DE112018001379B4

DE112018001379B4 - Wellscheibe und Ventil mit variabler Strömungsrate

Info

Publication number: DE112018001379B4
Application number: DE112018001379.0T
Authority: DE
Inventors: Yuichiro Akiyama; Satoshi Ohtani; Naotada UEDA; Michihiko Tanigaki; Hideki Toya
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 2017-03-15
Filing date: 2018-03-07
Publication date: 2022-12-08
Anticipated expiration: 2038-03-08
Also published as: WO2018168611A1; JP6815233B2; US10876466B2; CN110291280A; CN110291280B; US20200347778A1; DE112018001379T5; JP2018151050A

Abstract

Wellscheibe (40, 40A), mit:einem ringförmigen Körper (60, 60A), der um eine Achse (L) in einer Wellform ausgebildet ist; undmindestens einem vorstehenden Stück (70, 70A), das aus dem Körper (60, 60A) nach innen oder nach außen vorsteht,wobei das mindestens eine vorstehende Stück (70, 70A) eine plane Fläche (81, 82) umfasst, die senkrecht zu der Achse (L) ist,wobei das vorstehende Stück (70, 70A) einen proximalen Abschnitt (73, 75), der mit dem Körper (60, 60A) verbunden ist und sich entlang der Radialrichtung des Körpers (60, 60A) erstreckt, und einen distalen Abschnitt (74, 76) umfasst, der mit dem proximalen Abschnitt (73, 75) verbunden ist, undwobei mindestens der distale Abschnitt (74, 76) mit der planen Fläche (81, 82) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dasseine Breite (W1) des proximalen Abschnitts (73, 75) in einer Richtung, die sowohl zu der Achse (L) als auch dem Radius senkrecht ist, kleiner ist als eine Breite (W2) des distalen Abschnitts (74, 76).

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Wellscheibe und ein Ventil mit variabler Strömungsrate.
Stand der Technik
Herkömmlich sind eine Wellscheibe oder eine Federscheibe bekannt, die in den Patentdokumenten 1 bis 3 beschrieben sind. Die im Patentdokument 1 beschriebene Wellscheibe umfasst eine Vielzahl von bogenförmigen Stücken und eine Vielzahl von nach innen gebogenen Stücken, die die bogenförmigen Stücke verbinden. Die im Patentdokument 2 beschriebene Wellscheibe umfasst einen gewellten ringförmigen Scheibenkörper und drei Vorsprungsstücke, die an einem Innenrand des Scheibenkörpers ausgebildet sind. Die drei Vorsprungsstücke sind schräg nach oben mit denselben Winkelabständen ausgebildet. Ein Vorderende von jedem Vorsprungsstück ist mit einer großen Breite ausgebildet und hat eine gekrümmte Fläche, die einem Außenrand einer zugehörigen Welle auf enge Weise folgt. Die im Patentdokument 3 beschriebene Federscheibe umfasst einen ringförmigen Außenkörper und eine Vielzahl von ersten und zweiten Fingerabschnitten, die sich aus dem Außenkörper nach innen erstrecken. Die ersten und zweiten Fingerabschnitte sind in einer Umfangsrichtung abwechselnd vorgesehen. Der erste Fingerabschnitt erstreckt sich in einer ersten axialen Richtung und der zweite Fingerabschnitt erstreckt sich in einer zweiten axialen Richtung.
Patentdokument 4 zeigt eine gattungsgemäße Wellscheibe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Weitere herkömmliche Wellscheiben sind in den Patentdokumenten 5 und 6 gezeigt.
Entgegenhaltungsliste
Patentliteratur

Patentdokument 1: JP H10- 30 668 A
Patentdokument 2: JP 2000- 291 622 A
Patentdokument 3: WO 2005 / 071 281 A1
Patentdokument 4: JP 2014- 101 958 A
Patentdokument 5: DE 10 2015 108 284 A1
Patentdokument 6: JP 2018- 31 310 A

