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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft ein Waste-Gate-Ventil für einen Turbolader.
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2. Beschreibung des Standes der Technik
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Die Druckschrift
WO 2010/135104 A2 offenbart einen Turbolader, welcher mit einem Waste-Gate-Ventil ausgestattet ist, welches eine in einem Turbinengehäuse vorgesehene Waste-Gate-Öffnung öffnet und schließt, wenn sich ein einen Ventilkörper tragender Hebel mit der Drehung eines das Turbinengehäuse durchdringenden Schafts dreht. Weiterer Stand der Technik ist aus den Druckschriften
DE 11 2013 002 329 T5 ,
DE 10 2016 002 269 A1 und
DE 10 2011 075 201 A1 bekannt.
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Das Waste-Gate-Ventil für den Turbolader ist mit einem Ventilkörper ausgestattet, welcher einen Ventilteller, welcher an dem Turbinengehäuse anliegt und die Waste-Gate-Öffnung schließt, und einen Ventilschaft aufweist, welcher an einer hinteren Oberfläche des Ventilteller, welche einer die Waste-Gate-Öffnung schließenden Anlageoberfläche entgegengesetzt ist, vorgesehen ist. Der Ventilkörper ist an einem Hebel angebracht, welcher durch das Turbinengehäuse über den Schaft derart gelagert ist, dass sich der Hebel dreht. Der Ventilkörper ist an dem Hebel in einem Zustand angebracht, in welchem der Ventilschaft in ein in dem Hebel vorgesehenes Einführungsloch eingeführt ist. Eine Lagerplatte ist an einem Abschnitt des Ventilschafts angebracht, welcher von dem Einführungsloch hervorsteht, und der Hebel ist zwischen der Lagerplatte und dem Ventilteller zwischengelagert. Daher ist der Ventilkörper an dem Hebel derart angebracht, dass sich der Ventilkörper mit Bezug auf den Hebel neigt.
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Bei dem Waste-Gate-Ventil, bei welchem der Hebel zwischen der Lagerplatte und dem Ventilteller zwischengelagert ist, und sich der Ventilkörper mit Bezug auf den Hebel, wie vorstehend beschrieben neigt, wackelt und vibriert der Ventilkörper, wenn eine Lücke zwischen der Lagerplatte und dem Hebel oder zwischen dem Ventilteller und dem Hebel besteht. Wenn, wie bei dem in der
WO 2010/135104 A2 offenbarten Waste-Gate-Ventil, ein elastisches Bauteil zwischen den Ventilteller und den Hebel oder zwischen den Hebel und die Lagerplatte zwischengelagert wird, wird die Lücke durch das Vorspannen des Hebels gefüllt, weswegen das Wackeln unterdrückt werden kann.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Sogar wenn das elastische Bauteil zwischengelagert wird, um das Wackeln zu unterdrücken, geht jedoch, da eine Lücke zwischen dem Ventilteller und dem Hebel oder eine Lücke zwischen dem Hebel und der Lagerplatte relativ klein ist, die Umsetzung eines elastischen Bauteils, welches eine angemessene Vorspannkraft erzeugen kann, indem es in die Lücke von relativ kleiner Größe eingeführt wird, mit einer großen Beschränkung bei der Materialwahl des elastischen Bauteils einher.
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Wenn eine Lücke, welche zwischen dem Ventilteller und dem Hebel ausgeformt ist, oder eine Lücke, welche zwischen dem Hebel und der Lagerplatte ausgeformt ist, bewusst vergrößert wird, um die vorstehende Beschränkung zu verringern, und ein großes elastisches Bauteil dazu vorgesehen ist, das Wackeln zu unterdrücken, wird das Wackeln des Ventilkörpers verstärkt, anstatt unterdrückt zu werden, wenn das elastische Bauteil geschwächt wird, und eine angemessene Vorspannkraft nicht mehr erreicht werden kann.
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Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Waste-Gate-Ventil für einen Turbolader, wobei der Turbolader ein Turbinengehäuse mit einer Waste-Gate-Öffnung aufweist. Das Waste-Gate-Ventil weist ein Ventilkörper, einen Schwenkarm, einen Lagersockel und ein elastisches Bauteil auf. Der Ventilkörper weist einen Ventilteller und einen Ventilschaft auf, wobei der Ventilteller dazu ausgelegt ist, an dem Turbinengehäuse anzuliegen und die Waste-Gate-Öffnung zu schließen, und der Ventilschaft an einer hinteren Oberfläche des Ventiltellers angeordnet ist, welche zu einer die Waste-Gate-Öffnung schließenden Anlageoberfläche des Ventiltellers entgegengesetzt ist. Der Schwenkarm weist einen Schaft und einen Hebel auf, wobei der Schaft derart gelagert ist, dass er sich bezogen auf das Turbinengehäuse dreht, und der Hebel mit einem Einführungsloch ausgestattet ist, in welches der Ventilschaft eingeführt ist. Die Lagerplatte ist an einem Abschnitt des Ventilschafts angebracht, welcher von dem Einführungsloch hervorsteht, wobei die Lagerplatte an dem Ventilschaft derart angebracht ist, dass der Hebel zwischen der Lagerplatte und dem Ventilteller gelagert ist. Das elastische Bauteil ist zwischen der Lagerpatte und dem Hebel oder zwischen dem Hebel und dem Ventilteller eingeklemmt, wobei das elastische Bauteil dazu ausgelegt ist, den Hebel in eine Richtung vorzuspannen, in welcher sich der Ventilschaft erstreckt. Bei dem Waste-Gate-Ventil ist der Ventilkörper derart angebracht, dass sich der Ventilkörper mit Bezug auf den Hebel neigt. Weiterhin weist bei dem Waste-Gaste-Ventil eines von der Lagerplatte und dem Hebel, welche das elastische Bauteil einklemmen, oder eines von dem Hebel und dem Ventilteller, welche das elastische Bauteil einklemmen, einen Vorsprungsabschnitt auf, welcher näher bei dem Ventilschaft als das elastische Bauteil angeordnet ist, und zu dem anderen von der Lagerplatte und dem Hebel oder zu dem anderen von dem Hebel und dem Ventilteller hin vorspringt.
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Gemäß diesem Aspekt der Erfindung wird eine Lücke zwischen einem Paar von Bauteilen, zwischen denen das elastische Bauteil zwischengelagert ist, durch den Vorsprungsabschnitt verengt. Sogar, wenn eine Lücke zwischen den Bauteilen in einem Bereich, in welchem das elastische Bauteil montiert ist, derart geweitet ist, das der Freiheitsgrad bei der Ausgestaltung des elastischen Bauteils für das Erreichen einer angemessenen Vorspannkraft mit hoher Wahrscheinlichkeit sichergestellt wird, können die relativen Bewegungsbereiche der Bauteile in einer Richtung, in welcher sich der Ventilschaft erstreckt, durch den Vorsprungsabschnitt eingeschränkt werden. Daher wird, sogar wenn das elastische Bauteil geschwächt wird, das Wackeln durch den Vorsprungsabschnitt verringert.
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Bei dem Waste-Gate-Ventil gemäß diesem Aspekt der Erfindung kann der Vorsprungsabschnitt mit einem beliebigen von der Lagerplatte, dem Hebel und der Ventilteller als ein Abschnitt von einem der Lagerplatte, dem Hebel und dem Ventilteller integriert sein.
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Gemäß diesem Aspekt der Erfindung muss keine neue Komponente, welche den Vorsprungsabschnitt bildet, bereitgestellt werden. Daher kann eine Zunahme der Komponenten unterdrückt werden. Beispiele eines Verfahrens zum Integrieren des Vorsprungsabschnitts mit dem Bauteil umfassen das Verfahren des Ausbildens Vorsprungsabschnitts auf einer Oberfläche des Bauteils durch Gießen und ein Verfahren des Ausformens des Vorsprungsabschnitts auf einer Oberfläche des Bauteils durch Schneiden und Nachbearbeiten.
