-
TECHNISCHES GEBIET
-
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich im Allgemeinen auf Fahrzeugmotoren, und insbesondere auf eine Turbolader-Wastegate-Stellgliedanordnung.
-
HINTERGRUND
-
„Ladevorrichtungen“ werden in Verbrennungsmotoren eingesetzt, um die motorspezifische Leistungsabgabe zu erhöhen, die direkt proportional zum Luftdurchsatz ist. Neben der dynamischen Verstärkung, die die Dynamik der angesaugten Luft nutzt, wird in einigen Fällen eine mechanische Ladekonstruktion verwendet, bei der die Aufladevorrichtung direkt vom Motor angetrieben wird. In weiteren Konstruktionen von Ladevorrichtungen beinhalten Turbolader typischerweise ein Verdichterrad zum Verstärken von Luft, die in den Motor angesaugt wird, und ein Turbinenrad, das vom Abgas des Motors angetrieben wird. Bei Turboladerausführungen müssen die zugehörigen Komponenten aufgrund von Abgastemperaturen von bis zu 1050 Grad Celsius Temperaturen standhalten, die 500 Grad Celsius überschreiten können. Treibt eine Abgasturbine einen Verdichter zum Erhöhen des Eingangsdrucks eines Verbrennungsmotors an (z. B. wie bei einem Turbolader), bietet ein Ladedruckregelventil (Wastegate) am Turbinenradgehäuse ein Mittel zum Steuern des Ladedrucks. Das Turbinen-Wastegate ermöglicht einem Teil des Abgases, die Turbine zu umgehen und dieses Abgas in die Atmosphäre abzugeben.
-
Ein internes Wastegate kann zumindest teilweise in ein Turbinengehäuse integriert werden. Ein internes Wastegate beinhaltet typischerweise ein Klappventil (z. B. einen Stecker), einen Kurbelarm, eine Welle oder eine Stange und ein Stellglied. Ein Stecker eines Wastegates beinhaltet oft eine flache, scheibenförmige Oberfläche, die gegen einen flachen Sitz (z. B. Ventilsitz oder Wastegate-Sitz) anliegen kann, der über eine im Turbinenradgehäuse definierte Abgasumgehungsöffnung angeordnet ist. Allerdings können verschiedene Steckerausführungen einen vorstehenden Abschnitt beinhalten, der sich in eine Abgasumgehungsöffnung erstreckt (z. B. über eine Ebene eines Wastegate-Sitzes).
-
In einer geschlossenen Position des Wastegate-Kanals sollte ein Wastegate-Stecker so gegen einen Wastegate-Sitz (z. B. Sitzfläche) anliegen, dass er eine Abgasumgehungsöffnung wirksam abdichtet (z. B. um ein Austreten von Abgas aus einer Hochdruck-Abgasversorgung in einen Niederdruckbereich zu verhindern). Häufig ist ein internes Wastegate ausgelegt, um die Kraft von einem Arm auf einen Stecker zu übertragen (z. B. als zwei separate, aber dennoch verbundene Komponenten). Bei laufendem Motor variieren die Lastanforderungen an ein Wastegate je nach Druckdifferenz. Hohe Lastanforderungen können zu hohen mechanischen Spannungen in den Kinematikkomponenten eines Wastegates führen, was in einigen Fällen zu einer deutlich überdimensionierten Komponentenkonstruktion geführt hat, um den Anforderungen an die Zuverlässigkeit zu entsprechen (z. B. wie von Motorenherstellern gefordert). Die Zuverlässigkeit von Wastegate-Komponenten für Benzinmotorenanwendungen ist besonders wichtig, wenn Betriebstemperaturen und Abgaspulsationen sehr hoch sein können.
-
Dementsprechend hat sich die Notwendigkeit entwickelt, eine Wastegate-Stellgliedanordnung vorzusehen, die den hohen Abgastemperaturen und den hohen Abgaspulsationswerten über einen längeren Zeitraum standhalten kann.