Zusammenfassung der Erfindung
Technische Aufgabe
Wie vorstehend beschrieben wurde, sind aus der Vergangenheit verschiedene Scheiben bekannt. Allerdings werden die vorstehend beschriebenen herkömmlichen Scheiben durch einen Kontakt mit Teilen, die die Scheibe zwischen einander anordnen, leicht verschlissen.
Die vorliegende Offenbarung beschreibt eine Wellscheibe, die imstande ist, einen Verschleiß aufgrund eines Kontakts mit Teilen zu reduzieren, und ein Ventil mit variabler Strömungsrate, das die Wellscheibe umfasst.
Lösung der Aufgabe
Dies wird erfindungsgemäß mit einer Wellscheibe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie mit einem Ventil mit den Merkmalen von einem der Ansprüche 7 bis 10 erreicht. Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Eine erfindungsgemäße Wellscheibe umfasst: Einen ringförmigen Körper, der um eine Achse in einer Wellform ausgebildet ist; und mindestens ein vorstehendes Stück, das aus dem Körper nach innen oder nach außen vorsteht, in dem das mindestens eine vorstehende Stück eine plane Fläche umfasst, die senkrecht zu der Achse ist.
Wirkungen der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, den Verschleiß der Wellscheibe aufgrund eines Kontakts mit den Teilen zu reduzieren. Es ist möglich, ein Aufprallgeräusch zwischen den Teilen in dem Ventil mit variabler Strömungsrate zu reduzieren.
Figurenliste

1 ist eine Schnittansicht, die einen Turbolader zeigt, der ein Ventil mit variabler Strömungsrate gemäß einer Ausführungsform verwendet.
2 ist eine Seitenansicht, die den Turbolader der 1 zeigt.
3 ist eine Schnittansicht entlang einer Linie III-III der 2.
4 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Wellscheibe der 3 zeigt.
5 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht der 3.
6 ist ein Diagramm, das eine Positionsbeziehung der Wellscheibe bezüglich einem Bindeelement zeigt.
7 ist eine Vorderansicht der Wellscheibe der 4.
8 ist eine Hinteransicht der Wellscheibe der 4.
9 ist eine Draufsicht der Wellscheibe der 4.
10 ist eine Unteransicht der Wellscheibe der 4.
11 ist eine Ansicht von rechts der Wellscheibe der 4.
12 ist eine Ansicht von links der Wellscheibe der 4.
13 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht der 7.
14 ist eine Vorderansicht, die eine Wellscheibe gemäß einer anderen Ausführungsform zeigt.

