DE102018106214B4

DE102018106214B4 - Wastegateventil für einen Turbolader

Info

Publication number: DE102018106214B4
Application number: DE102018106214.1A
Authority: DE
Inventors: Takahiro Sadamitsu
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2017-03-16
Filing date: 2018-03-16
Publication date: 2021-05-06
Anticipated expiration: 2038-03-17
Also published as: CN108625979B; JP6822239B2; US10605157B2; US20180266310A1; CN108625979A; DE102018106214A1; JP2018155139A

Abstract

Wastegateventil für einen Turbolader mit:einem Schwingarm (20), welcher durch ein Turbinengehäuse (80) des Turboladers drehbar gelagert ist, wobei der Schwingarm (20) ein Einsteckloch (29) hat;einem Ventilkörper (30) mit einem Ventilschaft (36) und einem Ventilteller (31), wobei der Ventilschaft (36) durch das Einsteckloch (29) eingesteckt ist, der Ventilteller (31) an einem Ende des Ventilschafts (36) vorgesehen ist und der Ventilteller (31) konfiguriert ist, um einen Wastegateanschluss (83) durch Anliegen an dem Turbinengehäuse (80) zu schließen;einer Stützplatte (40), welche an einem Teil des Ventilschafts (36) befestigt ist, wobei der Teil aus dem Einsteckloch (29) vorsteht, wobei sich der Teil an einer bezüglich des Ventiltellers (31) entgegengesetzten Seite des Ventilschafts (36) befindet; undeinem elastischen Bauteil (50) mit einem ringförmigen Verbindungsabschnitt (51), in welchen der Ventilschaft (36) eingesteckt ist, und einer Anzahl von Laschenabschnitten (56, 57), wobei die Laschenabschnitte (56, 57) von einem Außenumfangsrand des Verbindungsabschnitts (51) radial nach außen hin vorstehen und sich zu einer Erstreckungsrichtung des Ventilschafts (36) hin krümmen, wobeider Ventilkörper (30) an dem Schwingarm (20) neigbar befestigt ist;das elastische Bauteil (50) sandwichartig zumindest zwischen der Stützplatte (40) und dem Schwingarm (20) oder zwischen dem Schwingarm (20) und dem Ventilteller (31) angeordnet ist;das elastische Bauteil (50) den Ventilkörper (30) in der Erstreckungsrichtung des Ventilschafts (36) vorspannt; unddie Laschenabschnitte (56, 57) eine Anzahl von ersten Laschenabschnitten (56), welche sich zu einer ersten Seite in der Erstreckungsrichtung des Ventilschafts (36) hin krümmen, und eine Anzahl von zweiten Laschenabschnitten (57), welche sich hin zu einer zweiten Seite in der Erstreckungsrichtung des Ventilschafts (36) krümmen, aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dassein durch das Einsteckloch (29) geführter Abschnitt (37) des Ventilschafts (36) in einer Querschnittansicht senkrecht zu einer Achsrichtung des Abschnitts (37) eine leicht flache, elliptische Form hat undder Verbindungsabschnitt (51) eine im Wesentlichen elliptische Ringform oder eine Polygonalringform hat.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Wastegateventil für einen Turbolader.
Beschreibung des Stands der Technik
Ein in US 9 127 590 B2 beschriebener Turbolader enthält einen in einem Turbinengehäuse vorgesehenen Wastegateanschluss und ein Wastegateventil, welches konfiguriert ist, um den Wastegateanschluss zu öffnen und zu schließen. Das Wastegateventil enthält einen Schwingarm mit einem Schaft, welcher durch das Turbinengehäuse drehbar gelagert ist, und einen Hebel, welcher an einem Kopf des Schafts befestigt ist. Ein Ventilkörper, welcher konfiguriert ist, um den Wastegateanschluss zu schließen, ist neigbar an dem Hebel angebracht. Der Ventilkörper enthält einen Ventilschaft, welcher durch ein in dem Hebel vorgesehenes Einsteckloch verläuft, und einen Ventilteller, welcher an einer Kopfseite des Ventilschafts vorgesehen ist. Der Ventilteller schließt den Wastegateanschluss derart, dass eine Fläche des Ventiltellers an der dem Hebel entgegengesetzten Seite an dem Turbinengehäuse anliegt. Ein Ende des Ventilschafts an der Seite, welche der Seite des Ventiltellers entgegengesetzt ist, steht aus dem Einsteckloch hervor und an dem Ende ist eine Stützplatte befestigt.
Ferner ist in dem Wastegateventil aus US 9 127 590 B2 ein elastisches Bauteil sandwichartig zwischen dem Hebel und der Stützplatte angeordnet. Das elastische Bauteil hat einen ringförmigen Verbindungsabschnitt, welchen der Ventilschaft des Ventilkörpers passiert, und eine Anzahl von Laschenabschnitten, welche von einem Außenumfangsrand des Verbindungsabschnitts radial nach außen vorstehen. Eine Fläche des Verbindungsabschnitts kommt mit der Stützplatte in Oberflächenkontakt. Die Laschenabschnitte krümmen sich zu der Seite des Hebels in eine Erstreckungsrichtung des Ventilschafts und ihre Köpfe liegen an dem Hebel an. Das elastische Bauteil spannt den Ventilkörper in einer Axialrichtung des Ventilschafts über die Stützplatte vor. Dies beschränkt ein Wackeln des Ventilkörpers bezüglich des Hebels.
DE 10 2012 216 893 A1 und DE 10 2012 101 322 A1 offenbaren jeweils ebenfalls ein Wastegateventil, welches ein sandwichartig zwischen einem Hebel und einer Stützplatte angeordnetes elastisches Bauteil mit radial nach außen vorstehenden Laschen aufweist. Die Laschen des elastischen Bauteils des Wastegateventils nach DE 10 2012 216 893 A1 sind des Weiteren derart ausgebildet, dass sich eine Anzahl von ersten Laschenabschnitten in eine erste Richtung krümmen und sich eine Anzahl von zweiten Laschenabschnitten in eine der ersten Richtung entgegengesetzte zweite Richtung krümmen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Entsprechend verformen sich in dem Wastegateventil aus US 9 127 590 B2 die Laschenabschnitte des elastischen Bauteils stark elastisch, wenn eine große Kraft auf den Ventilteller des Ventilkörpers wirkt. In einem Fall, in welchem die Deformierungsbeträge der Laschenabschnitte des elastischen Bauteils übermäßig groß sind, wird leicht ein Zustand verursacht, in welchem die Laschenabschnitte sich nicht vollständig in ihre Originalzuständen rückstellen können, d. h., sogenannte Ermüdung wird verursacht. Insbesondere in einem Fall, in welchem sich das elastische Bauteil in einer Hochtemperaturumgebung befindet, erhöhen sich die Deformationsbeträge der Laschenabschnitte leicht, was leicht zur Ermüdung führen kann. In einem Fall, in welchem die Laschenabschnitte geschwächt sind, kann es schwierig werden, das Wackeln zwischen dem Hebel und der Stützplatte oder zwischen dem Hebel und dem Ventilteller durch das elastische Bauteil angemessen einzuschränken.
Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein Wastegateventil für einen Turbolader. Das Wastegateventil hat einen Schwingarm, welcher drehbar durch ein Turbinengehäuse des Turboladers gelagert ist und ein Einsteckloch hat, einen Ventilkörper mit einem Ventilschaft, welcher durch das Einsteckloch eingesteckt ist, und einem Ventilteller, welcher an einem Ende des Ventilschafts vorgesehen ist und konfiguriert ist, um einen Wastegateanschluss zu schließen, indem er an dem Turbinengehäuse anliegt, eine Stützplatte, welche an einem Teil des Ventilschafts befestigt ist, welcher aus dem Einsteckloch hervorsteht und an einer bezüglich des Ventiltellers entgegengesetzten Seite des Ventilschafts ist, und ein elastisches Bauteil mit einem ringförmigen Verbindungsabschnitt, an welchem der Ventilschaft eingesteckt ist, und einer Anzahl von zungenförmigen Abschnitten bzw. Laschenabschnitten, welche von einem Außenumfangsrand des Verbindungsabschnitts radial nach außen vorstehen und sich hin zu einer Erstreckungsrichtung des Ventilschafts krümmen. Der Ventilkörper ist an dem Schwingarm neigbar befestigt. Das elastische Bauteil ist wenigstens zwischen der Stützplatte und dem Schwingarm oder zwischen dem Schwingarm und dem Ventilteller sandwichartig angeordnet. Das elastische Bauteil spannt den Ventilkörper in der Erstreckungsrichtung des Ventilschafts vor. Die Laschenabschnitte haben eine Anzahl von ersten Laschenabschnitten, welche sich hin zu einer ersten Seite in der Erstreckungsrichtung des Ventilschafts krümmen, und eine Anzahl von zweiten Laschenabschnitten, welche sich hin zu einer zweiten Seite in der Erstreckungsrichtung des Ventilschafts krümmen.
Nach dem vorstehenden Aspekt deformieren sich die ersten Laschenabschnitte und die zweiten Laschenabschnitte des elastischen Bauteils, um den Ventilkörper in der Erstreckungsrichtung des Ventilschafts vorzuspannen. Deswegen ist der elastische Deformationsbetrag des elastischen Bauteils in der Erstreckungsrichtung des Ventilschafts auf die ersten Laschenabschnitte und die zweiten Laschenabschnitte verteilt. Verglichen beispielsweise mit einem elastischen Bauteil, in welchem eine Anzahl von Laschenabschnitten sich alle hin zu einer ersten Seite in der Erstreckungsrichtung des Ventilschafts krümmen, wird hierdurch der elastische Deformationsbetrag pro Laschenabschnitt klein. Entsprechend erhöhen sich die elastischen Deformationsbeträge der Laschenabschnitte selbst in einem Fall, in welchem sich das elastische Bauteil in einer Hochtemperaturumgebung befindet, nicht übermäßig, wodurch ermöglich wird, eine Ermüdung der Laschenabschnitte des elastischen Bauteils einzuschränken. Infolgedessen ist es möglich, ein Wackeln, welches durch die Ermüdung der Laschenabschnitte verursacht wird, angemessen einzuschränken.
Ein durch das Einsteckloch geführter Abschnitt des Ventilschafts hat in einer Querschnittansicht senkrecht zu einer Achsrichtung des Abschnitts eine leicht flache, elliptische Form.
Der Verbindungsabschnitt hat eine im Wesentlichen elliptische Ringform oder eine Polygonalringform .
Der Schwingarm kann einen Schaft und einen Hebel aufweisen. Der Schwingarm kann über den Schaft drehbar durch das Turbinengehäuse gelagert sein. Das Einsteckloch kann in dem Hebel ausgebildet sein. Der Ventilkörper kann an dem Hebel neigbar befestigt sein.
Eine Gesamtzahl der ersten Laschenabschnitte kann gleich einer Gesamtzahl der zweiten Laschenabschnitte sein. Die ersten Laschenabschnitte können bezüglich einer Mittelachse des Verbindungsabschnitts einander gegenüberliegend angeordnet sein. Die zweiten Laschenabschnitte können bezüglich der Mittelachse des Verbindungsabschnitts einander gegenüberliegend angeordnet sein.
Nach dem vorstehenden Aspekt sind die Gesamtzahl der ersten Laschenabschnitte und die Gesamtzahl der zweiten Laschenabschnitte gleich und es kann verhindert werden, dass einer der ersten Laschenabschnitte und der zweiten Laschenabschnitte verglichen mit den anderen einen übermäßig großen elastischen Deformationsbetrag hat. Falls die ersten Laschenabschnitte an einer ersten Seite angeordnet sind und die zweiten Laschenabschnitte an einer zweiten Seite angeordnet sind, wobei die Mittelachse des Verbindungsabschnitts sandwichartig dazwischen liegt, wirkt ferner die Vorspannkraft des elastischen Bauteils auf den Ventilkörper leicht als eine Kraft in einer Richtung, welche zu der Mittelachse des Verbindungsabschnitts geneigt ist. Wenn eine solche Vorspannkraft auf den Ventilkörper wirkt, können die Adhäsionseigenschaften des Ventiltellers des Ventilkörpers bezüglich dem Turbinengehäuse abnehmen und könnte das Wastegateventil einen vollständig geschlossenen Ventilzustand nicht erreichen. In dieser Hinsicht sind in der Konfiguration die sich hin zu der gleichen Seite krümmenden Laschenabschnitte bezüglich der Mittelachse des Ventilschafts einander gegenüberliegend angeordnet. Entsprechend kann die Vorspannkraft des elastischen Bauteils auf den Ventilkörper leicht als eine zu der Mittelachse des Verbindungsabschnitts parallele Kraft wirken. Dies ermöglicht es folglich, eine Situation zu verhindern, in welcher das Wastegateventil den vollständig geschlossenen Ventilzustand nicht erreicht.
Die ersten Laschenabschnitte und die zweiten Laschenabschnitte können in gleichmäßigen Winkeln in einer Umfangsrichtung abwechselnd rund um die Mittelachse des Verbindungsabschnitts vorgesehen sein.
Nach dem vorstehenden Aspekt kann die Vorspannkraft auf den Ventilteller, welche durch das elastische Bauteil bereitgestellt wird, in der Umfangsrichtung rund um die Mittelachse des Verbindungsabschnitts ausgeglichen sein. Hierdurch ist es möglich, eine Situation zu verhindern, in welcher eine große Kraft auf einige Laschenabschnitte unter den ersten Laschenabschnitten und den zweiten Laschenabschnitten derart wirkt, dass die elastischen Deformationsbeträge dieser Laschenabschnitte übermäßig ansteigen. Ferner ist es möglich, das Wackeln des Ventilkörpers bezüglich des Hebels in der Umfangsrichtung des Verbindungsabschnitts einzuschränken, da die Vorspannkraft an jeder Position in der Umfangsrichtung rund um die Mittelachse des Verbindungsabschnitts ausgeübt werden kann.
Figurenliste
Merkmale, Vorteile sowie technische und industrielle Bedeutung von beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend mit Referenz auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, in welchen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen und worin:

1 eine perspektivische Ansicht eines Turboladers ist;
2 eine Teilschnittansicht des Turbinengehäuses ist;
3 eine Draufsicht eines Wastegateventils ist;
4 eine Schnittansicht entlang einer Linie IV-IV in 3 ist;
5 eine Schnittansicht entlang einer Linie V-V in 3 ist;
6 eine Schnittansicht entlang einer Linie VI-VI in 4 ist;
7 ein Schaubild ist, welches eine Beziehung zwischen einer Last und einem elastischen Deformationsbetrag des elastischen Bauteils darstellt;
8 eine Schnittansicht eines modifizierten Beispiels des Wastegateventils ist; und
9 eine Schnittansicht eines modifizierten Beispiels des Wastegateventils ist.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden mit Referenz auf 1 bis 6 beschrieben. Der Effekt der vorliegenden Erfindung wird mit Referenz auf 7 beschrieben und die modifizierten Beispiele der vorliegenden Erfindung werden mit Referenz auf 8 und 9 beschrieben. Wie in 1 dargestellt, hat ein Turbolader 70 ein Kompressorgehäuse 71, ein Lagergehäuse 72 und ein Turbinengehäuse 80. Das Lagergehäuse 72 ist mit Schrauben (nicht gezeigt) an dem Kompressorgehäuse 71 befestigt. Das Turbinengehäuse 80 ist mit einer Klemme 98 an dem Lagergehäuse 72 montiert.