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Bei dem Waste-Gate-Ventil gemäß diesem Aspekt der Erfindung kann die gesamte Lagerplattenseitenoberfläche des elastischen Bauteils mit einem Bauteil von der Lagerplatte und dem Hebel bedeckt sein, welches dem elastischen Bauteil zugewandt ist, und die gesamte Ventiltellerseitenoberfläche des elastischen Bauteils kann mit einem Bauteil von dem Hebel und dem Ventilteller bedeckt sein, welches dem elastischen Bauteil zugewandt ist.
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Gemäß diesem Aspekt der Erfindung wird das elastische Bauteil durch Bauteile bedeckt, wobei das elastische Bauteil zwischen diesen angeordnet ist, und daher kann eine Kollision zwischen dem elastischen Bauteil und Abgas verhindert werden. Daher kann das Fortschreiten der Kriechverformung des elastischen Bauteils unterdrückt werden, welche aufgrund der Kollision mit Abgas von extremer hoher Temperatur auftritt.
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Bei dem Waste-Gate-Ventil gemäß diesem Aspekt der Erfindung kann das elastische Bauteil eine ringförmige Tellerfeder sein, in welche der Ventilschaft eingeführt ist und welche zwischen der Lagerplatte und dem Ventilteller zusammen mit dem Hebel zwischengelagert ist.
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Gemäß diesem Aspekt der Erfindung kann das Wackeln über den gesamten Umfang des Ventilschafts unter Verwendung der Tellerfeder unterdrückt werden. Bei dem Waste-Gate-Ventil gemäß dem Aspekt der Erfindung kann der Vorsprungsabschnitt in einer derartigen Position angeordnet sein, dass die Tellerfeder auf dem Vorsprungsabschitt anliegt, bevor der Vorsprungsabschnitt an einem Bauteil von der Lagerplatte, dem Hebel und dem Ventilteller, welches dem Vorsprungsabschnitt zugewandt ist, anliegt.
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Der Durchmesser der Tellerfeder verändert sich, wenn die Tellerfeder komprimiert und gestaucht bzw. gequetscht wird. Wenn die Tellerfeder an den innerhalb angeordneten Vorsprungsabschnitt anstößt, während die Tellerfeder gestaucht wird, ist es unwahrscheinlich, dass die Tellerfeder verformt wird. Gemäß diesem Aspekt der Erfindung ist es, da die Tellerfeder auf dem Vorsprungsabschnitt anliegt, bevor der Vorsprungsabschnitt an einem dem Vorsprungsabschnitt zugewandten Bauteil anliegt, unwahrscheinlich, dass die Tellerfeder verformt wird, bevor das dem Vorsprungsabschnitt zugewandte Bauteil und der Vorsprungsabschnitt miteinander kollidieren, und daher wird die Bewegung des Ventilkörpers in einer Richtung beschränkt, in welcher die Kollision des Vorsprungsabschnitts bei einer weiter verformten Tellerfeder auftritt. Demgemäß kann ein Aufprall bzw. Schock oder Lärm, welcher aufgrund der Kollision zwischen dem Vorsprungsabschnitt zugewandten Bauteil und dem Vorsprungsabschnitt auftritt, unterdrückt werden. Bei dem Waste-Gate-Ventil gemäß diesem Aspekt der Erfindung kann der Vorsprungsabschnitt eine Ringform haben, welche auf dem Ventilschaft zentriert ist. Gemäß diesem Aspekt der Erfindung kann das Wackeln über den gesamten Umfangsbereich in der Nähe des Ventilschafts durch den Vorsprungsabschnitt eingeschränkt werden. Wenn der Vorsprungsabschnitt weiter von dem Ventilschaft entfernt als das elastische Bauteil vorgesehen ist, und, wenn der Vorsprungsabschnitt eine wie vorstehend beschriebene Ringform hat, kann von der Außenseite des Waste-Gate-Ventils zu dem zwischen der Lageroberfläche und dem Ventilteller eingeklemmten elastischen Bauteil strömendes Gas über den gesamten Umfang ferngehalten bzw. eingeschränkt werden.
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Bei dem Waste-Gate-Ventil gemäß diesem Aspekt der Erfindung kann das elastische Bauteil in einem jeden aus einem Raum zwischen dem Hebel und der Lagerplatte und einem Raum zwischen dem Hebel und dem Ventilteller eingeklemmt sein, und eines von der Lagerplatte und dem Hebel, welche das elastische Bauteil einklemmen, oder eines von dem Hebel und dem Ventilteller, welche das elastische Bauteil einklemmen, kann einen Vorsprungsabschnitt aufweisen, welcher näher bei dem Ventilschaft als das elastische Bauteil angeordnet ist, und zu dem anderen von der Lagerplatte und dem Hebel oder zu dem anderen von dem Hebel und dem Ventilteller vorspringt.
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Gemäß diesem Aspekt der Erfindung kann, sogar wenn das elastische Bauteil zwischen dem Hebel und der Lagerplatte oder zwischen dem Hebel und dem Ventilteller geschwächt ist, das Wackeln durch den Vorsprungsabschnitt unterdrückt werden.
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Figurenliste
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Merkmale, Vorteile und die technische und industrielle Bedeutung der vorliegenden Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgenden mit Bezugnahme auf die zugehörigen Figuren beschrieben, in welchen ähnliche Bezugszeichen ähnliche Elemente bezeichnen, und wobei:
- 1 eine perspektivische Ansicht eines Turboladers ist;
- 2 eine teilweise Schnittansicht eines Turbinengehäuses ist;
- 3 eine Draufsicht eines Waste-Gate-Ventils ist;
- 4 eine Schnittansicht entlang der Linie IV-IV in 3 eines Waste-Gate-Ventils gemäß dem Hintergrund der Erfindung ist;
- 5 eine Schnittansicht entlang der Linie V-V in 3 eines Waste-Gate-Ventils gemäß dem Hintergrund der Erfindung ist;
- 6 eine Draufsicht eines Schwenkarms ist, in den ein Ventilschaft eingeführt ist;
- 7 eine Schnittansicht entlang der Linie VII-VII in 6 eines Waste-Gate-Ventils gemäß dem Hintergrund der Erfindung ist;
- 8 eine Schnittansicht eines Waste-Gate-Ventils gemäß dem Hintergrund der Erfindung ist;
- 9 eine Schnittansicht eines Waste-Gate-Ventils gemäß eines anderen Abwandlungsbeispiels ist;
- 10 eine Schnittansicht eines Waste-Gate-Ventils gemäß dem Hintergrund der Erfindung ist;
- 11 eine Schnittansicht eines Waste-Gate-Ventils gemäß dem Hintergrund der Erfindung ist; und
- 12 eine Schnittansicht eines Waste-Gate-Ventils gemäß eines weiteren anderen Abwandlungsbeispiels ist.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Im Folgenden wird eine Ausführungsform eines Waste-Gate-Ventils mit Bezugnahme auf die 1 bis 7 beschrieben, wobei die 4,5 und 7 zum Hintergrund der Erfindung zählen. Wie in 1 gezeigt, weist ein Turbolader 100 ein Kompressorgehäuse 110, ein Lagergehäuse 120 und ein Turbinengehäuse 130 auf. Das Kompressorgehäuse 110 ist ein Gehäuse, in welchem ein Kompressorrad untergebracht ist, und das Turbinengehäuse 130 ist ein Gehäuse, in welchem ein Turbinenrad untergebracht ist. Zusätzlich ist das Lagergehäuse 120 ein Gehäuse, welches eine Verbindungswelle lagert, welche das Kompressorrad und das Turbinenrad verbindet.
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Das Lagergehäuse 120 ist an dem Kompressorgehäuse 110 mit Bolzen angebracht. Zusätzlich ist das Turbinengehäuse 130 mit dem Lagergehäuse 120 über einen Bügel 140 zusammengebaut.