Beschreibung von Ausführungsformen
Eine erfindungsgemäße Wellscheibe umfasst: Einen ringförmigen Körper, der um eine Achse in einer Wellform ausgebildet ist; und mindestens ein vorstehendes Stück, das aus dem Körper nach innen oder nach außen vorsteht, bei dem das mindestens eine vorstehende Stück eine plane Fläche umfasst, die senkrecht zu der Achse ist.
Gemäß dieser Wellscheibe ist irgendein Wellenelement durch den ringförmigen Körper eingesetzt. Irgendwelche zwei Teile sind an beiden Seiten des Körpers in der Axialrichtung vorgesehen. Die Wellscheibe ist zwischen den zwei Teilen angeordnet. Der Körper, der in einer Wellform ausgebildet ist, hat eine Elastizität und wird in der Axialrichtung verformt (zusammengezogen), während er zwischen zwei Teilen angeordnet ist. Dabei kann die plane Fläche des vorstehenden Stücks mindestens ein Teil berühren. Entsprechend kann die Kontaktfläche zwischen der Wellscheibe und dem Teil vergrößert werden. Eine Vergrößerung der Kontaktfläche führt zu einer Verringerung eines Flächendrucks verglichen mit der Scheibe, die dieselben Innen- und Außendurchmesser hat. Entsprechend kann ein Verschleiß, aufgrund eines Kontakts mit Teilen reduziert werden. In der Vergangenheit verursachte der Verschleiß der Wellscheibe eine Verschlechterung einer Elastizität (beispielsweise einer Spannung, Federkraft oder dergleichen), jedoch kann gemäß der vorstehend beschriebenen Wellscheibe eine Verschlechterung einer Elastizität auch unterdrückt werden, weil der Verschleiß reduziert wird.
Vorzugsweise umfasst der Körper einen Basisabschnitt, mit dem das vorstehende Stück verbunden ist, und wobei die plane Fläche des vorstehenden Stücks und eine Vorderfläche des Basisabschnitts auf derselben Ebene angeordnet sind. In diesem Fall berührt nicht nur die plane Fläche des vorstehenden Stücks, sondern auch die Vorderfläche des Basisabschnitts des Körpers mindestens ein Teil. Wenn die plane Vorderfläche in dem Körper auf diese Weise auch vorgesehen ist, kann die Kontaktfläche zwischen der Wellscheibe und dem Teil weiter vergrößert werden. Entsprechend kann die Wellform des Körpers in einem Bereich ausgebildet sein, der von dem Basisabschnitt verschieden ist.
Vorzugsweise ist der Körper in einer Wellform zwischen einer ersten Ebene, die senkrecht zu der Achse ist, und einer zweiten Ebene ausgebildet, die senkrecht zu der Achse ist und von der ersten Ebene in der Axialrichtung getrennt ist, und wobei das mindestens eine vorstehende Stück mindestens ein erstes vorstehendes Stück, das sich entlang der ersten Ebene erstreckt und die plane Fläche umfasst, die auf einer Seite ausgebildet ist, die der zweiten Ebene in der Axialrichtung entgegengesetzt ist, und mindestens ein zweites vorstehendes Stück umfasst, das sich entlang der zweiten Ebene erstreckt und die plane Fläche umfasst, die auf einer Seite ausgebildet ist, die der ersten Ebene in der Axialrichtung entgegengesetzt ist. In diesem Fall sind das erste vorstehende Stück bzw. das zweite vorstehende Stück vorgesehen, die die planen Flächen umfassen, die den parallelen ersten und zweiten Ebenen folgen. Das erste vorstehende Stück berührt das erste Teil und das zweite vorstehende Stück berührt das zweite Teil. Entsprechend kann die Kontaktfläche zwischen der Wellscheibe und dem Teil weiter vergrößert werden, weil die Wellscheibe beide der zwei Teile in einer Ebene berührt. Zwei Arten von planen Flächen, die an beiden Stirnflächen des Körpers in der Axialrichtung angeordnet sind, teilen einen Flächendruck zuverlässig auf, der von dem Teil übertragen wird.
Vorzugsweise sind das erste vorstehende Stück und das zweite vorstehende Stück in der Umfangsrichtung abwechselnd angeordnet. In diesem Fall kann die Vielzahl von vorstehenden Stücken als Reaktion auf die Wellform des Körpers angemessen angeordnet werden. Die Wellscheibe kann einheitlich zwei Teile berühren. Ein Flächendruck, der auf die Vielzahl von planen Flächen ausgeübt wird, kann auch in der Umfangsrichtung einheitlich sein.