-
KURZDARSTELLUNG
-
Die vorliegende Offenbarung sieht eine Wastegate-Stellgliedanordnung mit einer Regulierstange, einem Arm und einem Schaft vor. Die Regulierstange beinhaltet einen benachbarten Endbereich und einen distalen Endbereich, wobei der benachbarte Endbereich der Regulierstange mit einem Stellglied verbunden sein kann. Der Arm beinhaltet einen ersten Endbereich und einen zweiten Endbereich. Der erste Endbereich ist schwenkbar mit dem distalen Endbereich der Regulierstange über einen Kurbelzapfen, eine erste Tellerfeder und eine zweite Tellerfeder gekoppelt, die einen Festschmierstoff im Wesentlichen um den Kurbelzapfen herum halten. Die Welle mit einer Wellenachse kann drehbar am zweiten Endbereich des Armes befestigt werden. Die Regulierstange kann sich in Bezug auf das Stellglied linear bewegen, wodurch sich der Arm und die Welle um die Wellenachse drehen, um eine mit der Welle verbundene Wastegate-Abdeckung in Richtung Kanal 22 und von diesem weg zu bewegen.
-
Der Kurbelzapfen, die ersten und zweiten Tellerfedern und der Arm können eine Kammer definieren, die zum Aufnehmen des Festschmierstoffs ausgelegt ist. Es versteht sich, dass die Kammer im Wesentlichen geschlossen oder vollständig geschlossen sein kann, um den Festschmierstoff an der Verbindung zu halten. Der Kurbelzapfen kann mit dem ersten Endbereich des Arms an einer Basis des Kurbelzapfens integriert sein. Der Kurbelzapfen kann in einer in der Regulierstange definierten Öffnung angeordnet sein, wobei die erste Tellerfeder um einen oberen Bereich des Kurbelzapfens angrenzend an eine obere Außenfläche der Regulierstange angeordnet ist, während die zweite Tellerfeder um einen unteren Bereich des Kurbelzapfens angrenzend an eine untere Außenfläche der Regulierstange angeordnet ist.
-
In noch einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist ein verbesserter Turbolader mit einer robusten Stellgliedanordnung vorgesehen. Der Turbolader beinhaltet ein Turboladergehäuse, sowie Verdichter- und Turbinenräder, die über eine Rotorwelle, ein Stellglied, eine Regulierstange, einen Arm und eine Wastegate-Abdeckung verbunden sind. Wie in 1 dargestellt, bildet das Turboladergehäuse einen Wastegate-Kanal 22. Darüber hinaus sind das Verdichterrad, das Turbinenrad und die Rotorwelle im Turbinengehäuse angeordnet. Das Stellglied kann am Turboladergehäuse befestigt werden und die Regulierstange mit einem benachbarten Endbereich und einem distalen Endbereich ist mit dem Stellglied im benachbarten Endbereich verbunden. Der Arm beinhaltet einen ersten Endbereich und einen zweiten Endbereich, wobei der erste Endbereich über einen Kurbelzapfen schwenkbar mit dem distalen Endbereich der Regulierstange gekoppelt werden kann, wobei eine erste Tellerfeder und eine zweite Tellerfeder im Wesentlichen einen Festschmierstoff um den Kurbelzapfen halten. Die Welle kann zum Drehen um eine im Turbinengehäuse angeordnete Wellenachse ausgelegt sein, die drehbar am zweiten Endbereich des Arms befestigt ist, sodass sich die Welle und der zweite Endbereich des Arms gemeinsam um die Wellenachse drehen.
-
Die vorliegende Offenbarung und ihre besonderen Eigenschaften und Vorteile wird aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung anhand der beigefügten Zeichnungen offensichtlicher werden.
-
Figurenliste
-
Diese und andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung, dem besten Modus, den Ansprüchen und den dazugehörigen Zeichnungen ersichtlich:
- 1 veranschaulicht einen Turbolader mit einer Stellgliedanordnung gemäß der vorliegenden Offenbarung.