Wie in 2 dargestellt, ist in dem Turbinengehäuse 80 ein Turbinenrad 86 aufgenommen. Das Turbinenrad 86 ist über eine in dem Lagergehäuse 72 aufgenommene Verbindungswelle mit einem in dem Kompressorgehäuse 71 aufgenommenen Kompressorrad verbunden.
In dem Turbinengehäuse 80 ist eine Schnecken- bzw. Scrollpassage 81 ausgebildet, welche sich derart erstreckt, dass sie das Turbinenrad 86 umgibt. Ein durch die Scrollpassage 81 zu dem Turbinenrad 86 geblasenes Abgas wird von dem Turbinengehäuse 80 durch eine Auslasspassage 82 zu einer Abgaspassage abgeführt. Es ist anzumerken, dass in dem Turbolader 70 das Turbinenrad 86 derart rotiert wird, dass das die Scrollpassage 81 passierende Abgas zu dem Turbinenrad 86 geblasen wird. Wenn das Turbinenrad 86 rotiert wird, wird ein Kompressorrad über eine Verbindungswelle derart rotiert, dass eine Druckaufladung von Ansaugluft ausgeführt wird.
Wie in 2 dargestellt, ist in dem Turbinengehäuse 80 ein Wastegateanschluss 83 vorgesehen. Die stromaufwärtige Seite des Turbinenrads 86 in der Scrollpassage 81 ist über den Wastegateanschluss 83 mit der Auslasspassage 82 verbunden. Hierdurch kann das Abgas von der Scrollpassage 81 unter Umgehung des Turbinenrads 86 zu der Auslasspassage 82 strömen.
Wie in 2 dargestellt, hat der Turbolader 70 ein Wastegateventil 10, welches konfiguriert ist, um den Wastegateanschluss 83 zu öffnen und zu schließen. Das Wastegateventil 10 ist innerhalb der Auslasspassage 82 in dem Turbinengehäuse 80 platziert. Das Wastegateventil 10 hat einen Schwingarm 20, welcher durch das Turbinengehäuse drehbar gelagert ist, einen Ventilkörper 30, welcher an dem Schwingarm 20 angebracht ist, und eine Stützplatte 40, welche an einem Ende des Ventilkörpers 30 angebracht ist.
Wie in 3 dargestellt, hat der Schwingarm 20 einen Schaft 21, welcher durch das Turbinengehäuse 80 drehbar gelagert ist. Der Schaft 21 hat einen Abschnitt mit kleinem Durchmesser 23 mit einer kreisförmigen Säulenform. Der Abschnitt mit kleinem Durchmesser 23 durchdringt eine Wand des Turbinengehäuses 80 und steht teilweise von einer Außenfläche des Turbinengehäuses 80 (der Auslasspassage 82) nach außen hin vor. Ein Abschnitt mit großem Durchmesser 22 mit einer kreisförmigen Säulenform erstreckt sich von einem Ende des Abschnitts mit kleinem Durchmesser 23 hin zum Inneren des Turbinengehäuses 80. Der Abschnitt mit großem Durchmesser 22 hat einen größeren Außendurchmesser, als der Abschnitt mit kleinem Durchmesser 23. Die Mittelachse des Abschnitts mit großem Durchmesser 22 ist koaxial zu der Mittelachse C des Abschnitts mit kleinem Durchmesser 23.
Der Schwingarm 20 hat einen Hebel 26, welcher sich von einem Ende des Abschnitts mit großem Durchmesser 22 an der Seite erstreckt, welche dem Abschnitt mit kleinem Durchmesser 23 entgegengesetzt ist. Der Hebel 26 hat einen gekrümmten Teil 27, welcher sich mit einem rechten Winkel hin zu der Mittelachse C des Schafts 21 krümmt. Ein im Wesentlichen quadratischer, plattenförmiger, Befestigungsabschnitt 28 erstreckt sich von einem Rand des gekrümmten Teils 27. Der Befestigungsabschnitt 28 erstreckt sich in einer zu der Mittelachse C des Schafts 21 rechtwinkligen Richtung, welche in 3 die Höhenrichtung ist.
Wie in 6 dargestellt, durchdringt ein Einsteckloch 29 im Wesentlichen die Mitte des Befestigungsabschnitts 28 in der Dickenrichtung des Befestigungsabschnitts 28. Das Einsteckloch 29 hat eine im Wesentlichen elliptische Form, welche in einer Richtung senkrecht zu der Mittelachse C des Schafts 21, entlang der Oberflächenrichtung des Befestigungsabschnitts 28, welche in 6 die Höhenrichtung ist, geringfügig länglich ist. Wie in 5 dargestellt, hat ein Teil des Einstecklochs 29 an einer ersten Seite (an der Seite näher zu einem nachfolgend beschriebenen Ventilteller 31) in der Dickenrichtung des Befestigungsabschnitts 28 eine angeschrägte Fläche 29C, welche derart angefast ist, dass der Innendurchmesser des Einstecklochs 29 in der Dickenrichtung hin zu er ersten Seite zunimmt.
Wie in 4 dargestellt, hat der Ventilkörper 30 einen Ventilschaft 36, welcher durch das Einsteckloch 29 des Hebels 26 (des Befestigungsabschnitts 28) des Schwingarms 20 verläuft. Genauer gesagt hat der Ventilschaft 36 einen Abschnitt mit großem Durchmesser 37, welcher eine im Wesentlichen kreisförmige Säulenform hat, und ist der Abschnitt mit großem Durchmesser 37 durch das Einsteckloch 29 des Befestigungsabschnitts 28 des Hebels 26 geführt.
Wie in 6 dargestellt, hat der Abschnitt mit großem Durchmesser 37 in einer Querschnittansicht senkrecht zu der Achsrichtung des Abschnitts mit großem Durchmesser 37 eine leicht flache, elliptische Form. Der kurze Durchmesser (die Dimension in der Breitenrichtung in 4) des Abschnitts mit großem Durchmesser 37 ist geringfügig kleiner als der kurze Durchmesser des Einstecklochs 29 in dem Hebel 26. Wie in 5 dargestellt, ist der lange Durchmesser (die Dimension in der Höhenrichtung in 5) des Abschnitts mit großem Durchmesser 37 deutlich kleiner als der lange Durchmesser des Einstecklochs 29 in dem Hebel 26. Entsprechend ist zwischen einer äußeren Fläche des Abschnitts mit großem Durchmesser 37 und einem Rand des Einstecklochs 29 in der Richtung seines langen Durchmessers ein Spalt S sichergestellt.
Wie in 4 dargestellt, steht ein erstes Ende (das obere Ende in 4) des Abschnitts mit großem Durchmesser 37 aus dem Einsteckloch 29 des Befestigungsabschnitts 28 des Hebels 26 vor. Der Abschnitt mit kleinem Durchmesser 38 mit einer kreisförmigen Säulenform erstreckt sich von einer ersten Endfläche des Abschnitts mit großem Durchmesser 37. Der Außendurchmesser des Abschnitts mit kleinem Durchmesser 38 ist kleiner als der Außendurchmesser des Abschnitts mit großem Durchmesser 37. Ein Abschnitt mit zunehmendem Durchmesser 39 mit einer im Wesentlichen angeschrägten Form erstreckt sich von einer distalen Fläche des Abschnitts mit kleinem Durchmesser 38. Ein Ende des Abschnitts mit zunehmendem Durchmesser 39 an der Seite des Abschnitts mit kleinem Durchmesser 38 hat den gleichen Außendurchmesser, wie der Außendurchmesser des Abschnitts mit kleinem Durchmesser 38. Der Außendurchmesser des Abschnitts mit zunehmendem Durchmesser 39 nimmt zu, während sich die Distanz von dem Abschnitt mit kleinem Durchmesser 38 erhöht.
