when the wastegate valve 20 is actuated, so that a reliable seal is guaranteed regardless of the rotation of the valve shaft 36.

Alternativ können die Dichtflächen auch schräg zur Rotationsachse 37 angeordnet sein, wobei sichergestellt sein muss, dass die Drehung der Ventilwelle 36 nicht durch ein abschnittsweise zu starkes vorspannen der Dichtung behindert wird, aber auch stets ein umlaufender Kontakt der Kontaktabschnitte 54, 56, 58, 60 mit den Dichtflächen 44, 48 sichergestellt ist.Alternatively, the sealing surfaces can also be arranged obliquely to the axis of rotation 37, whereby it must be ensured that the rotation of the valve shaft 36 is not hindered by excessive prestressing of the seal in sections, but also that there is always circumferential contact of the contact sections 54, 56, 58, 60 with the sealing surfaces 44, 48 is ensured.

Es ist beispielsweise auch denkbar, dass die Dichtflächen 44, 48 konisch ausgebildet sind und die Dichtung 52 ebenfalls konusförmig geformt ist. Vorzugsweise weisen die Dichtflächen 44, 48 aber unabhängig von der form einen konstanten Abstand auf, verlaufen also in im Wesentlichen parallelen EbenenFor example, it is also conceivable that the sealing surfaces 44, 48 are conical and the seal 52 is also conical. Preferably, however, the sealing surfaces 44, 48 are independent Depending on the shape, they have a constant distance, i.e. they run in essentially parallel planes

In der hier gezeigten Ausführungsform ist die Dichtung 52 wellenförmig ausgebildet. Unabhängig davon sind aber auch andere Ausführungsformen möglich, wobei an zumindest einer Dichtfläche 44, 48 zwei voneinander beabstandete Kontaktabschnitte 54, 56, 58, 60 vorhanden sind.In the embodiment shown here, the seal 52 is wave-shaped. Independently of this, other embodiments are also possible, with two contact sections 54, 56, 58, 60 spaced apart from one another being present on at least one sealing surface 44, 48.

Insbesondere können die Kontaktabschnitte 54, 56, 58, 60 im Querschnitt statt der hier gezeigten Wellenform eine andere geeignete Querschnittsform aufweisen, beispielsweise sägezahnförmig oder trapezförmig sein. Insbesondere können die Kontaktabschnitte 54, 56, 58, 60 voneinander abweichende Querschnittsformen aufweisen. Es ist lediglich sicherzustellen, dass an zumindest einer Dichtfläche zwei voneinander beabstandete Kontaktabschnitte 54, 56, 58, 60 umlaufend anliegen.In particular, the contact sections 54, 56, 58, 60 can have another suitable cross-sectional shape in cross section instead of the wave shape shown here, for example sawtooth-shaped or trapezoidal. In particular, the contact sections 54, 56, 58, 60 can have cross-sectional shapes that differ from one another. It is only necessary to ensure that two contact sections 54, 56, 58, 60 that are spaced apart from one another rest circumferentially on at least one sealing surface.

Die Dichtung 52 kann aus einem hochtemperaturbeständigen Material, insbesondere aus einer Metalllegierung, beispielsweise aus einem Nickel-Edelstahl, gefertigt sein, die eine hohe Temperaturbeständigkeit aufweist.The seal 52 can be made of a high-temperature-resistant material, in particular of a metal alloy, for example a nickel-stainless steel, which has high temperature resistance.

Vorzugsweise ist die Dichtung 52 aber aus einem Kunststoff gefertigt. Dieser wird nach der Funktionsprüfung durch die im regulären Betrieb auftretenden hohen Abgastemperaturen verbrannt, so dass eine Demontage nach der Funktionsprüfung nicht erforderlich ist.However, the seal 52 is preferably made of a plastic. After the functional test, this is burned by the high exhaust gas temperatures that occur during regular operation, so that dismantling after the functional test is not necessary.

Claims (4)

Abgasturbolader (10) mit einem Wastegate-Ventil (20), mit einem Ventilelement (22), das in einem Gehäuse (24) angeordnet ist, einer Ventilwelle (36), die im Gehäuse (24) gelagert ist, und einer Dichtung (52), die elastisch vorgespannt zwischen einer Ventilwellen-Dichtfläche (48) und einer Gehäuse-Dichtfläche (44) angeordnet ist, wobei die Dichtung (52) an zumindest einer der beiden Dichtflächen (44, 48) in zumindest zwei voneinander beabstandeten Kontaktabschnitten (54, 56, 58, 60) anliegt, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (52) an jeder Dichtfläche (44, 48) mit zumindest zwei voneinander beabstandeten Kontaktabschnitten (54, 56, 58, 60) anliegt.Exhaust gas turbocharger (10) with a wastegate valve (20), with a valve element (22) which is arranged in a housing (24), a valve shaft (36) which is mounted in the housing (24), and a seal (52 ), which is arranged elastically prestressed between a valve shaft sealing surface (48) and a housing sealing surface (44), the seal (52) on at least one of the two sealing surfaces (44, 48) in at least two spaced-apart contact sections (54, 56, 58, 60), characterized in that the seal (52) rests on each sealing surface (44, 48) with at least two spaced-apart contact sections (54, 56, 58, 60). Abgasturbolader (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtfläche (44, 48) sich in einer Ebene erstreckt, die senkrecht zur Rotationsachse (37) der Ventilwelle (36) angeordnet ist.Exhaust gas turbocharger (10). Claim 1 , characterized in that the sealing surface (44, 48) extends in a plane which is arranged perpendicular to the axis of rotation (37) of the valve shaft (36). Abgasturbolader (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (52) in einem Querschnitt eine Wellenform aufweist.Exhaust gas turbocharger (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the seal (52) has a wave shape in a cross section. Abgasturbolader (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Führungshülse (38) vorgesehen ist, in der die Ventilwelle (36) gelagert ist, wobei die Führungshülse (38) vorzugsweise in das Gehäuse (24) eingepresst ist.Exhaust gas turbocharger (10) according to one of the preceding claims, characterized in that a guide sleeve (38) is provided in which the valve shaft (36) is mounted, the guide sleeve (38) preferably being pressed into the housing (24).
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