- 2 veranschaulicht eine Querschnittsansicht einer exemplarischen herkömmlichen Stellgliedanordnung.
- 3 veranschaulicht eine Querschnittsansicht entlang der Linie 3-3 von 1.
- 4A veranschaulicht eine Seitenansicht einer in den 1 und 3 verwendeten Tellerfeder (oder Federscheibe).
- 4B veranschaulicht eine Querschnittsansicht der Tellerfeder in 5 entlang der Linie 4B-4B.
- 5 veranschaulicht eine Draufsicht auf die Tellerfeder der 4A und 4B.
-
Gleiche Referenznummern beziehen sich auf gleiche Teile in der Beschreibung der verschiedenen Ansichten der Zeichnungen.
-
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
-
Es wird nun im Detail auf derzeit bevorzugte Zusammensetzungen, Ausführungsformen und Verfahren der vorliegenden Offenbarung Bezug genommen, welche die besten Arten der Durchführung der vorliegenden Offenbarung darstellen, die den Erfindern gegenwärtig bekannt sind. Die Figuren sind nicht notwendigerweise maßstäblich. Es versteht sich jedoch, dass die offenbarten Ausführungsformen lediglich exemplarisch für die vorliegende Offenbarung sind, die in verschiedenen und alternativen Formen ausgeführt werden kann. Daher sind die spezifischen Details, die hierin offenbart werden, nicht als Beschränkungen zu verstehen, sondern lediglich als repräsentative Grundlage für jegliche Aspekte der vorliegenden Offenbarung und/oder dienen nur als repräsentative Grundlage, um Fachleuten auf dem Gebiet die verschiedenen Anwendungsmöglichkeiten zu vermitteln.
-
Außer in den Beispielen oder wenn ausdrücklich erwähnt, sind alle nummerischen Angaben über Materialmengen oder Reaktions- und/oder Nutzungsbedingungen in dieser Beschreibung so zu verstehen, dass sie durch den Zusatz „etwa“ modifiziert werden, sodass sie den weitestmöglichen Umfang der vorliegenden Offenbarung beschreiben. Das Ausführen innerhalb der angegebenen nummerischen Grenzen wird im Allgemeinen bevorzugt. Ferner, wenn nicht ausdrücklich anders angegeben: Prozent, „Teile von“ und Verhältniswerte nach Gewicht; Wenn eine Gruppe oder Klasse von Materialien für einen bestimmten Zweck im Zusammenhang mit der vorliegenden Offenbarung als geeignet oder bevorzugt beschrieben wird, bedeutet das, dass Mischungen von zwei oder mehreren Mitgliedern der Gruppe oder Klasse gleichermaßen geeignet oder bevorzugt sind; die erste Definition eines Akronyms oder einer anderen Abkürzung gilt für alle nachfolgenden Verwendungen derselben Abkürzung und gilt in entsprechender Anwendung für normale grammatikalische Variationen der anfangs definierten Abkürzung entsprechend. Und es wird, sofern nicht ausdrücklich anders angegeben, die Messung einer Eigenschaft wird anhand derselben Technik gemessen, wie vorher oder nachher für dieselbe Eigenschaft angegeben ist.
-
Es versteht sich ferner, dass die vorliegende Offenbarung nicht auf die bestimmten Ausführungsformen und Verfahren beschränkt ist, die im Folgenden beschrieben werden, da bestimmte Komponenten und/oder Bedingungen natürlich variieren können. Des Weiteren dient die hierin verwendete Terminologie nur zum Zweck der Beschreibung verschiedener Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung und ist in keiner Art als einschränkend zu verstehen.
-
Es wird ferner darauf hingewiesen, dass, wie in der Spezifikation und den angehängten Patentansprüchen verwendet, die Singularformen „ein/e“ und „der/die/das“ auch die Pluralverweise umfassen, es sei denn, aus dem Kontext geht eindeutig etwas anderes hervor. Der Verweis auf eine Komponente im Singular soll beispielsweise eine Vielzahl von Komponenten umfassen.