Wie in 4 dargestellt, hat der Ventilkörper 30 den Ventilteller 31, welcher mit einer zweiten Endfläche (der unteren Endfläche in 4) des Abschnitts mit großem Durchmesser 37 des Ventilschafts 36 verbunden ist und konfiguriert ist, um den Wastegateanschluss 83 durch Anliegen an dem Turbinengehäuse 80 zu schließen. Der Ventilteller 31 hat eine im Wesentlichen scheibenartige Form und ist zu dem Ventilschaft 36 koaxial. Der Außendurchmesser des Ventiltellers 31 ist größer als der Innendurchmesser des Einstecklochs 29 in dem Hebel 26 und größer als der Innendurchmesser des Wastegateanschlusses 83. Wenn eine Anliegefläche 31a, welche eine Fläche des Ventiltellers 31 an der dem Ventilschaft 36 entgegengesetzten Seite ist, an dem Turbinengehäuse 80 derart anliegt, dass der Wastegateanschluss 83 bedeckt ist, ist der Wastegateanschluss 83 geschlossen, d. h., das Wastegateventil 10 befindet sich in einem Ventilschließzustand. Indessen ist der Wastegateanschluss 83 geöffnet, d. h., das Wastegateventil 10 ist in einem Ventilöffnungszustand, wenn die Anliegefläche 31 a des Ventiltellers 31 von dem Wastegateanschluss 83 beabstandet ist und nicht an dem Turbinengehäuse 80 anliegt.
Die Stützplatte 40, welche eine Scheibenform hat, ist an der dem Ventilteller 31 entgegengesetzten Seite des Ventilschafts 36 an dem Abschnitt mit kleinem Durchmesser 38 und dem Abschnitt mit zunehmendem Durchmesser 39 befestigt. Der Außendurchmesser der Stützplatte 40 ist größer als der Innendurchmesser des Einstecklochs 29 in dem Hebel 26. Ein Befestigungsloch 41 durchdringt die Mitte der Stützplatte 40 in der Dickenrichtung der Stützplatte 40. Der Innendurchmesser des Befestigungslochs 41 ist im Wesentlichen gleich dem Außendurchmesser des Abschnitts mit kleinem Durchmesser 38 des Ventilschafts 36. Es ist anzumerken, dass die Stützplatte 40 an dem Ventilschaft 36 derart befestigt ist, dass der Abschnitt mit kleinem Durchmesser 38 und der Abschnitt mit zunehmendem Durchmesser 39 des Ventilschafts 36 durch das Befestigungsloch 41 geführt werden und der Abschnitt mit zunehmendem Durchmesser 39 anschließend verpresst wird. Somit ist der Befestigungsabschnitt 28 des Hebels 26 sandwichartig zwischen der Stützplatte 40 und dem Ventilteller 31 des Ventilkörpers 30 angeordnet.
Der Ventilkörper 30 ist an dem Hebel 26 neigbar befestigt. Genauer gesagt ist der Spalt S zwischen dem Rand des Einstecklochs 29 und der Außenfläche des Abschnitts mit großem Durchmesser 37 des Ventilschafts 36, wie in 5 gezeigt, an jeder Seite in der Richtung des langen Durchmessers sichergestellt. Entsprechend ist die Mittelachse des Ventilschafts 36 zu der Mittelachse des Einstecklochs 29 in dem Hebel 26 neigbar, um sich in der Richtung des langen Durchmessers (der Höhenrichtung in 5) es Einstecklochs 29 zu neigen. Es ist anzumerken, dass an beiden Seiten in der Richtung des kurzen Durchmessers kaum ein Spalt zwischen dem Rand des Einstecklochs 29 und der Außenfläche des Abschnitts mit großem Durchmesser 37 des Ventilschafts 36 ausgebildet ist. Entsprechend neigt sich die Mittelachse des Ventilschafts 36 kaum bezüglich der Mittelachse des Einstecklochs 29 in dem Hebel 26, um sich in der Richtung des kurzen Durchmessers des Einstecklochs 29 zu neigen.
Wie in 4 dargestellt, ist ein elastisches Bauteil 50 sandwichartig zwischen der Stützplatte 40 und dem Befestigungsabschnitt 28 des Hebels 26 angeordnet. Das elastische Bauteil 50 ist konfiguriert, um den Ventilkörper 30 über die Stützplatte 40 in der Erstreckungsrichtung des Ventilschafts 36 hin zu der bezüglich des Ventiltellers 31 entgegengesetzten Seite (der oberen Seite in 4) vorzuspannen. Wie in 6 dargestellt, hat das elastische Bauteil 50 einen ringförmigen Verbindungsabschnitt 51, durch welchen der Abschnitt mit großem Durchmesser 37 des Ventilschafts 36 geführt wird. Der Verbindungsabschnitt 51 hat eine im Wesentlichen elliptische Ringform. Der lange Durchmesser des Innendurchmessers des Verbindungsabschnitts 51 ist geringfügig größer als der lange Durchmesser des Einstecklochs 29 des Hebels 26. Ferner ist der kurze Durchmesser des Innendurchmessers des Verbindungsabschnitts 51 geringfügig größer als der kurze Durchmesser des Einstecklochs 29 des Hebels 26. Das elastische Bauteil 50 ist derart angeordnet, dass die Längsrichtung des Verbindungsabschnitts 51 entlang der Längsrichtung des Einstecklochs 29 verläuft.
Wie in 6 dargestellt, steht eine Anzahl von ersten Laschenabschnitten 56 und eine Anzahl von zweiten Laschenabschnitten 57 in der Radialrichtung des Verbindungsabschnitts 51 von einem Außenumfangsrand des Verbindungsabschnitts 51 nach außen hin vor. Die ersten Laschenabschnitte 56 haben eine im Wesentlichen quadratische Plattenform. Wie in 4 dargestellt, krümmen sich die ersten Laschenabschnitte 56 in der Erstreckungsrichtung des Ventilschafts 36 hin zu der Seite der Stützplatte 40 (der oberen Seite in 4). Distale Endseiten der ersten Laschenabschnitte 56, welche von dem Verbindungsabschnitt 51 vorstehen, krümmen sich mehr hin zu der Seite der Stützplatte 40. Die ersten Laschenabschnitte 56 sind in der Erstreckungsrichtung (der Höhenrichtung in 4) des Ventilschafts 36 elastisch deformierbar, wobei Basisenden der ersten Laschenabschnitte 56 als Drehachsen dienen. Es ist anzumerken, dass sich die ersten Laschenabschnitte 56 in einem Zustand, in welchem das elastische Bauteil 50 sandwichartig zwischen der Stützplatte 40 und dem Befestigungsabschnitt 28 des Hebels 26 angeordnet ist, in der Erstreckungsrichtung des Ventilschafts 36 elastisch hin zu der Seite des Ventiltellers 31 (der unteren Seite in 4) deformieren. Somit neigen die ersten Laschenabschnitte 56 dazu, sich in der Erstreckungsrichtung des Ventilschafts 36 elastisch zu der Seite der Stützplatte 40 (der oberen Seite in 4) rückzustellen, um den Ventilkörper 30 über die Stützplatte 40 vorzuspannen.