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Wie in 2 gezeigt, ist ein Turbinenrad 135 in dem Turbinengehäuse 130 unterbracht, und eine Schnecken- / Scroll-Passage bzw. ein Scroll-Pfad 131, welcher sich derart erstreckt, dass er das Turbinenrad 135 umläuft, ist in dem Turbinengehäuse 130 ausgeformt. Durch den Scroll-Pfad 131 zu dem Turbinenrad 135 geblasenes Abgas wird von dem Turbinengehäuse 130 durch einen Auslasspfad 132 an einen Abgaspfad angegeben.
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Im Turbolader 100 dreht sich das Turbinenrad 135, wenn das den Scroll-Pfad 131 passierende Abgas zu dem Turbinenrad 135 geblasen wird. Wenn sich das Turbinenrad 135 dreht, dreht sich auch das mit dem Turbinenrad 135 über die Verbindungswelle verbundene Kompressorrad und daher wird ein Druckaufladen von Ansaugluft durchgeführt.
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Wie in 2 gezeigt, ist das Turbinengehäuse 130 mit einer Waste-Gate-Öffnung 133 ausgestattet. Die Waste-Gate-Öffnung 133 ist ein Pfad, welcher den Scroll-Pfad 131 und den Auslasspfad 132 miteinander verbindet und dabei das Turbinenrad 135 umgeht.
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Der Turbolader 100 ist mit einem Waste-Gate-Ventil 10 ausgestattet. Das Waste-Gate-Ventil 10 weist einen scheibenförmigen Ventilteller 12 auf, welcher die Waste-Gate-Öffnung 133 verschließt, und das Waste-Gate-Ventil 10 öffnet und schließt die Waste-Gate-Öffnung 133 durch eine Rotation um den Schaft 15, welcher durch das Turbinengehäuse 30 derart gelagert ist, dass sich der Schaft 15 dreht.
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Wie in 2 gezeigt, wird, wenn der Ventilteller 12 an dem Turbinengehäuse 130 anliegt, die Waste-Gate-Öffnung 133 durch eine Anlageoberfläche 12a geschlossen. Wenn die Waste-Gate-Öffnung 133 geöffnet wird, indem die Anlageoberfläche 12a des Ventiltellers 12 von der Waste-Gate-Öffnung 133 getrennt wird, strömt den Scroll-Pfad 131 passierendes Abgas durch die Waste-Gate-Öffnung 133 in den Auslasspfad 132. Wenn den Scroll-Pfad 131 passierendes Abgas durch die Waste-Gate-Öffnung 133, wie vorstehend beschrieben, in den Auslasspfad 132 strömt, wird die Menge des Abgases, welches zu dem Turbinenrad 135 geblasen wird, klein. Daher wird, wenn das Waste-Gate-Ventil 10 geöffnet ist, die Rotation des Turbinenrads 135 und des Kompressorrads unterdrückt, und somit auch die Druckaufladung unterdrückt.
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Die Konfiguration des Waste-Gate-Ventils 10 wird ausführlich mit Bezug auf die 3 bis 7 beschrieben, wobei die 4, 5 und 7 zum Hintergrund der Erfindung zählen. Wie in 3 gezeigt, wird das Waste-Gate-Ventil durch ein Zusammenbauen eines mit dem Schaft 15 ausgestatteten Schwenkarms 14 und eines Ventilkörpers 11 ausgeführt. Der Ventilkörper 11 wird mit einem Hebel 16 des Schwenkarms 14 zusammengebaut.
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Der mit dem Schaft 15 verbundene Hebel 16 ist gekrümmt, und ein Abschnitt des Hebels 16 hat eine Plattenform. Der plattenförmige Abschnitt ist einem Abschnitt des Hebels entgegengesetzt, welcher mit dem Schaft 15 verbunden ist. Der Ventilkörper 11 wird durch den plattenförmigen Abschnitt gelagert und der den Ventilkörper 1 lagernde Abschnitt ist derart positioniert, dass er von einer Mittelachse des Schafts 15 in einer Richtung rechtwinklig zu der Mittelachse verschoben ist.
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Der Schaft 15 weist einen Abschnitt 15a von großem Durchmesser, welcher mit dem Hebel 16 verbunden ist, und einen Abschnitt 15b von kleinem Durchmesser auf, dessen Durchmesser kleiner als der des Abschnitts 15a von großem Durchmesser ist. Der Abschnitt 15a von großem Durchmesser und der Abschnitt 15b von kleinem Durchmesser sind miteinander koaxial verbunden.
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Wie in den 4 und 5 gezeigt, ist der Ventilkörper 11 an dem Hebel 16 in einem Zustand angebracht, in welchem der Ventilschaft 13 in ein in dem Hebel 16 vorgesehenes Einführungsloch 16a eingeführt ist. Der Ventilschaft 13 erstreckt sich von einer hinteren Oberfläche 12b des Ventiltellers 12, welche der Anlageoberfläche 12a entgegengesetzt ist, derart, dass der Ventilschaft 13 rechtwinklig zu dem Ventilteller 12 verläuft. Der Ventilschaft 13 ist im Zentrum des Ventiltellers 12 vorgesehen.
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Wie in den 3 bis 5 gezeigt, ist eine plattenförmige Lagerplatte 17 an einem Abschnitt des Ventilschafts 13 angebracht, welcher von dem Einführungsloch 16a des Hebels 16 vorspringt. Die Lagerplatte 17 hat eine Scheibenform und der Durchmesser der Lagerplatte 17 ist größer als der Durchmesser des Einführungsloches 16a. Da die Lagerplatte 17 wie vorstehend beschrieben angebracht ist, wird der Ventilkörper 11 derart zurückgehalten, dass der Ventilschaft 13 nicht aus dem Einführungsloch 16a bewegt wird.
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Wie in den 4 und 5 gezeigt, ist eine ringförmige Tellerfeder 18, welche an ihrem Zentralabschnitt mit einem Einführungsloch ausgestattet ist und in einer Umfangsrichtung ohne einen unterbrochenen Abschnitt durchgehend ist, zwischen dem Hebel 16 und der Lagerplatte 17 eingeklemmt. Der Ventilschaft 13 ist in das Einführungsloch der Tellerfeder eingeführt und die Tellerfeder 18 ist zwischen der Lagerplatte 17 und dem Ventilteller 12 in einem Zustand eingeklemmt, in welchem sie zusammen mit dem Hebel 16 komprimiert wird. Daher wird der Hebel 16 aufgrund einer Rückstellkraft der Tellerfeder 18 gegen die hintere Oberfläche 12b des Ventiltellers 12 gepresst.
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Wie in den 4 und 5 gezeigt, ist eine äußere Kante der Lagerplatte 17 mit einem Vorsprungsabschnitt 61 ausgestattet, welcher zu der Seite des Hebels 16 vorspringt. Der Vorsprungsabschnitt 61 ist mit der Lagerplatte 17 integriert und hat eine Ringform, welche sich durchgehend entlang der Außenkante der Lagerplatte 17 erstreckt. Das heißt, der Vorsprungsabschnitt 61 hat eine Ringform, welche auf dem Ventilschaft 13 zentriert ist. Da der Durchmesser der Lagerplatte 17 größer als der Durchmesser der Tellerfeder 18 ist, ist der Vorsprungsabschnitt 61 weiter entfernt von dem Ventilschaft 13 vorgesehen als die Tellerfeder 18. Daher wird ein äußerer Kantenabschnitt der Tellerfeder 18 von der Außenwelt durch den Vorsprungsabschnitt 61 über den gesamten Umfang abgeschirmt.
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Wie vorstehend beschrieben, ist bei dem Waste-Gate-Ventil 10 der Vorsprungsabschnitt 61, welcher zu der Seite des Hebels 16 vorspringt, in einer Position auf der Lagerplatte 17 vorgesehen, welche weiter von dem Ventilschaft 13 als die Tellerfeder 18 entfernt ist. Da der Vorsprungsabschnitt 61 vorgesehen ist, ist eine Lücke zwischen der Lagerplatte 17 und dem Hebel 16 in einem Bereich am schmälsten bzw. engsten, in welchem der Vorsprungsabschnitt 61 vorgesehen ist. Insbesondere ist eine Lücke D1 zwischen dem Vorsprungsabschnitt 61 der Lagerplatte 17 und dem Hebel 16 kleiner als eine Lücke D9 zwischen der Lagerplatte 17 und dem Hebel 16 in einem Bereich, welcher ein anderer Bereich als der Bereich ist, in welchem der Vorsprungsabschnitt 61 vorgesehen ist (beispielsweise ein Bereich, in welchem die Tellerfeder 18 vorgesehen ist).