-
Der Begriff „umfassend“ ist gleichbedeutend mit „beinhaltend“, „aufweisend“, „enthaltend“ oder „gekennzeichnet durch“. Diese Begriffe sind einschließlich und offen auszulegen, und schließen zusätzliche ungenannte Elemente oder Verfahrensschritte nicht aus.
-
Der Ausdruck „bestehend aus“ schließt jedes Element, jeden Schritt oder Bestandteil aus, der nicht in dem Anspruch spezifiziert ist. Wenn dieser Ausdruck in einem Abschnitt des Hauptteils eines Anspruchs erscheint, anstatt sofort nach der Einleitung zu folgen, begrenzt er nur das Element, das in dem Abschnitt beschrieben ist; wobei andere Elemente nicht vom Anspruch insgesamt ausgeschlossen werden.
-
Der Ausdruck „im Wesentlichen bestehend aus“ begrenzt den Umfang eines Anspruchs auf die angegebenen Materialien oder Schritte, plus denjenigen, die nicht erheblich die Grund- und neuartigen Merkmal(e) des beanspruchten Gegenstands beeinflussen.
-
Die Begriffe „umfassend“, „bestehend aus“ und „im Wesentlichen bestehend aus“ können alternativ verwendeten werden. Wo einer von diesen drei Begriffen verwendet wird, kann der vorliegend offenbarte und beanspruchte Gegenstand die Verwendung eines der anderen beiden Begriffe beinhalten.
-
Offenbarungen der Veröffentlichungen, auf die in dieser Anwendung verwiesen wird, gelten durch Bezugnahme in vollem Umfang in diese Anwendung aufgenommen, um den Stand der Technik, auf die sich dies vorliegende Offenbarung bezieht, genauer zu beschreiben.
-
Die folgende ausführliche Beschreibung ist ihrer Art nach lediglich exemplarisch und beabsichtigt nicht, die vorliegende Offenbarung oder die Anwendung oder Verwendungen der vorliegenden Offenbarung zu begrenzen. Darüber hinaus besteht keinerlei Verpflichtung zur Einschränkung auf eine der im vorstehenden Hintergrund oder in der folgenden ausführlichen Beschreibung dargestellten Theorien.
-
Unter Bezugnahme auf 1 ist eine perspektivische Darstellung eines exemplarischen Abgasturboladers 1 der vorliegenden Offenbarung vorgesehen. Der Turbolader 1 beinhaltet ein Verdichterrad 2 und ein Verdichtergehäuse 3, sowie ein Turbinenrad 4 in einem Turbinengehäuse 5. Der Bereich des Turbinengehäuses 5 und des Verdichtergehäuses 3 sind Teil des gesamten Turboladergehäuses. Der Bereich des Turbinengehäuses 5 und der Bereich des Verdichtergehäuses 3 sind auf herkömmliche Weise über einen Lagergehäusebereich 18 miteinander verbunden, in dem eine Rotorwelle 17 gelagert ist, die an ihren beiden freien Enden das Verdichterrad 2 bzw. das Turbinenrad 4 trägt.
-
Im Turbinengehäuse 5 ist eine Wastegate-Abdeckungsanordnung 6 (gebildet durch den Wastegate-Hebel 8, die Abdeckung 7 und die Welle 9) zum Öffnen und Schließen eines Wastegate-Kanals 22 vorgesehen, der aufgrund der in 1 gewählten Darstellung nicht sichtbar ist. Die Wastegate-Abdeckungsanordnung 6 ist zum Schließen des Wastegate-Kanals 22 mit der Abdeckung 7 über das Stellglied 11 vorgespannt. Obwohl das exemplarische Stellglied 11 von 1 als pneumatisches Stellglied dargestellt ist, versteht es sich, dass das Stellglied 11 auch ein elektrisches Stellglied sein kann. Da der Ladedruck jedoch einen vorgegebenen Wert überschreitet, bewirkt das Stellglied 11, dass sich die Abdeckung 7 über die Stellgliedanordnung 10 öffnet. Die Öffnung des Wastegate-Kanals 22 (durch Verschieben der Abdeckung 7 vom Wastegate-Kanal 22 weg) ermöglicht dem Abgas, das Turbinenrad zu umgehen und so die Drehzahl des Turbinenrades zu regeln.