Wie in 6 dargestellt, haben die zweiten Laschenabschnitte 57 eine im Wesentlichen quadratische Plattenform. Wie in 4 dargestellt, krümmen sich die zweiten Laschenabschnitte 57 in der Erstreckungsrichtung des Ventilschafts 36 hin zu dem Befestigungsabschnitt 28 des Hebels 26 (der unteren Seite in 4). Distale Endseiten der zweiten Laschenabschnitte 57, welche von dem Verbindungsabschnitt 51 vorstehen, krümmen sich mehr hin zu der Seite des Befestigungsabschnitts 28. Die zweiten Laschenabschnitte 57 sind in der Erstreckungsrichtung des Ventilschafts 36 (der Höhenrichtung in 4) elastisch deformierbar, wobei Basisenden der zweiten Laschenabschnitte 57 als Drehachsen dienen. Es ist anzumerken, dass die zweiten Laschenabschnitte 57 sich in einem Zustand, in welchem das elastische Bauteil 50 sandwichartig zwischen der Stützplatte 40 und dem Befestigungsabschnitt 28 des Hebels 26 angeordnet ist, in der Erstreckungsrichtung des Ventilschafts 36 elastisch hin zu der Seite der Stützplatte 40 (der oberen Seite in 4) deformieren. Da die zweiten Laschenabschnitte 57 dazu neigen, sich in der Erstreckungsrichtung des Ventilschafts 36 elastisch hin zu der Seite des Befestigungsabschnitts 28 (der unteren Seite in 4) rückzustellen, spannen die zweiten Laschenabschnitte 57 den Verbindungsabschnitt 51 und die ersten Laschenabschnitte 56 hin zu der Seite der Stützplatte 40 vor und spannen den Ventilkörper 30 über die Stützplatte 40 vor.
Es ist anzumerken, dass die ersten Laschenabschnitte 56 und die zweiten Laschenabschnitte 57 von dem Verbindungsabschnitt 51 ausgehend unterschiedliche Krümmungsrichtungen haben, ansonsten jedoch die Formen der ersten Laschenabschnitte 56 und der zweiten Laschenabschnitte 57 im Wesentlichen gleich sind. Genauer gesagt stehen die ersten Laschenabschnitte 56 und die zweiten Laschenabschnitte 57 in der Radialrichtung des Verbindungsabschnitts 51 mit im Wesentlichen dem gleichen Vorstehbetrag nach außen hin vor. Ferner haben die ersten Laschenabschnitte 56 und die zweiten Laschenabschnitte 57 von dem Verbindungsabschnitt 51 ausgehend im Wesentlichen den gleichen Krümmungsbetrag.
Wie in 6 dargestellt, sind vier erste Laschenabschnitte 56 und vier zweite Laschenabschnitte 57 vorgesehen (sind insgesamt acht Laschenabschnitte vorgesehen). Die ersten Laschenabschnitte 56 und die zweiten Laschenabschnitte 57 sind abwechselnd alle 45° in der Umfangsrichtung rund um die Mittelachse des Verbindungsabschnitts 51 vorgesehen. Entsprechend sind in der vorliegenden Ausführungsform die ersten Laschenabschnitte 56 bezüglich der Mittelachse des Verbindungsabschnitts 51 einander gegenüberliegend angeordnet und sind somit zwei Paare von ersten Laschenabschnitten 56, welche einander gegenüberliegend angeordnet sind, vorgesehen. Ferner sind die zweiten Laschenabschnitte 57 bezüglich der Mittelachse des Verbindungsabschnitts 51 einander gegenüberliegend angeordnet, und sind somit zwei Paare von zweiten Laschenabschnitten 57, welche einander gegenüberliegend angeordnet sind, vorgesehen. Ferner sind die Positionen von zweien der ersten Laschenabschnitte 56 in der Umfangsrichtung rund um die Mittelachse des Verbindungsabschnitts 51 derart festgelegt, dass die zwei ersten Laschenabschnitte 56 entlang der Richtung des langen Durchmessers (der Höhenrichtung in 6) des Verbindungsabschnitts 51 vorstehen.
Die Materialauswahl und die Gestaltung des elastischen Bauteils 50 sind derart vorgesehen, dass das elastische Bauteil 50 das Neigen des Ventilkörpers 30 in dem Ventilschließzustand erlaubt und Vibrationen des Ventilkörpers durch Abgas, welches zu einer Zeit auf den Ventilteller 31 auftrifft, in welcher das Wastegateventil 10 geschlossen ist, beschränkt.
Wie in 1 dargestellt, ist außerhalb des Turbinengehäuses 80 ein plattenförmiger erster Gelenkarm 91 an dem Schaft 21 (dem Abschnitt mit kleinem Durchmesser 23) des Wastegateventils 10 befestigt. Ein säulenförmiger erster Verbindungsstift 92 ist an dem ersten Gelenkarm 91 an einer von dem Schaft 21 beabstandeten Position befestigt. Ein erstes Ende einer Pleuelstange 93, welche als Ganzes eine Stabform hat, ist mit dem ersten Verbindungsstift 92 verbunden. Ein säulenförmiger zweiter Verbindungstift 94 ist mit einem zweiten Ende der Pleuelstange 93 verbunden. Der zweite Verbindungsstift 94 ist an einem plattenförmigen zweiten Gelenkarm 95 befestigt. Eine säulenförmige Drehwelle 96 ist an dem zweiten Gelenkarm 95 an einer von dem zweiten Verbindungsstift 94 beabstandeten Position befestigt. Die Drehwelle 96 durchdringt das Kompressorgehäuse 71 und erstreckt sich innerhalb des Kompressorgehäuses 71. Die Drehwelle 96 ist mit einem Elektromotor 97 verbunden, welcher an der Innenseite des Kompressorgehäuses 71 befestigt ist.
Zu der Zeit, in welcher das Wastegateventil 10 geöffnet oder geschlossen ist, wird der Elektromotor 97 durch eine Steuerungsvorrichtung gesteuert, um angetrieben zu werden. Wenn der Elektromotor 97 angetrieben wird, wird die Drehwelle 96 derart angetrieben, dass der zweite Gelenkarm 95 hauptsächlich um die Drehwelle 96 herum angetrieben wird. Infolgedessen wird die Pleuelstange 93 über den zweiten Verbindungsstift 94 angetrieben und wird der erste Gelenkarm 91 über den ersten Verbindungsstift 92 angetrieben. Hierdurch wird der Schaft 21 (der Abschnitt kleinem Durchmesser 23) des Wastegateventils 10 angetrieben, welcher an dem ersten Gelenkarm 91 befestigt ist. Infolgedessen wird das Wastegateventil 10 um die Mittelachse C des Schafts 21 als einem Drehzentrum herum derart gedreht, dass das Wastegateventil 10 den Ventilöffnungszustand oder den Ventilschließzustand erreicht.
Zu der Zeit, in welcher das Wastegateventil 10 geschlossen ist, liegt der Ventilteller 31 des Ventilkörpers 30 an einer Wandfläche des Turbinengehäuses 80 derart an, dass der Ventilkörper 30 zu dem Hebel 26 entsprechend geneigt ist. Dann kommt die Anliegefläche 31a des Ventiltellers 31 des Ventilkörpers 30 mit der Wandfläche des Turbinengehäuses 80 derart in dichten Kontakt, dass das Wastegateventil 10 den Wastegateanschluss 83 verschließt.
Als Nächstes werden Effekte des elastischen Bauteils 50 in dem Wastegateventil 10 beschrieben. Wie in 4 dargestellt, deformiert sich das elastische Bauteil 50, um sich zwischen dem Befestigungsabschnitt 28 des Hebels 26 und der Stützplatte 40 in der Erstreckungsrichtung des Ventilschafts 36 zu verkürzen. Hier wird ein Fall angenommen, in welchem das elastische Bauteil 50 nur entweder die ersten Laschenabschnitte 56 oder die zweiten Laschenabschnitte 57 aufweist, z. B. das elastische Bauteil 50 nur die ersten Laschenabschnitte 56 aufweist. In diesem Fall wird der elastische Deformationsbetrag des elastischen Bauteils 50 in der Erstreckungsrichtung des Ventilschafts 36 größtenteils durch elastische Deformation der ersten Laschenabschnitte 56 übernommen. Entsprechend sind die elastischen Deformationsbeträge der ersten Laschenabschnitte 56 in einem Fall, in welchem das elastische Bauteil 50 nur die ersten Laschenabschnitte 56 aufweist und der elastische Deformationsbetrag des elastischen Bauteils 50 in der Erstreckungsrichtung des Ventilschafts 36 groß ist, in der Erstreckungsrichtung des Ventilschafts 36 groß, sodass ein Zustand, in welchem die ersten Laschenabschnitte 56 sich nicht vollständig in ihre Originalzustände rückstellen können, d. h. sogenannte Ermüdung, leicht auftritt. Insbesondere, wenn sich das elastische Bauteil 50 in einer Hochtemperaturumgebung befindet, erhöhen sich die Deformationsbeträge der ersten Laschenabschnitte 56 leicht, sodass die Ermüdung leicht auftritt. Wenn die ersten Laschenabschnitte 56 derart ermüdet sind, kann es schwer werden, ein Wackeln des Ventilkörpers 30 bezüglich des Hebels 26 durch das elastische Bauteil 50 angemessen einzuschränken.