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Wie in 6 gezeigt, wird eine innere Umfangsoberfläche des Einführungslochs 16a durch zwei gekrümmte Oberflächenabschnitte 16c und zwei parallele ebene bzw. gerade Flächenabschnitte 16b ausgebildet, welche die beiden gekrümmten Oberflächenabschnitte 16c miteinander verbinden und sich in der Richtung erstrecken, welche orthogonal zu der Mittelachse des Schafts 15 verläuft. Ein jeder der gekrümmten Oberflächenabschnitte 16c bildet eine halbkreisförmige gekrümmte Oberfläche des Einführungslochs 16a, welche radial nach außen gekrümmt ist. Die 6 und 7 zeigen den Ventilkörper 11 und den Schwenkarm 14 vor dem Anbringen der Tellerfeder 18 und der Lagerplatte 17.
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Da sich die ebenen Abschnitte 16b, wie vorstehend beschrieben, zwischen den zwei halbkreisförmig gekrümmten Oberflächenabschnitten 16c befinden, ist das Einführungsloch 16a des Hebels 16 als Langloch ausgestaltet, dessen eine Längsrichtung eine Richtung ist, welche sich parallel zu der Anlageoberfläche 12a des Ventiltellers 12 erstreckt, und welches orthogonal zu der Mittelachse es Schaft 15 verläuft. Wie in 7 gezeigt, ist ein Abschnitt des Einführungslochs 16a, welcher auf der Seite des Ventiltellers 12 angeordnet ist, als eine abgeschrägte Oberfläche 16d ausgeformt, welche derart geneigt ist, dass der innere Durchmesser des Einführungslochs 16a zu der Seite des Ventiltellers 12 hin zunimmt.
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Wie in den 6 und 7 gezeigt, hat er Ventilschaft 13 eine Form, bei welcher ein Abschnitt 13a von großem Durchmesser, welcher sich von der hinteren Oberfläche 12b des Ventiltellers 12 erstreckt, und ein Abschnitt 13b von kleinem Durchmesser, dessen Durchmesser kleiner als der Durchmesser des Abschnitts 13a von großem Durchmesser ist, koaxial miteinander verbunden sind. Daher befindet sich, wie in 7 gezeigt, eine Stufenoberfläche 13c an einem Abschnitt des Ventilschafts 13, bei welchem der Abschnitt 13a von großem Durchmesser und der Abschnitt 13b von kleinem Durchmesser miteinander verbunden sind.
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Wie in 6 gezeigt, ist der Durchmesser des Abschnitts 13a von großem Durchmesser im Wesentlichen derselbe wie eine Lücke zwischen den zwei ebenen Oberflächenabschnitten 16b des Einführungslochs 16a. Zusätzlich hat der Abschnitt 13a von großem Durchmesser eine im Wesentlichen säulenförmige Form, wohingegen die Abschnitte des Abschnitts 13a von großem Durchmesser, welche den ebenen Oberflächenabschnitten 16b des Einführungsloches 16a zugewandt sind, flach sind. Daher ist, wie in 7 gezeigt, eine Lücke zwischen dem ebenen Oberflächenabschnitt 16b des Einführungsloches 16a und dem Abschnitt 13a von großem Durchmesser extrem klein. Wie in 6 gezeigt, besteht eine Lücke, welche größer als die Lücke zwischen dem ebenen Oberflächenabschnitt 16b des Einführungsloches 16a und dem Abschnitt 13a von großem Durchmesser ist, zwischen dem gekrümmten Oberflächenabschnitt 16c des Einführungsloches 16a und dem Abschnitt 13a von großem Durchmesser.
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Die Lagerplatte 17 ist durch Nieten an dem Ventilschaft 13 angebracht. Das heißt, bei dem Waste-Gate-Ventil 10 ist die Lagerplatte 17 an dem Ventilschaft 13 dadurch angebracht, dass die Lagerplatte 17, welche mit einem Einführungsloch ausgestattet ist, dessen innerer Durchmesser geringfügig größer als der Durchmesser des Abschnitts 13b von großem Durchmesser ist, mit der Ventilschaft 13 in einem in 7 gezeigten Zustand zusammengebaut wird, und ein Spitzenende des Ventilschafts 13 in einem Zustand, in welchem die Lagerplatte 17 auf der Stufenoberfläche 13c anliegt, gequetscht wird. Wenn die Lagerplatte 17 angebracht ist, wird die Tellerfeder 18 auf dem Hebel 16 derart platziert, dass der Ventilschaft in das Einführungsloch der Tellerfeder 16 eingeführt ist, bevor die Lagerplatte mit dem Ventilschaft 13 zusammengebaut wird, und daher wird die Tellerfeder 18 zwischen dem Hebel 16 und der Lagerplatte 17 eingeklemmt.
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An der Spitzenendoberfläche 13d des Ventilschafts 13 ist eine flache Oberfläche ausgeformt und ein Einführungsloch 13e ist in dem Zentrum der Spitzenendoberfläche 13d ausgeformt. Wenn die Lagerplatte 17 angebracht wird, wird das Spitzenende des Ventilschafts 13 hin zu der Seite des Ventiltellers 12 mit einem Stößel in einem Zustand gequetscht, in welchem ein auf dem Spitzenende des Stößels vorgesehener Stift in das Einführungsloch 13e eingeführt ist. Daher wird, wie in den 4 und 5 gezeigt, ein Abschnitt des Abschnitts 13b von kleinem Durchmesser, welcher von der Lagerplatte 17 vorspringt, nach außen gedrückt und die Lagerplatte 17 wird an dem Ventilschaft 13 angebracht.
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Bei dem Waste-Gate-Ventil 10 ist, wie vorstehend beschrieben, das Einführungsloch 16a, welches in dem Hebel 16 vorgesehen ist, ein Langloch und eine Lücke besteht zwischen dem gekrümmten Oberflächenabschnitt 16c des Einführungslochs 16a und dem Ventilschaft 13. Daher kann sich der Ventilkörper 11 des Waste-Gate-Ventils 10 bezogen auf den Hebel 16 des Schwenkarms 14 mit einer Achse, welche parallel zu der Mittelachse des Schafts 15 verläuft, als Drehpunkt neigen bzw. verschwenken. Das heißt, der Ventilköper 11 ist an dem Hebel 16 derart angebracht, dass sich der Ventilkörper 11 neigt bzw. verschwenkt. Wenn das Waste-Gate-Ventil 10 geschlossen ist, neigt sich der Ventilkörper 11 bezogen auf den Hebel 16, und die Anlageoberfläche 12a des Ventiltellers 12 tritt in engen Kontakt mit einem Abschnitt des Turbinengehäuses 130, bei welchem die Waste-Gate-Öffnung 133 geöffnet ist. Daher kann die Waste-Gate-Öffnung 133 verlässlich geschlossen werden.
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Das Material und die Abmessung der Tellerfeder 18 werden derart ausgewählt, dass der Ventilkörper 11 sich neigen kann, wenn das Waste-Gate-Ventil 10 geschlossen ist, und die Vibration des Ventilkörpers 11, welche aufgrund der Kollision zwischen dem Ventilteller 12 und Abgas auftritt, wenn das Waste-Gate-Ventil 10 geöffnet ist, fällt innerhalb eines zulässigen Bereichs.
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Bei dem Turbolader 100 durchdringt der Schaft 15 des Waste-Gate-Ventils 10 das Turbinengehäuse 130 und erstreckt sich aufwärts hin zu einer Position außerhalb des Turbinengehäuses 130. Der Abschnitt 15a von großem Durchmesser des Schafts 15 wird durch das Turbinengehäuse 130 derart gelagert, dass sich der Schaft 15 dreht. Daher dreht sich der Schwenkarm 14 um den Schaft 15 und der Ventilkörper 11 öffnet und schließt sie Waste-Gate-Öffnung 133.