-
Die Wastegate-Abdeckungsanordnung 6 beinhaltet eine Abdeckung 7, die auf einem Wastegate-Hebel 8 montiert ist. Der Wastegate-Hebel 8 ist mit einer aus dem Turbinengehäuse 5 herausgeführten Welle 9 vorgesehen (oder daran befestigt), die an ihrem Ende, im Beispiel dem oberen Ende, mit einem Arm 16 einer Stellgliedanordnung 10 verbunden ist. Der Arm 16 der Stellgliedanordnung 10 ist über einen Kurbelzapfen 15 schwenkbar mit einer Regulierstange 12 verbunden.
-
Somit ist die Regulierstange 12 an ihrem benachbarten Endbereich 13 mit einem Stellglied 11 verbunden, und am distalen Endbereich 14 ist die Regulierstange 12 über den Kurbelzapfen 15 mit dem Arm 16 verbunden. Durch diese Anordnung wird die lineare Bewegung B der Regulierstange 12 mittels der Vorrichtung zum Übertragen der Betätigungskraft in eine Drehbewegung des Arms 16 und damit in eine Drehbewegung der Welle 9 um eine Drehachse D umgewandelt, sodass die Abdeckung 7 vom Wastegate-Kanal 22 weggeschwenkt und zum Schließen gegen diese geschwenkt werden kann. Wie bereits erwähnt, kann die vorgenannte Stellgliedanordnung 10 hohen Temperaturen ausgesetzt sein, die 500 Grad Celsius übersteigen können, sowie einer hohen mechanischen Belastung durch Verbrennungsimpulse des Motors auf der Wastegate-Ventilseite und durch globale Trägheitsreaktionen des Motors auf Verbrennungsereignisse. Die Stellgliedanordnung 10 der vorliegenden Offenbarung ist daher konfiguriert, um einen Trockenschmierstoff 38 zurückzuhalten, der unter den vorgenannten schweren Betriebsbedingungen nicht zerfällt und dadurch die Lebensdauer der Anordnung 10 erhöht. Hinsichtlich aller Ausführungsformen in der vorliegenden Offenbarung kann der Feststoffschmierstoff 38 als Beschichtung auf den Außendurchmesser des Bolzens oder den Innendurchmesser der Regulierstange auf die Verbindung zwischen Arm 16 und Regulierstange 12 aufgebracht werden, wobei der Feststoffschmierstoff 38 jedoch bei Verwendung innerhalb der Kammer 23, wie in 3 dargestellt, aufbrechen und dispergieren kann. Ein Teil des Festschmierstoffs 38 kann mit dem Kurbelzapfen 15 und den Öffnungsflächen der Regulierstange verbunden bleiben, wobei jedoch eine bedeutende Menge des Festschmierstoffs 38 kurz nach Beginn der Verwendung in der Kammer 23 in Form von abgeblättertem Pulver vorliegt.
-
Unter Bezugnahme auf 2 ist eine exemplarische herkömmliche Wastegate-Stellgliedanordnung 110 dargestellt, wobei der Arm 116 und die Regulierstange 131 schwenkbar mit dem Kurbelzapfen 115 gekoppelt sind. Wie dargestellt, hält ein Sprengring 117 den Kurbelzapfen 115 des Arms 116 in der Öffnung der Regulierstange 112. Ein nasser Schmierstoff wird dort eingesetzt, wo der Kurbelzapfen 115 auf die Öffnung 119 der Regulierstange 112 trifft. Der nasse Schmierstoff (nicht dargestellt) kann sich jedoch bei so hohen Betriebstemperaturen und hohen Impulsen schnell zersetzen und abbauen.