Wie in 7 durch eine gestrichelte Linie angezeigt, deformiert sich ferner das elastische Bauteil 50, welches nur die ersten Laschenabschnitte 56 hat, bezüglich einer auf das elastische Bauteil 50 wirkenden Last elastisch mit einem konstanten Verhältnis, bis dessen elastischer Deformationsbetrag in der Erstreckungsrichtung des Ventilschafts 36 einen elastischen Deformationsbetrag A1 erreicht. In dem elastischen Bauteil 50 mit nur den ersten Laschenabschnitten 56 erhöht sich eine zum elastischen Deformieren des elastischen Bauteils 50 notwendige Last, wenn der elastische Deformationsbetrag den elastischen Deformationsbetrag A1 überschreitet. D.h., die Federkonstante ist bis zu dem elastischen Deformationsbetrag A1 konstant, wohingegen sich die Federkonstante ändert, nachdem der elastische Deformationsbetrag den elastischen Deformationsbetrag A1 überschreitet.
Beispielsweise wenn das Wastegateventil 10 von dem Ventilöffnungszustand in den Ventilschließzustand wechselt, wirkt eine deutliche Last in der Erstreckungsrichtung des Ventilschafts 36 auf das elastische Bauteil 50. Zu dieser Zeit, wenn der elastische Deformationsbetrag des elastischen Bauteils 50 den elastischen Deformationsbetrag A1 überschreitet, kann das elastische Bauteil 50 nicht mit einem angemessenen, der Last entsprechenden, elastischen Deformationsbetrag deformiert werden. Dies kann darin resultieren, dass der Ventilkörper 30 nicht gegenüber dem Hebel 26 angemessen geneigt werden kann. Entsprechend kann man sagen, dass in dem elastischen Bauteil 50 mit nur den ersten Laschenabschnitten 56 ein Bereich bis zu dem elastischen Deformationsbetrag A1 in der Erstreckungsrichtung des Ventilschafts 36 ein tatsächlich nutzbarer Bereich ist.
Dagegen hat das elastische Bauteil 50 der vorliegenden Ausführungsform die ersten Laschenabschnitte 56 und die zweiten Laschenabschnitte 57. Die ersten Laschenabschnitte 56 und die zweiten Laschenabschnitte 57 krümmen sich in der Erstreckungsrichtung des Ventilschafts 36 in Bezug aufeinander hin zu den entgegengesetzten Seiten. Die ersten Laschenabschnitte 56 und die zweiten Laschenabschnitte 57 des elastischen Bauteils 50 deformieren sich elastisch in der Erstreckungsrichtung (der Höhenrichtung in 4) des Ventilschafts 36. Entsprechend ist der elastische Deformationsbetrag des elastischen Bauteils 50 in der Erstreckungsrichtung des Ventilschafts 36 zwischen den ersten Laschenabschnitten 56 und den zweiten Laschenabschnitten 57 verteilt. Hierdurch ist der elastische Deformationsbetrag pro Laschenabschnitt kleiner als der in dem elastischen Bauteil 50 mit nur den ersten Laschenabschnitten 56 des Beispiels. Selbst, wenn das elastische Bauteil 50 sich in einer Hochtemperaturumgebung befindet, ist es entsprechend möglich, zu verhindern, dass die elastischen Deformationsbeträge der ersten Laschenabschnitte 56 und der zweiten Laschenabschnitte 57 übermäßig zunehmen, und wird es dadurch möglich, einzuschränken, dass die ersten Laschenabschnitte 56 und die zweiten Laschenabschnitte 57 ermüdet werden. Dies kann kaum zu einer Situation führen, in welcher ein Wackeln des Ventilkörpers 30 bezüglich des Hebels 26 aufgrund der Ermüdung der ersten Laschenabschnitte 56 und der zweiten Laschenabschnitte 57 des elastischen Bauteils 50 nicht erreicht werden kann.
Wie in 7 durch die durchgezogene Linie angezeigt, ist in dem elastischen Bauteil 50 der vorliegenden Ausführungsform ferner der elastische Deformationsbetrag des elastischen Bauteils 50 in der Erstreckungsrichtung des Ventilschafts 36 zwischen den ersten Laschenabschnitten 56 und den zweiten Laschenabschnitten 57 verteilt. Von diesem Punkt aus deformiert sich das elastische Bauteil 50 der vorliegenden Ausführungsform mit einem konstanten Verhältnis elastisch, entsprechend der auf das elastische Bauteil 50 wirkenden Last, bis der elastische Deformationsbetrag des elastischen Bauteils 50 einen elastischen Deformationsbetrag A2 erreicht, welcher in der Erstreckungsrichtung des Ventilschafts 36 größer als der elastische Deformationsbetrag A1 ist. D.h., in dem elastischen Bauteil 50 ist ein Bereich bis zu dem elastischen Deformationsbetrag A2 in der Erstreckungsrichtung des Ventilschafts 36 ein tatsächlich nutzbarer Bereich. Entsprechend kann der tatsächlich nutzbare Bereich in dem elastischen Bauteil 50 der vorliegenden Ausführungsform, verglichen mit dem elastischen Bauteil 50 mit nur den ersten Laschenabschnitten 56, erhöht werden.
Ferner haben die ersten Laschenabschnitte 56 und die zweiten Laschenabschnitte 57 abgesehen von den von dem Verbindungsabschnitt 51 ausgehenden Krümmungsrichtungen im Wesentlichen die gleiche Form. Ferner sind die Gesamtzahl der ersten Laschenabschnitte 56 und die Gesamtzahl der zweiten Laschenabschnitte 57 gleich. Entsprechend sind jeweilige elastische Deformationsbeträge der ersten Laschenabschnitte 56 und der zweiten Laschenabschnitte 57 in der Erstreckungsrichtung des Ventilschafts 36 im Wesentlichen eine Hälfte des elastischen Deformationsbetrags des elastischen Bauteils 50 in der Erstreckungsrichtung des Ventilschafts 36. Das heißt, der elastische Deformationsbetrag des elastischen Bauteils 50 in der Erstreckungsrichtung des Ventilschafts 36 kann zwischen den ersten Laschenabschnitten 56 und den zweiten Laschenabschnitten 57 halbiert werden. Dies ermöglicht es, eine Erhöhung von einem der elastischen Deformationsbeträge der ersten Laschenabschnitte 56 und der zweiten Laschenabschnitte 57 zu beschränken.
Indessen wird ein Fall angenommen, in welchem die ersten Laschenabschnitte 56 nur an einer ersten Seite des elastischen Bauteils 50 vorgesehen sind und die zweiten Laschenabschnitte nur an einer zweiten Seite desselben vorgesehen sind, wobei die Mittelachse des Verbindungsabschnitts 51 sandwichartig dazwischen angeordnet ist. In diesem Fall wirkt die Vorspannkraft des elastischen Bauteils 50 auf eine erste Seite der Stützplatte 40 auf vorspannende Weise. Infolgedessen wirkt die Vorspannkraft derart auf den Ventilkörper 30, dass die Mittelachse des Ventilschafts 36 des Ventilkörpers 30 bezüglich der Mittelachse des Einstecklochs 29 des Hebels 26 geneigt wird. Wenn eine solche Kraft auf den Ventilkörper 30 wirkt, können die Adhäsionseigenschaften des Ventiltellers 31 des Ventilkörpers 30 bezüglich des Turbinengehäuses 80 abnehmen und kann das Wastegateventil 10 einen vollständig geschlossenen Ventilzustand nicht erreichen.