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Wie in den 1 und 2 gezeigt, ist ein plattenförmiger wastegateseitiger Schwenkarm 25 an dem Abschnitt 15b von kleinem Durchmesser des Schafts 15 angebracht, welche aufwärts in eine Position außerhalb des Turbinengehäuses 130 vorspringt. Ein säulenförmiger wastegateseitiger Verbindungsstift 26 ist in einer Position angebracht, welche von einer Position des wastegateseitigen Verbindungsarms 25 beabstandet bzw. getrennt ist, bei welcher der Abschnitt 15b von kleinem Durchmesser des Schafts 15 angebracht ist, sodass die Mittelachse des wastegateseitigen Verbindungsstifts 26 parallel zu der Mittelachse des Schafts 15 verläuft.
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Wie in der 1 gezeigt, ist ein Aktuator 20 für das Antreiben des Waste-Gate-Ventils 10 an dem Kompressorgehäuse 111 angebracht. Ein Motor ist in dem Aktuator 20 eingebaut und der Aktuator 20 treibt die Rotationswelle 20 über den Motor an. Ein plattenförmiger aktuatorseitiger Verbindungsarm 23 ist an der Rotationswelle 22 angebracht. Ein säulenförmiger aktuatorseitiger Verbindungsstift 24 ist an einer Position angebracht, welche von einem Abschnitt des aktuatorseitigen Verbindungsarms 23 beanstandet bzw. getrennt ist, bei welchem die Rotationswelle 22 angebracht ist, sodass die Mittelachse des aktuatorseitigen Verbindungstiftes 24 parallel zu der Mittelachse der Rotationswelle 22 verläuft.
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Bei dem Turbolader 100 sind der aktuatorseitige Verbindungsarm 23 und der wastegateseitige Verbindungsarm 25 miteinander über eine Treibstange 30 verbunden. Ein jeder der einander entgegengesetzten Endabschnitte der Treibstage 30 ist mit einem Einführungsloch 32 ausgestattet. Bei der Treibstange 30 ist eine zylindrische Hülse bei einem jeden der entgegengesetzten Endabschnitte eines stangenförmigen Stangenhauptkörpers 33 angebracht, wobei ein jeder der einander entgegengesetzten Endabschnitte die Form einer aufgeweiteten Scheibe hat. Daher bildet bei der Treibstange 30 eine innere Umfangsoberfläche der Hülse 31 das Einführungsloch 32.
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Der aktuatorseitige Verbindungsstift 24 und der wastegateseitige Verbindungsstift 26 haben die gleichen Abmessungen und der Durchmesser Einführungslochs 32 ist ein wenig größer als die Durchmesser der Verbindungsstifte 24, 26.
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Ein erstes Ende der Treibstange 30 ist mit dem wastegateseitigen Verbindungsstift 25 derart zusammengebaut, dass der wastegateseitige Verbindungsstift 26 in das Einführungsloch 32 eingeführt ist, und das erste Ende durch einen E-Ring 50 zurückgehalten wird, welcher in eine Nut 26a gepasst ist, welche auf einem Spitzenendabschnitt des wastegateseitigen Verbindungsstiftes 26 vorgesehen ist.
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Ein zweites Ende der Treibstange 30 ist mit dem aktuatorseitigen Verbindungsarm 23 derart zusammengebaut, dass der aktuatorseitige Verbindungsstift 24 in das Einführungsloch 32 eingeführt ist, und das zweite Ende durch den E-Ring 50 zurückgehalten wird, welcher in eine Nut 24a gepasst ist, welche auf einem Spitzenendabschnitt des aktuatorseitigen Verbindungsstifts 24 vorgesehen ist.
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Tellerfedern 40, welche die Treibstange 30 in eine Richtung vorspannen, in welcher sich die Mittelachsen der Verbindungsstifte 24, 26 erstrecken, sind jeweils zwischen dem ersten Ende der Treibstange 30 und dem wastegateseitigen Verbindungsarm 25 und zwischen dem zweiten Ende der Treibstange 30 und dem aktuatorseitigen Verbindungsarm 23 vorgesehen. Eine jede Tellerfeder 40 ist eine Tellerfeder mit äußeren Zähnen, welche mit einem Einführungsloch 41 an ihrem Zentralabschnitt ausgestattet ist. Die Tellerfedern 40 sind jeweils mit den Verbindungsstiften 24, 26 zusammen mit der Treibstange 30 derart verbunden, dass die Verbindungsstifte 24, 26 jeweils in die Einführungslöcher 41 eingeführt sind.
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Wenn der Aktuator 20 die Rotationswelle 22 antreibt, und sich der aktuatorseitige Verbindungsarm 23 um die Rotationswelle 22 dreht, wird Antriebskraft von dem Aktuator 20 über die Treibstange auf den wastegateseitigen Verbindungsarm 25 übertragen. Dann dreht sich der wastegateseitige Verbindungsarm 25 um den Schaft 15 und der an dem Schwenkarm 14 angebrachte Ventilkörper 11 wird derart angetrieben, dass sich der Ventilkörper 11 der Waste-Gate-Öffnung 133 annähert oder dass der Ventilköper 11 von der Wate-Gate-Öffnung 133 getrennt wird. Es ist möglich, die Waste-Gate-Öffnung 133 durch ein Antreiben des Aktuators 20, wie vorstehend beschrieben, zu öffnen und zu schließen.
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Der Betrieb und die Wirkweise des Waste-Gate-Ventils 10 werden im Folgenden beschrieben.
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(1) Da eine Lücke zwischen einem Ventilteller und einem Hebel oder eine Lücke zwischen dem Hebel und der Lagerplatte klein ist, geht das Umsetzen eines elastischen Bauteils, wie beispielsweise einer Tellerfeder, welche eine angemessene Vorspannkraft dadurch erzeugen kann, dass es in die nur kleine Lücke eingeführt wird, mit einer großen Beschränkung bei der Materialauswahl des elastischen Bauteils einher. Wenn die zwischen dem Ventilteller und dem Hebel ausgebildete Lücke oder die zwischen dem Hebel und der Lagerplatte ausgebildete Lücke bewusst vergrößert wird, um die vorstehend beschriebenen Materialbeschränkungen zu verringern, und ein großes elastisches Bauteil vorgesehen wird, um das Wackeln zu unterdrücken, wird das Wackeln des Ventilkörpers verstärkt anstatt unterdrückt, wenn das elastische Bauteil geschwächt wird und die angemessene Vorspannkraft nicht erreicht werden kann.
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Daher wird bei dem Waste-Gate-Ventil 10 eine Lücke zwischen der Lagerplatte 17 und dem Hebel 16 durch den Vorsprungsabschnitt 61 verengt. Sogar, wenn eine Lücke zwischen der Lagerplatte 17 und dem Hebel 16 in einem Bereich, in welchem die Tellerfeder 18 installiert ist, derart verbreitert wird, dass der Freiheitsgrad bei der Ausgestaltung der Tellerfeder 18 zum Erhalt einer angemessenen Vorspannkraft mit hoher Wahrscheinlichkeit sichergestellt wird, können die relativen Bewegungsbereiche der Lagerplatte 17 und des Hebels 16 in einer Richtung, in welcher sich der Ventilschaft 13 erstreckt, durch den Vorsprungsabschnitt 61 beschränkt werden. Daher kann, sogar wenn die Tellerfeder 18 geschwächt ist, das Wackeln durch den Vorsprungsabschnitt 61 verringert werden.
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Das heißt, mit dem Waste-Gate-Ventil 10 kann eine Ausgestaltungsbeschränkung der Tellerfeder 18 unterdrückt werden, da die Lücke in dem Bereich, in welchem die Tellerfeder 18 installiert ist, geweitet ist, und eine Zunahme des Wackelns, welche auftritt, wenn die Tellerfeder 18 geschwächt ist, kann unterdrückt werden.