-
Dementsprechend stellt die vorliegende Offenbarung weiterhin eine Wastegate-Stellgliedanordnung 10 mit einer robusten geschmierten Verbindung zwischen der Regulierstange 12 und dem Arm 16 dar, wie in den 1 und 3 gezeigt. Die Wastegate-Stellgliedanordnung 10 der vorliegenden Offenbarung ist in der Lage, einen Festschmierstoff 38 an der Verbindung zwischen dem Arm 16 und der Regulierstange 12 trotz hoher Betriebstemperaturen und hoher Impulszahlen zu halten oder aufzunehmen und dadurch die Lebensdauer der Stellgliedanordnung zu erhöhen. Somit beinhaltet die Wastegate-Stellgliedanordnung 10, wie bereits erwähnt, unter anderem eine Regulierstange 12, einen Arm 16 und eine Welle 9. Die Regulierstange 12 beinhaltet einen benachbarten Endbereich 13 und einen distalen Endbereich 14, wobei der benachbarte Endbereich 13 der Regulierstange 12 mit einem Stellglied 11 verbunden sein kann. Der Arm 16 beinhaltet einen ersten Endbereich 19 und einen zweiten Endbereich 21. Der erste Endbereich 19 ist schwenkbar mit dem distalen Endbereich 14 der Regulierstange 12 über einen Kurbelzapfen 15, eine erste Tellerfeder 32 und eine zweite Tellerfeder 34 gekoppelt, worin die ersten und zweiten Tellerfedern 32, 34 einen Festschmierstoff 38 im Wesentlichen um den Kurbelzapfen 15 in einer Kammer 23 halten. Die Welle 9 mit einer Wellenachse D kann drehbar am zweiten Endbereich 21 des Arms 16 befestigt werden. Somit kann sich die Regulierstange 12, wie vorstehend beschrieben, in einer linearen Weise B (siehe 1) in Bezug auf das Stellglied 11 bewegen, wodurch sich der Arm 16 und die Welle 9 um die Wellenachse D drehen, um so eine mit der Welle 9 verbundene Wastegate-Abdeckung 7 in Richtung eines Wastegate-Kanals zu bewegen und von diesem weg.
-
Wie in 3 dargestellt, definieren der Kurbelzapfen 15, die ersten und zweiten Tellerfedern 32, 34 und der Arm 16 eine Kammer 23, die zum Zurückhalten des Festschmierstoffs ausgelegt ist. Es versteht sich, dass die Kammer 23 im Wesentlichen geschlossen oder vollständig geschlossen sein kann, um den Festschmierstoff 38 an der Verbindung zwischen Arm 16 und Regulierstange 12 in Position zu halten. Der Kurbelzapfen 15 kann mit dem ersten Endbereich 19 des Arms 16 an einer Basis 62 des Kurbelzapfens 15 fest verbunden sein, sodass der Kurbelzapfen 15 mit dem ersten Endbereich 19 des Arms 16 an der Basis 62 des Kurbelzapfens 15 verschweißt oder anderweitig dauerhaft befestigt werden kann, oder der Kurbelzapfen 15 und der Arm 16 können aus einem Materialstück gebildet sein.
-
Unter Bezugnahme auf die 1 und 3 kann der Kurbelzapfen 15 in einer in der Regulierstange 12 definierten Öffnung 60 (3) angeordnet werden, wobei die erste Tellerfeder 32 um einen oberen Bereich 50 (3) des Kurbelzapfens 15 benachbart zu einer oberen Außenfläche 54 der Regulierstange 12 angeordnet ist, während die zweite Tellerfeder 34 um einen unteren Bereich 52 (3) des Kurbelzapfens 15 benachbart zu einer unteren Außenfläche 56 der Regulierstange 12 angeordnet ist. Es versteht sich, dass der in 3 dargestellte Festschmierstoff 38 für Betriebstemperaturen über 500 Grad Celsius ausgelegt ist. Daher erfährt die Stellgliedanordnung 10 eine geringere Abnutzung, da der Festschmierstoff 38 bei den hohen Temperaturen und hohen Impulsen nicht aufbricht.