In dieser Hinsicht sind in der vorstehenden Ausführungsform die ersten Laschenabschnitte 56 bezüglich der Mittelachse des Ventilschafts 36 einander gegenüberliegend angeordnet und sind die zweiten Laschenabschnitte 57 bezüglich der Mittelachse des Ventilschafts 36 einander gegenüberliegend angeordnet. Entsprechend wirkt die Vorspannkraft des elastischen Bauteils 50 leicht als eine zu der Mittelachse des Ventilschafts 36 parallele Kraft auf die Stützplatte 40. Dies ermöglicht es, eine Situation zu verhindern, in welcher das Wastegateventil 10 den vollständig geschlossenen Ventilzustand nicht erreicht.
Ferner ist das elastische Bauteil 50 derart konfiguriert, dass die ersten Laschenabschnitte 56 und die zweiten Laschenabschnitte 57 abwechselnd alle 45° in der Umfangsrichtung rund um die Mittelachse des Verbindungsabschnitts 51 vorgesehen sind. Entsprechend tritt keine Situation auf, in welcher die ersten Laschenabschnitte 56 oder die zweiten Laschenabschnitte 57 auf unausgeglichene Weise in der Umfangsrichtung des Verbindungsabschnitts 51 angeordnet sind. Dies ermöglicht die Vorspannkraft des elastischen Bauteils 50 auf den Ventilkörper auszugleichen. Hierdurch ist es möglich, eine Situation zu verhindern, in welcher eine große Kraft auf einige Laschenabschnitte unter den ersten Laschenabschnitten 56 und den zweiten Laschenabschnitten 57 derart wirkt, dass die elastischen Deformationsbeträge dieser Laschenabschnitte übermäßig ansteigen. Ferner ist es möglich, das Wackeln des Ventilkörpers 30 bezüglich des Hebels 26 über die Umfangsrichtung des Verbindungsabschnitts 51 einzuschränken, da die Vorspannkraft an allen Positionen in der Umfangsrichtung rund um die Mittelachse des Verbindungsabschnitts 51 ausgeübt werden kann.
Ferner ist in der vorstehenden Ausführungsform an jeder Seite in der Richtung des langen Durchmessers zwischen dem Rand des Einstecklochs 29 und der Außenfläche des Abschnitts mit großem Durchmesser 37 des Ventilschafts 36 der Spalt S sichergestellt, so dass die Mittelachse des Ventilschafts 36 bezüglich der Mittelachse des Einstecklochs 29 in dem Hebel 26 neigbar ist, um sich in der Richtung des langen Durchmessers (der Höhenrichtung in 5) des Einstecklochs 29 zu neigen. Um das Neigen zu handhaben, stehen zwei Laschenabschnitte 56 unter den vier ersten Laschenabschnitten 56 des elastischen Bauteils 50 entlang der Richtung des langen Durchmessers (der Richtung des langen Durchmessers des Einstecklochs 29) des Verbindungsabschnitts 51 vor. Entsprechend deformiert sich einer der beiden ersten Laschenabschnitte 56 sicher elastisch, um die Vorspannkraft auszuüben, wenn der Ventilkörper 30 geneigt ist.
Es ist anzumerken, dass die Ausführungsform wie folgt modifiziert werden kann. In der Ausführungsform ist das elastische Bauteil 50 sandwichartig zwischen der Stützplatte 40 und dem Hebel 26 (dem Befestigungsabschnitt 28) angeordnet, das elastische Bauteil 50 kann jedoch auch, wie in 8 dargestellt, sandwichartig zwischen dem Hebel 26 (dem Befestigungsabschnitt 28) und dem Ventilteller 31 des Ventilkörpers 30, angeordnet sein. Ferner können in diesem Fall die Form des Schwingarms 20, des Ventilkörpers 30 und der Stützplatte 40 abhängig von der Position es elastischen Bauteils 50 angemessen geändert werden. In einem Fall, in welchem eine Fase, wie die angeschrägte Fläche 29c des Einstecklochs 29 in der Ausführungsform, groß ist und die ersten Laschenabschnitte 56 oder die zweiten Laschenabschnitte 57 nicht mit einer angemessenen Stelle des Hebels 26 (des Befestigungsabschnitts 28) in Kontakt gebracht werden können, kann beispielsweise, wie in 8 dargestellt, eine angeschrägte Fläche 29d mit einer kleineren Fase als der der angeschrägten Fläche 29c in der Ausführungsform eingesetzt werden.
Ferner kann das elastische Bauteil 50 sandwichartig zwischen der Stützplatte 40 und dem Hebel 26 (dem Befestigungsabschnitt 28) sowie zwischen dem Hebel 26 (dem Befestigungsabschnitt 28) und dem Ventilteller 31 des Ventilkörpers 30 angeordnet werden. In der Ausführungsform hat der Verbindungsabschnitt 51 des elastischen Bauteils 50 eine im Wesentlichen elliptische Ringform, ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Beispielsweise kann der Verbindungsabschnitt 51 eine vollständige Ringform oder eine Polygonalringform haben.
In der Ausführungsform sind die Gesamtzahl von ersten Laschenabschnitten 56 und die Gesamtzahl von zweiten Laschenabschnitten 57 gleich, sie können jedoch unterschiedlich zueinander sein. Selbst in diesem Fall sollte das elastische Bauteil 50 eine Anzahl von ersten Laschenabschnitten 56 und eine Anzahl von zweiten Laschenabschnitten 57 aufweisen.
In der Ausführungsform sind die Gesamtzahl von ersten Laschenabschnitten 56 und die Gesamtzahl von zweiten Laschenabschnitten 57 gerade, die Gesamtzahl von ersten Laschenabschnitten 56 und die Gesamtzahl von zweiten Laschenabschnitten 57 kann jedoch ungerade sein. Beispielsweise kann das elastische Bauteil 50, wie in 9 dargestellt, drei erste Laschenabschnitte 56 und drei zweite Laschenabschnitte 57 aufweisen. Es ist anzumerken, dass selbst in diesem Fall die ersten Laschenabschnitte 56 und die zweiten Laschenabschnitte 57, wie in 9 dargestellt, vorzugsweise abwechselnd in gleichen Winkeln (in diesem Beispiel ist der reguläre Winkel 60 Grad) vorgesehen sind.
In der Ausführungsform sind die ersten Laschenabschnitte 56 bezüglich der Mittelachse des Verbindungsabschnitts 51 einander gegenüberliegend angeordnet und sind die zweiten Laschenabschnitte 57 bezüglich der Mittelachse des Verbindungsabschnitts 51 einander gegenüberliegend angeordnet, sie sind jedoch nicht darauf beschränkt. Beispielsweise können, wie in 9 dargestellt, die ersten Laschenabschnitte 56 bezüglich der Mittelachse des Verbindungsabschnitts 51 den zweiten Laschenabschnitten 57 gegenüberliegend angeordnet sein. Ferner muss der Laschenabschnitt nicht notwendiger Weise bezüglich der Mittelachse des Verbindungsabschnitts 51 einem anderen Laschenabschnitt gegenüberliegend angeordnet sein. Verglichen mit dem elastischen Bauteil, welches nur an der ersten Seite in der Erstreckungsrichtung des Ventilschafts 36 mit Laschenabschnitten versehen ist, kann selbst in diesem Fall das elastische Bauteil 50 entsprechende elastische Deformationsbeträge der ersten Laschenabschnitte 56 und der zweiten Laschenabschnitte 57 reduzieren, da das elastische Bauteil 50 die ersten Laschenabschnitte 56 und die zweiten Laschenabschnitte 57 aufweist.