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(2) Da die relativen Bewegungsbereiche der Lagerplatte 17 und des Hebels 18 in der Richtung, in welcher sich der Ventilschaft 13 erstreckt, durch den Vorsprungsabschnitt 61 beschränkt sind, wird die Verformung der Tellerfeder 18 auf einen kleinen Bereich beschränkt, im Vergleich zu einem Fall, in welchem kein Vorsprungsabschnitt 61 vorgesehen ist. Daher wird die Verformung der Tellerfeder 18 verringert, und es ist unwahrscheinlich, dass die Tellerfeder 18 geschwächt wird, im Vergleich zu einem Fall, in welchem kein Vorsprungsabschnitt 61 vorgesehen und daher die Verformung der Tellerfeder 18 nicht beschränkt ist.
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(3) Da der Vorsprungsabschnitt 61 mit der Lagerplatte 17 integriert ist, muss keine neue Komponente bereitgestellt werden, welche den Vorsprungsabschnitt 61 bildet. Daher kann eine Zunahme der Anzahl der Komponenten unterdrückt werden. (4) Da das Waste-Gate-Ventil in dem Turbinengehäuse vorgesehen ist, in welchem Abgas von extremer hoher Temperatur strömt, strömt das Abgas von extrem hoher Temperatur in einen Raum zwischen der Lagerplatte und dem Ventilteller. Daher ist bei dem Waste-Gate-Ventil 10 der Vorsprungsabschnitt 61 weiter von dem Ventilschaft 13 entfernt vorgesehen als die Tellerfeder 18, und die Tellerfeder 18 ist gegen die Außenwelt durch den Vorsprungsabschnitt 61 abgeschirmt. Daher wird in einen Raum zwischen der Lagerplatte 16 und dem Hebel 16 einströmenden Abgas, welches zu der Tellerfeder 18 strömt, durch den Vorsprungsabschnitt 61 blockiert und eine Kollision zwischen der Tellerfeder 18 und dem Abgas kann verhindert bzw. unterdrückt werden. Da der Vorsprungsabschnitt 61 eine durchgehende Ringform hat, kann über den gesamten Umfang verhindert werden, dass das Abgas zu der Tellerfeder 18 strömt. Daher kann das Fortschreiten der Kriechverformung der Tellerfeder 18 unterdrückt werden, welche aufgrund der Kollision mit dem Abgas von extrem hoher Temperatur auftritt.
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(5) Da die ringförmige Tellerfeder 18 als das den Hebel 16 vorspannende elastische Bauteil verwendet wird, und die Tellerfeder 18 in einem Zustand angeordnet ist, in welchem der Ventilschaft 13 in die Tellerfeder 18 eingeführt ist, kann das Wackeln über den gesamten Umfang des Ventilschafts 13 unter Verwendung der Tellerfeder 18 unterdrückt werden.
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(6) Der Vorsprungsabschnitt 61 hat eine ringförmige Form, welche auf dem Ventilschaft 13 zentriert ist. Daher kann das Wackeln durch den Vorsprungsabschnitt 61 über die gesamte Umfangsfläche in der Nähe des Ventilschafts 13 eingeschränkt werden.
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Die Erfindung kann in den folgenden Formen umgesetzt werden, welche durch eine angemessene Abwandlung der offenbarten Ausführungsform erhalten werden. Ein Fall, im welchem eine ringförmige Tellerfeder 18 verwendet wird, wurde als Beispiel angeführt, jedoch kann die Tellerfeder auch eine Tellerfeder mit äußeren Zähnen sein, welche mit einem Einführungsloch an ihrem zentralen Abschnitt ausgestattet ist. Die Tellerfeder kann auch eine Tellerfeder mit inneren Zähnen sein, welche mit einem Einführungsloch an ihrem zentralen Abschnitt ausgestattet ist. Das heißt, ein Abschnitt der Tellerfeder, welcher an der Lagerplatte 17 anliegt, oder ein Abschnitt der Tellerfeder, welcher an dem Hebel 16 anliegt, kann in der Umfangsrichtung nicht durchgehend sein.
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Der Ventilkörper 11 kann auch so ausgestaltet sein, dass er keine Form hat, bei welcher der Ventilteller 12 und der Ventilschaft 13 miteinander integriert sind. Das heißt, der Ventilkörper 11 kann durch ein Ausgestalten bzw. Ausformen des Ventiltellers 12 und es Ventilschafts 13 als getrennte Komponenten und ein darauffolgendes Kombinieren der getrennten Komponenten, um den Ventilteller 12 und den Ventilschaft 13 miteinander zu verbinden, ausgebildet sein.
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Die Tellerfeder kann eine beliebige Konfiguration haben, solange die Tellerfeder mit dem Ventilschaft 13 zusammen mit dem Hebel 16 derart zusammengebaut ist, dass das Wackeln des Ventilkörpers 11 unterdrückt wird. Beispielsweise kann, wie in 8 gezeigt, eine Konfiguration verwendet werden, die zum Hintergrund der Erfindung zählt, bei welcher eine ringförmige Tellerfeder 19 zwischen dem Hebel 16 und der hinteren Oberfläche 12b des Ventiltellers vorgesehen ist. Hierbei ist die Tellerfeder 19 zwischen dem Ventilteller und der Lagerplatte 17 zusammen mit dem Hebel 16 derart eingeklemmt, dass der Ventilschaft 13 in die Tellerfeder 19 eingeführt ist. Auf diese Weise wird die Tellerfeder 19 zwischen dem Hebel 16 und dem Ventilteller 12 in einem Zustand, in welchem sie elastisch verformt ist, eingeklemmt. Demgemäß spannt die Tellerfeder 19 den Hebel 16 mit einer Vorspannkraft bzw. Rückstellkraft der Tellerfeder 19 derart vor, dass der Hebel 16 gegen die Lagerplatte 17 gepresst wird, wodurch das Wackeln des Ventilkörpers unterdrückt wird.
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Bei dem Waste-Gate-Ventil 10 ist die hintere Oberfläche 12b des Ventiltellers 12 mit einem Vorsprungsabschnitt ausgestattet, welche zu der Seite des Hebels 16 vorspringt. Der Vorsprungsabschnitt 63 ist mit dem Ventilkörper 61 integriert und hat eine durchgehende Ringform. Das heißt, der Vorsprungsabschnitt 63 hat eine Ringform, welche auf dem Ventilschaft 13 zentriert ist. Zusätzlich ist der Vorsprungsabschnitt 63 weiter von dem Ventilschaft 13 entfernt als die Tellerfeder 16 angeordnet, sodass eine äußere Seite der Tellerfedern 19 durch den Vorsprungsabschnitt 63 umgeben bzw. umlaufen wird. Daher ist ein äußerer Kantenabschnitt der Tellerfeder 19 von außen durch den Vorsprungsabschnitt 63 über den gesamten Umfang abgeschirmt.
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Wie vorstehend beschrieben, ist bei dem Waste-Gate-Ventil 10 der Vorsprungsabschnitt 63, welcher zu der Seite des Hebels 16 vorspringt, an einer Position des Ventiltellers 12 vorgesehen, welche weiter von dem Ventilschaft 13 entfernt ist als die Tellerfeder 19, und, da der Vorsprungsabschnitt 63 vorgesehen ist, ist eine Lücke zwischen dem Hebel 16 und dem Ventilteller 12 in einem Bereich am schmälsten bzw. engsten, bei welchem der Vorsprungsabschnitt 63 vorgesehen ist. Insbesondere ist eine Lücke D2 zwischen dem Vorsprungsabschnitt 63 des Ventiltellers 12 und dem Hebel 16 kleiner als eine Lücke D8 zwischen dem Hebel 16 und dem Ventilteller 12, in einem Bereich, welcher ein anderer Bereich als der Bereich ist, bei welchem der Vorsprungsabschnitt 63 vorgesehen ist (beispielsweise ein Bereich, bei welchem die Tellerfeder 19 angeordnet ist). Bei der vorstehend beschriebenen Konfiguration, die zum Hintergrund der Erfindung zählt, wird eine Lücke zwischen dem Ventilteller 12 und dem Hebel 16 durch den Vorsprungsabschnitt 63 verengt. Daher können dieselben Effekte (1) bis (6) der Ausführungsform erreicht werden.