-
Unter Bezugnahme auf die 4A-4B und 5 ist ein Beispiel für die nicht begrenzende Tellerfeder 32, 34 dargestellt. Die ersten und zweiten Tellerfedern 32, 34 können eine etwas elastische Struktur aufweisen, die einer Ausdehnung und Kontraktion in der Verbindung zwischen der Regulierstange 12 und dem Arm 16 widerstehen kann. Es versteht sich ebenfalls, dass die ersten und zweiten Tellerfedern auch als Federscheiben oder dergleichen bezeichnet werden können. Obwohl nicht erforderlich, können die ersten und zweiten Tellerfedern 32, 34 in allen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung eine obere horizontale Oberfläche 40 beinhalten, die an eine benachbarte Komponente angrenzen kann - das heißt, eine Schnappklammer 36 für die erste Tellerfeder 32 und einen Arm 16 für die zweite Tellerfeder, wie in 3 dargestellt. Es versteht sich, dass der Arm 16, die Regulierstange 12 und die ersten und zweiten Tellerfedern 32, 34 unter Druck vorgespannt sind, wenn die Schnappklammer 36 am Kurbelzapfen 15 befestigt ist. Jede der ersten und zweiten Tellerfedern 32, 34 können eine Öffnung 46 beinhalten, die zur Aufnahme des Kurbelzapfens 15 ausgelegt ist. Darüber hinaus kann jede der ersten und zweiten Tellerfedern eine offene Kammer 42 (4B) beinhalten, die durch die Wand 43 definiert ist, wenn die Wand 43 in einem Winkel angeordnet ist, wie in den 4A und 4B dargestellt. Wenn die ersten und zweiten Tellerfedern auf dem Kurbelzapfen 15 und der Regulierstange 15 montiert sind, kann die offene Kammer 42 ferner den Festschmierstoff 38 aufnehmen, wie in 3 dargestellt. Es versteht sich ferner, dass die Tellerfederkammer 42 der ersten Tellerfeder 32 über den Spalt 35 zwischen dem Kurbelzapfen 15 und der Öffnung 60 mit der Tellerfederkammer 42 der zweiten Tellerfeder 34 fluidverbunden sein kann. Unabhängig vom Winkel der Wand 43 ist zu verstehen, dass die Kammer 23 (die den Festschmierstoff 38 zurückhält) durch die ersten und zweiten Tellerfedern 32, 34, den Kurbelzapfen 15 und die Regulierstange 12 definiert ist, wie in 3 dargestellt.
-
In noch einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist ein verbesserter Turbolader 1 mit einer robusten Stellgliedanordnung 10 vorgesehen. Der Turbolader 1 beinhaltet ein Turboladergehäuse 58, sowie die Verdichter- und Turbinenräder 2, 4, die über eine Rotorwelle 9, ein Stellglied 11, eine Regulierstange 12, einen Arm 16 und eine Wastegate-Abdeckung 7 verbunden sind. Wie in 1 dargestellt, bildet das Turboladergehäuse einen Wastegate-Kanal 22. Darüber hinaus sind das Verdichterrad 2, das Turbinenrad 4 und die Rotorwelle 9 im Turbinengehäuse 58 angeordnet. Das Stellglied 11 kann am Turboladergehäuse befestigt werden und die Regulierstange 12 mit einem benachbarten Endbereich 13 und einem distalen Endbereich 14 ist mit dem Stellglied 11 im benachbarten Endbereich 13 verbunden. Der Arm 16 beinhaltet einen ersten Endbereich 19 und einen zweiten Endbereich 21, wobei der erste Endbereich 19 über einen Kurbelzapfen 15 schwenkbar mit dem distalen Endbereich14 der Regulierstange12 gekoppelt werden kann, wobei eine erste Tellerfeder 32 und eine zweite Tellerfeder 34 im Wesentlichen einen Festschmierstoff 38 um den Kurbelzapfen 15 halten. Die Welle 9 kann so ausgelegt sein, dass sie sich um eine Wellenachse D dreht, die im Turboladergehäuse 58 angeordnet und drehbar am zweiten Endbereich 21 des Arms 16 befestigt ist, sodass sich die Welle 9 und der zweite Endbereich 21 des Arms 16 gemeinsam um die Wellenachse D drehen. Es versteht sich, dass die Regulierstange 12 bei dieser Anordnung so ausgelegt ist, dass sie sich in einer linearen Weise B in Bezug auf das Stellglied 11 bewegt, wodurch sich der Arm 16 und die Welle 9 um die Wellenachse D benachbart zum zweiten Endbereich 21 des Arms 16 drehen, um so eine mit der Welle 9 verbundene Wastegate-Abdeckung 7 in Richtung des Wastegate-Kanals 22 und von diesem weg zu bewegen.