In der Ausführungsform sind die ersten Laschenabschnitte 56 und die zweiten Laschenabschnitte 57 in gleichen Winkeln in der Umfangsrichtung rund um die Mittelachse des Verbindungsabschnitts 51 vorgesehen, die ersten Laschenabschnitte 56 und die zweiten Laschenabschnitte 57 müssen jedoch nicht in den gleichen Winkeln in der Umfangsrichtung angeordnet sein. Beispielsweise ist in der Ausführungsform der Ventilkörper 30 relativ zu der Mittelachse des Einstecklochs 29 in dem Hebel 26 derart neigbar, dass sich die Mittelachse des Ventilschafts 36 in der Richtung des langen Durchmessers (der Höhenrichtung in 5) des Einstecklochs 29 neigt. Entsprechend kann das Wackeln des Ventilkörpers 30 bis zu einem gewissen Grad eingeschränkt werden, wenn die Laschenabschnitte vorgesehen sind, welche sich in der Richtung des langen Durchmessers des Einstecklochs 29 (dem Verbindungsabschnitt 51) erstrecken.
In der Ausführungsform sind die ersten Laschenabschnitte 56 und die zweiten Laschenabschnitte 57 in der Umfangsrichtung des Verbindungsabschnitts 51 abwechselnd vorgesehen, sie müssen jedoch nicht abwechselnd vorgesehen sein. In der Ausführungsform stehen die ersten Laschenabschnitte 56 und die zweiten Laschenabschnitte 57 in der Radialrichtung des Verbindungsabschnitts 51 mit im Wesentlichen dem gleichen Vorstehbetrag vor, sie können jedoch unterschiedliche Vorstehbeträge haben. Ferner haben in der Ausführungsform die ersten Laschenabschnitte 56 und die zweiten Laschenabschnitte 57 von dem Verbindungsabschnitt 51 ausgehend im Wesentlichen den gleichen Krümmungsbetrag, sie können jedoch unterschiedliche Krümmungsbeträge haben. Die Formen der ersten Laschenabschnitte 56 und der zweiten Laschenabschnitte 57 können abhängig von den Formen des Schwingarms 20, des Ventilkörpers 30, der Stützplatte 40 und Ähnlichem angemessen geändert werden. Verglichen mit dem elastischen Bauteil 50, welches nur entweder die ersten Laschenabschnitte 56 oder die zweiten Laschenabschnitte 57 aufweist, ist es selbst in diesem Fall möglich, entsprechende elastische Deformationsbeträge der ersten Laschenabschnitte 56 und der zweiten Laschenabschnitte 57 zu reduzieren, falls das elastische Bauteil 50 die ersten Laschenabschnitte 56 und die zweiten Laschenabschnitte 57 aufweist.
Zusammenfassend wird die Aufgabe der vorliegenden Erfindung gelöst durch ein Wastegateventil 10, welches Folgendes aufweist: einen Schwingarm 20, einen Ventilkörper 30 mit einem Ventilschaft 36, welcher durch ein Einsteckloch 29 des Schwingarms 20 eingesteckt ist, und einem Ventilteller 31, welcher konfiguriert ist, um einen Wastegateanschluss 38 zu schließen, eine Stützplatte 40, welche an einer dem Ventilteller 31 entgegengesetzten Seite an einem Ende des Ventilschafts 36 befestigt ist, und ein elastisches Bauteil 50, welches den Ventilteller 31 in einer Erstreckungsrichtung des Ventilschafts 36 vorspannt. Das elastische Bauteil 50 hat eine Anzahl von ersten Laschenabschnitten 56 und eine Anzahl von zweiten Laschenabschnitten 57, welche von einem Außenumfangsrand eines Verbindungsbauteils 51 des elastischen Bauteils 50 vorstehen. Die ersten Laschenabschnitte 56 und die zweiten Laschenabschnitte 57 krümmen sich in der Erstreckungsrichtung des Ventilschafts 36 zu unterschiedlichen Seiten hin.

Claims

Wastegateventil für einen Turbolader mit: einem Schwingarm (20), welcher durch ein Turbinengehäuse (80) des Turboladers drehbar gelagert ist, wobei der Schwingarm (20) ein Einsteckloch (29) hat; einem Ventilkörper (30) mit einem Ventilschaft (36) und einem Ventilteller (31), wobei der Ventilschaft (36) durch das Einsteckloch (29) eingesteckt ist, der Ventilteller (31) an einem Ende des Ventilschafts (36) vorgesehen ist und der Ventilteller (31) konfiguriert ist, um einen Wastegateanschluss (83) durch Anliegen an dem Turbinengehäuse (80) zu schließen; einer Stützplatte (40), welche an einem Teil des Ventilschafts (36) befestigt ist, wobei der Teil aus dem Einsteckloch (29) vorsteht, wobei sich der Teil an einer bezüglich des Ventiltellers (31) entgegengesetzten Seite des Ventilschafts (36) befindet; und einem elastischen Bauteil (50) mit einem ringförmigen Verbindungsabschnitt (51), in welchen der Ventilschaft (36) eingesteckt ist, und einer Anzahl von Laschenabschnitten (56, 57), wobei die Laschenabschnitte (56, 57) von einem Außenumfangsrand des Verbindungsabschnitts (51) radial nach außen hin vorstehen und sich zu einer Erstreckungsrichtung des Ventilschafts (36) hin krümmen, wobei der Ventilkörper (30) an dem Schwingarm (20) neigbar befestigt ist; das elastische Bauteil (50) sandwichartig zumindest zwischen der Stützplatte (40) und dem Schwingarm (20) oder zwischen dem Schwingarm (20) und dem Ventilteller (31) angeordnet ist; das elastische Bauteil (50) den Ventilkörper (30) in der Erstreckungsrichtung des Ventilschafts (36) vorspannt; und die Laschenabschnitte (56, 57) eine Anzahl von ersten Laschenabschnitten (56), welche sich zu einer ersten Seite in der Erstreckungsrichtung des Ventilschafts (36) hin krümmen, und eine Anzahl von zweiten Laschenabschnitten (57), welche sich hin zu einer zweiten Seite in der Erstreckungsrichtung des Ventilschafts (36) krümmen, aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass ein durch das Einsteckloch (29) geführter Abschnitt (37) des Ventilschafts (36) in einer Querschnittansicht senkrecht zu einer Achsrichtung des Abschnitts (37) eine leicht flache, elliptische Form hat und der Verbindungsabschnitt (51) eine im Wesentlichen elliptische Ringform oder eine Polygonalringform hat.
Wastegateventil nach Anspruch 1, wobei der Schwingarm (20) einen Schaft (21) und einen Hebel (26) aufweist; der Schwingarm (20) über den Schaft (21) an dem Turbinengehäuse (80) drehbar gelagert ist; das Einsteckloch (29) in dem Hebel (26) ausgebildet ist; und der Ventilkörper (30) an dem Hebel (26) neigbar befestigt ist.
Wastegateventil nach Anspruch 1 oder 2, wobei eine Gesamtzahl der ersten Laschenabschnitte (56) gleich einer Gesamtzahl der zweiten Laschenabschnitte (57) ist; die ersten Laschenabschnitte (56) bezüglich einer Mittelachse des Verbindungsabschnitts (51) einander gegenüberliegend angeordnet sind; und die zweiten Laschenabschnitte (57) bezüglich der Mittelachse des Verbindungsabschnitts (51) einander gegenüberliegend angeordnet sind.
Wastegateventil nach Anspruch 3, wobei die ersten Laschenabschnitte (56) und die zweiten Laschenabschnitte (57) in regelmäßigen Winkeln in einer Umfangsrichtung rund um die Mittelachse des Verbindungsabschnitts (51) vorgesehen sind.