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Der Vorsprungsabschnitt kann in einer derartigen Position angeordnet werden, dass die Tellerfeder an den Vorsprungsabschnitt anstößt, bevor der Vorsprungsabschnitt an ein Bauteil von der Lagerplatte 17, dem Hebel 16 und dem Ventilteller 12 anstößt, welches dem Vorsprungsabschnitt zugewandt ist. Beispielsweise kann, wie in 8 gezeigt, der Vorsprungsabschnitt in einer derartigen Position vorgesehen sein, dass der Vorsprungsabschnitt auf der Tellerfeder im Vorhinein anliegt. Der Durchmesser der Tellerfeder verändert sich, wenn die Tellerfeder komprimiert und gestaucht wird. Wenn die Tellerfeder auf dem Vorsprungsabschnitt anliegt, welcher innerhalb oder außerhalb der Tellerfeder angeordnet ist, während die Tellerfeder gestaucht wird, ist es unwahrscheinlich, dass die Tellerfeder verformt wird. Wenn der Vorsprungsabschnitt in einer derartigen Position angeordnet ist, dass die Tellerfeder an dem Vorsprungsabschnitt anliegt, bevor der Vorsprungsabschnitt an dem einen Bauteil von der Lagerplatte 17, dem Hebel 16 und dem Ventilteller 12, welches dem Vorsprungsabschnitt zugewandt sind, anliegt, liegt die Tellerfeder auf dem Vorsprungsabschnitt an, bevor das dem Vorsprungsabschnitt zugewandte Bauteil an dem Vorsprungsabschnitt anliegt. Daher ist es unwahrscheinlich, dass die Tellerfeder verformt wird, bevor das dem Vorsprungsabschnitt zugewandte Bauteil und der Vorsprungsabschnitt miteinander kollidieren, und daher wird eine Bewegung des Ventilkörpers in einer derartigen Richtung beschränkt, in welcher eine Kollision des Vorsprungsabschnittes aufgrund der weiter verformten Tellerfeder auftritt. Demgemäß kann ein Schock oder ein Lärm, welcher aufgrund der Kollision zwischen dem dem Vorsprungsabschnitt zugewandten Bauteil und dem Vorsprungsabschnitt erzeugt wird, unterdrückt werden. Solange die Tellerfeder an dem Vorsprungsabschnitt anliegt, bevor der Vorsprungsabschnitt an dem dem Vorsprungsabschnitt zugewandten Bauteil anliegt, kann der Vorsprungsabschnitt auch in einer anderen Position als der Position angeordnet sein, welche derart ist, dass der Vorsprungsabschnitt auf der Tellerfeder im Vorhinein anliegt, und der Vorsprungsabschnitt kann derart angeordnet sein, dass eine kleine Lücke zwischen dem Vorsprungsabschnitt und der Tellerfeder besteht.
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Es kann auch eine Konfiguration vorgesehen sein, bei welcher der Vorsprungsabschnitt näher bei dem Ventilschaft 13 als die Tellerfeder vorgesehen ist. Beispielsweise kann eine Konfiguration verwendet werden, bei welcher ein ringförmiger Vorsprungsabschnitt 62, dessen Durchmesser kleiner als der Durchmesser des Einführungslochs der Tellerfeder 18 ist, wie in 9 gezeigt, auf der Lagerplatte 17 vorgesehen ist. Der Vorsprungsabschnitt 62 ist in einer Position auf der Lagerplatte 17 vorgesehen, welche näher bei dem Ventilschaft 13 als die Tellerfeder 18 ist, und der Vorsprungsabschnitt springt zu dem Hebel 18 hervor. Demgemäß ist eine Lücke zwischen der Lagerplatte 17 und dem Hebel 16 in einem Bereich an schmälsten bzw. engsten, bei welchem der Vorsprungsabschnitt 62 vorgesehen ist. Das heißt, eine Lücke D3 zwischen dem Vorsprungsabschnitt 62 und dem Hebel 16 ist kleiner als die Lücke D9 zwischen der Lagerplatte 17 und dem Hebel 16 in einem Bereich, in welchem die Tellerfeder 18 angeordnet ist.
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Bei der vorstehend beschriebenen Konfiguration wird eine Lücke zwischen der Lagerplatte 17 und dem Hebel 16 durch einen Vorsprungsabschnitt 62 verengt. Daher können, obwohl ein Effekt des Blockierens von Abgas, welches in die Lücke zwischen der Lagerplatte 17 und dem Hebel 18 von außen einströmt, nicht erreicht werden kann, dieselben Effekte (1), (2), (3), (5) und (6) der Ausführungsform erreicht werden.
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Bei der Ausführungsform wurde ein Gehäuse, bei welchem die Tellerfeder 18 in einem Raum zwischen dem Hebel 16 und der Lagerplatte 17 aus einem Raum zwischen dem Ventilteller 12 und dem Hebel 16 und einem Raum zwischen dem Hebel 16 und der Lagerplatte 17 vorgesehen ist, als Beispiel verwendet. Jedoch kann, wie in 10 gezeigt, auch eine Konfiguration, die zum Hintergrund der Erfindung zählt, bei welcher die Tellerfeder 19 in einem Raum zwischen dem Hebel 16 und der hinteren Oberfläche 12b des Ventiltellers 12 vorgesehen ist, mit der Konfiguration der Ausführungsform kombiniert werden. Das heißt, die Tellerfeder kann sowohl in einem Raum zwischen dem Ventilteller 12 und dem Hebel 16 als auch in einem Raum zwischen dem Hebel 16 und der Lagerplatte 17 vorgesehen sein.
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Wie in 10 gezeigt, wird in einem Fall, in welchem die vorstehend beschriebene Konfiguration, die zum Hintergrund der Erfindung zählt, verwendet wird, der Hebel 16 derart vorgespannt, dass der Hebel 16 von der Lagerplatte 17 und dem Ventilteller 12 aufgrund der Rückstellkraft der Tellerfeder 18 und der Rückstellkraft der Tellerfeder 19 beabstandet bzw. getrennt wird. Das heißt, der Hebel 16 liegt weder an der Lagerplatte 17 noch dem Ventilteller 12 an und der Hebel 16 ist zwischen der Lagerplatte 17 und dem Ventilteller 12 angeordnet.
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Zusätzlich wird eine Lücke zwischen der Lagerplatte 17 und dem Hebel 16 durch den Vorsprungsabschnitt 61 verengt, und eine Lücke zwischen dem Hebel 16 und dem Ventilteller 12 wird durch den Vorsprungsabschnitt 62 verengt. Daher können dieselben Effekte (1) bis (6) der Ausführungsform für sowohl die Seite der Lagerplatte 17 als auch die Seite des Ventiltellers 12 erreicht werden.
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Es kann auch eine Konfiguration verwendet werden, bei welcher eine Lücke durch Vorsprungsabschnitte verengt wird, welche von einander zugewandten Bauteilen vorspringen, während die Tellerfeder, wie in 11 gezeigt, zwischen diesen zwischengelagert ist, wobei die in 11 gezeigte Konfiguration zum Hintergrund der Erfindung zählt. Bei der Konfiguration, wie sie in 11 gezeigt ist, ist ein Vorsprungsabschnitt 64, welcher zu der Seite des Hebels 16 vorspringt, auf der Lagerplatte 17 vorgesehen, und ein Vorsprungsabschnitt 65, welcher zu der Seite der Lagerplatte 17 vorspringt, ist in einer Position auf dem Hebel 16 vorgesehen, welche dem Vorsprungsabschnitt 64 zugewandt ist. Zusätzlich ist eine Lücke zwischen der Lagerplatte 17 und dem Hebel 16 in einem Bereich am schmälsten bzw. engsten, in welchem der Vorsprungsabschnitt 64 und der Vorsprungsabschnitt 65 einander zugewandt sind. Das heißt, eine Lücke D5 zwischen dem Vorsprungsabschnitt 64 und dem Vorsprungsabschnitt 65 ist kleiner als die Lücke D6 zwischen der Lagerplatte 17 und dem Hebel 16 in einem Bereich, in welchem die Tellerfeder 18 angeordnet ist. Das heißt, eine Lücke zwischen der Lagerplatte 17 und dem Hebel 16 wird durch den Vorsprungsabschnitt 64 und den Vorsprungsabschnitt 65 verengt. Daher können mit der vorstehend beschriebenen Ausführungsform dieselben Effekte (1) bis (6) der Ausführungsform erreicht werden.