-
Unter Bezugnahme auf 3 definieren der Kurbelzapfen 15, die ersten und zweiten Tellerfedern 32, 34 und der Arm 16 eine Kammer 23, die zum Zurückhalten des Festschmierstoffs ausgelegt ist. Es versteht sich, dass die Kammer 23 im Wesentlichen geschlossen (aufgrund eines beliebigen Zwischenraums zwischen den Tellerfedern 32, 34 und der Regulierstange 12) oder vollständig geschlossen (wie in 3 dargestellt, sodass die Tellerfedern 32, 34 an der Regulierstange 12 anliegen) sein kann, um den Festschmierstoff 38 an der Verbindung in Position zu halten. Unter erneuter Bezugnahme auf 3 kann der Kurbelzapfen 15 integral mit dem ersten Endbereich 19 des Arms 16 an einer Basis 62 des Kurbelzapfens 15 ausgebildet sein. Der Kurbelzapfen 15 kann mit dem ersten Endbereich 19 des Arms 16 an der Basis 62 des Kurbelzapfens 15 verschweißt werden, oder der Kurbelzapfen 15 und der Arm 16 können aus einem Materialstück gebildet sein.
-
Wie in den 1 und 3 dargestellt, kann der Kurbelzapfen 15 in einer in der Regulierstange 12 definierten Öffnung angeordnet werden, wobei die erste Tellerfeder 32 um einen oberen Bereich 50 (3) des Kurbelzapfens 15 benachbart zu einer oberen Außenfläche 54 der Regulierstange 12 angeordnet ist, während die zweite Tellerfeder 34 um einen unteren Bereich 52 (3) des Kurbelzapfens 15 benachbart zu einer unteren Außenfläche 56 der Regulierstange 12 angeordnet ist. Es versteht sich, dass der in 3 dargestellte Festschmierstoff 38 für Betriebstemperaturen über 500 Grad Celsius ausgelegt ist. Daher unterliegt die Stellgliedanordnung 10 einer geringeren Abnutzung, da der Festschmierstoff 38 bei den hohen Temperaturen und hohen Impulsniveaus nicht aufbricht.
-
Während mindestens eine exemplarische Ausführungsform in der vorstehenden ausführlichen Beschreibung dargestellt wurde, versteht es sich, dass es eine große Anzahl an Varianten gibt. Es versteht sich weiterhin, dass die exemplarische Ausführungsform oder die exemplarischen Ausführungsformen lediglich Beispiele sind und den Umfang, die Anwendbarkeit oder die Konfiguration dieser Offenbarung in keiner Weise einschränken sollen. Die vorstehende ausführliche Beschreibung stellt Fachleuten auf dem Gebiet vielmehr einen zweckmäßigen Plan zur Implementierung der exemplarischen Ausführungsform bzw. der exemplarischen Ausführungsformen zur Verfügung. Es versteht sich, dass verschiedene Veränderungen an der Funktion und der Anordnung von Elementen vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der Offenbarung, wie er in den beigefügten Ansprüchen und deren rechtlichen Entsprechungen aufgeführt ist, abzuweichen.