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Jedoch kann, wie in 12 gezeigt, eine Konfiguration, in welcher der Vorsprungsabschnitt derart vorgesehen ist, dass er näher als die Tellerfeder bei dem Ventilschaft 13 vorgesehen ist, mit einer Konfiguration kombiniert werden, bei welcher der Vorsprungsabschnitt derart vorgesehen ist, dass er weiter als die Tellerfeder entfernt von dem Ventilschaft angeordnet ist. Bei dem in 12 gezeigten Beispiel springt, wie bei dieser Ausführungsform, der Vorsprungsabschnitt 61 zu der Seite des Hebels 16 von der Lagerplatte 17 hervor, und ein Vorsprungsabschnitt 66, welcher zu der Seite der Lagerplatte 17 vorspringt, ist in einer Position auf dem Hebel 16 vorgesehen, welche näher bei dem Ventilschaft 13 als die Tellerfeder 18 ist. Der Vorsprungsabschnitt 66 hat eine durchgehende Ringform und der Durchmesser des Vorsprungsabschnitts 66 ist kleiner als der innere Durchmesser der Tellerfeder 18. Daher ist eine Lücke zwischen der Lagerplatte 17 und dem Hebel 16 in einem Bereich, in welchem der Vorsprungsabschnitt 61 vorgesehen ist, und in einem Bereich schmal bzw. eng, in welchem der Vorsprungsabschnitt 66 vorgesehen ist. Das heißt, die Lücke D1 zwischen dem Vorsprungsabschnitt 61 und dem Hebel 16 ist kleiner als die Lücke D9 zwischen der Lagerplatte 17 und dem Hebel 16 in einem Bereich, bei welchem die Tellerfeder 18 angeordnet ist, und auch eine Lücke D7 zwischen dem Vorsprungsabschnitt 66 und der Lagerplatte 17 ist kleiner als die Lücke D9. Wenn die vorstehend beschriebene Konfiguration verwendet wird, kann der Bewegungsbereich des Hebels 16 zwischen dem Ventilteller 12 und der Lagerplatte 17 durch den Vorsprungsabschnitt 66 und den Vorsprungsabschnitt 61 beschränkt werden, und daher kann das Wackeln des Ventilkörpers 11 unterdrückt werden.
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Der Vorsprungsabschnitt muss keine durchgehende Ringform haben. Es kann auch eine Konfiguration verwendet werden, bei welcher eine Mehrzahl von Vorsprungsabschnitten vorgesehen ist, welche auf dem Ventilschaft 13 zentriert sind und den Ventilschaft 13 voneinander (in Umfangsrichtung) beabstandet umgeben. Die Vorsprungsabschnitte müssen auch nicht derart angeordnet sein, dass sie den Ventilschaft 13 umgeben. Beispielsweise kann die Anzahl der vorgesehenen Vorsprungsabschnitte eins sein. Auch in diesem Fall wird die Lücke derart verengt, dass der Bewegungsbereich des Hebels 16 zwischen dem Ventilteller 12 und der Lagerplatte 17 eingeschränkt wird, und ein Wackeln des Ventilkörpers 11 unterdrückt werden kann.
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Der Vorsprungsabschnitt muss nicht mit einem Bauteil integriert sein, auf welchem der Vorsprungsabschnitt vorgesehen ist. Das heißt, der Vorsprungsabschnitt kann durch das Anbringen einer separaten Komponente ausgestaltet werden. Ein elastisches Bauteil, welches zwischen dem Ventilteller 12 und dem Hebel 16 oder zwischen dem Hebel 16 und der Lagerplatte 17 vorgesehen ist, kann auch ein anderes Bauteil als die Tellerfeder sein. Beispielsweise kann eine Schraubenfeder zwischen dem Ventilteller 12 und dem Hebel 16 oder zwischen dem Hebel 16 und der Lagerplatte 17 vorgesehen sein. Wenn ein elastisches Bauteil zwischen dem Ventilteller 12 und dem Hebel 16 oder zwischen dem Hebel 16 und der Lagerplatte 17 vorgesehen ist, kann das Wackeln des Ventilkörpers 11 durch eine Rückstellkraft des elastischen Bauteils unterdrückt werden.
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Bauteile, zwischen denen ein elastisches Bauteil zwischengelagert ist, werden vorzugsweise derart ausgeformt, dass sie derartige Formen haben, dass das gesamte elastische Bauteil von entgegengesetzten Seiten durch die Bauteile abgedeckt wird, zwischen denen das elastische Bauteil angeordnet ist. Wenn beispielsweise der Hebel 16 vergrößert ist, wie durch eine Zweipunkt-Strich-Linie in 4 gezeigt, kann die gesamte Tellerfeder 18 mit der Lagerplatte 17 und dem Hebel 16 bedeckt werden. Wenn die vorstehend beschriebene Konfiguration, die zum Hintergrund der Erfindung zählt, verwendet wird, wird das elastische Bauteil durch Bauteile bedeckt, zwischen denen das elastische Bauteil zwischengelagert ist, und daher kann eine Kollision zwischen dem elastischen Bauteil und Abgas unterdrückt werden. Daher kann das Fortschreiten der Kriechverformung des elastischen Bauteils, welche aufgrund der Kollision mit Abgas von extrem hoher Temperatur auftritt, unterdrückt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Waste-Gate-Ventil
- 11
- Ventilkörper
- 12
- scheibenförmiger Ventilteller
- 12a
- Anlagenoberfläche
- 12b
- hintere Oberfläche
- 13
- Ventilschaft
- 13a
- Abschnitt
- 13b
- Abschnitt
- 13c
- Stufenoberfläche
- 13d
- Spitzenendoberfläche
- 13e
- Einführungsloch
- 14
- Schwenkarm
- 15
- Schaft
- 15b
- Abschnitt
- 16
- Hebel
- 16a
- Einführungsloch
- 16b
- gerader Flächenabschnitt
- 16c
- gekrümmter Oberflächenabschnitt
- 16d
- abgeschrägte Oberfläche
- 17
- Lagerplatte
- 18
- Tellerfeder
- 19
- Tellerfeder
- 20
- Aktuator
- 22
- Rotationswelle
- 23
- Verbindungsarm
- 24
- Verbindungsstift
- 24a
- Nut
- 25
- Schwenkarm
- 26
- Verbindungsstift
- 26a
- Nut
- 30
- Treibstange
- 31
- Hülse
- 32
- Einführungsloch
- 33
- Stangenhauptkörper
- 40
- Tellerfeder
- 41
- Einführungsloch
- 50
- E-Ring
- 61
- Vorsprungsabschnitt
- 62
- Vorsprungsabschnitt
- 63
- Vorsprungsabschnitt
- 64
- Vorsprungsabschnitt
- 65
- Vorsprungsabschnitt
- 66
- Vorsprungsabschnitt
- 100
- Turbolader
- 110
- Kompressorgehäuse
- 111
- Kompressorgehäuse
- 120
- Lagergehäuse
- 130
- Turbinengehäuse
- 131
- Scroll-Pfad
- 132
- Auslasspfad
- 133
- Waste-Gate-Öffnung
- 135
- Turbinenrad
- 140
- Bügel