Erfindungsgemäß umfasst das vorstehende Stück einen proximalen Abschnitt, der mit dem Körper verbunden ist und sich in einer Radialrichtung des Körpers erstreckt, sowie einen distalen Abschnitt, der mit dem proximalen Abschnitt verbunden ist, wobei mindestens der distale Abschnitt mit der planen Fläche versehen ist und eine Breite des proximalen Abschnitts in einer Richtung, die sowohl zu der Achse als auch zu dem Radius senkrecht ist, kleiner ist als eine Breite des distalen Abschnitts. Entsprechend kann die Kontaktfläche mit dem Teil durch den distalen Abschnitt vergrößert werden, der mit der planen Fläche versehen ist. Weil die Breite des proximalen Abschnitts kleiner ist als die Breite des distalen Abschnitts beeinträchtigt der proximale Abschnitt die Form des Körpers kaum, der in einer Wellform ausgebildet ist. Anders gesagt, ein Freiheitsgrad bei einem Entwurf der Wellform des Körpers kann vergrößert werden.
Vorzugsweise ist die plane Fläche über den gesamten Bereich des vorstehenden Stücks ausgebildet. In diesem Fall kann die Kontaktfläche zwischen der Wellscheibe und dem Teil weiter vergrößert werden, weil der gesamte Bereich des vorstehenden Stücks mindestens ein Teil berührt.
Vorzugsweise steht das vorstehende Stück aus dem Körper nach innen vor. In diesem Fall kann eine Konfiguration, bei der das Wellenelement mit dem Vorderende des vorstehenden Teils in Kontakt kommt, vorgesehen sein. Das vorstehende Stück zum Erhöhen der Kontaktfläche kann als ein Positionierungselement verwendet werden.
Ein erfindungsgemäßes Ventil mit variabler Strömungsrate umfasst: Einen Ventilkörper, der einen Öffnungsabschnitt eines Durchlasses mit variabler Gasströmungsrate, der in einem Gehäuse ausgebildet ist, öffnet und schließt; einen Schaft, der durch das Gehäuse gehalten wird, um drehbar zu sein, während der Ventilkörper mit seinem ersten Ende verbunden ist; ein Zylinderlager, das durch ein Durchgangsloch des Gehäuses eingesetzt ist und den Schaft drehbar hält; ein Bindeelement, das mit einem zweiten Ende des Schafts verbunden ist, das aus einer Stirnfläche des Gehäuses des Lagers vorsteht; sowie irgendeine der vorstehend beschriebenen Wellscheiben, die in einem Spalt zwischen der Stirnfläche des Lagers und dem Bindeelement angeordnet ist, und durch die der Schaft eingesetzt ist. Entsprechend kann die Federkraft der Wellscheibe den Aufprall zwischen dem Lager und dem Bindeelement unterdrücken. Entsprechend kann das Geräusch, das durch den Turbolader erzeugt wird, reduziert werden, weil das Aufprallgeräusch (Stoßgeräusch) zwischen dem Lager und dem Bindeelement bei dem Ventil mit variabler Strömungsrate reduziert ist. Dies kann die Marktfähigkeit des Turboladers verbessern.
Ein erfindungsgemäßes Ventil mit variabler Strömungsrate umfasst: Einen Ventilkörper, der einen Öffnungsabschnitt eines Durchlasses mit variabler Gasströmungsrate, der in einem Gehäuse ausgebildet ist, öffnet und schließt; ein Befestigungselement, das einen Vorderendabschnitt umfasst, an dem der Ventilkörper befestigt ist; einen Schaft, der durch das Gehäuse gehalten ist, um drehbar zu sein, während ein Basisendabschnitt des Befestigungselements mit seinem ersten Ende verbunden ist; ein Zylinderlager, das durch ein Durchgangsloch des Gehäuses eingesetzt ist und den Schaft drehbar hält; sowie irgendeine der vorstehend beschriebenen Wellscheiben, die in einem Spalt zwischen dem Basisendabschnitt des Befestigungselements und einer Stirnfläche des Lagers in dem Gehäuse angeordnet ist, und durch die der Schaft eingesetzt ist. Entsprechend kann die Federkraft der Wellscheibe den Aufprall zwischen dem Befestigungselement und dem Lager unterdrücken. Entsprechend kann das Geräusch, das durch den Turbolader erzeugt wird, reduziert werden, weil das Aufprallgeräusch (Stoßgeräusch) zwischen dem Befestigungselement und dem Lager bei dem Ventil mit variabler Strömungsrate reduziert ist. Dies kann die Marktfähigkeit des Turboladers verbessern.
Ein erfindungsgemäßes Ventil mit variabler Strömungsrate umfasst: Einen Ventilkörper, der einen Öffnungsabschnitt eines Durchlasses mit variabler Gasströmungsrate öffnet und schließt; eine Ventilwelle, die in dem Ventilkörper vorgesehen ist und in Richtung einer Seite vorsteht, die dem Öffnungsabschnitt entgegengesetzt ist; ein Befestigungselement, das einen Vorderendabschnitt umfasst, durch den die Ventilwelle eingesetzt ist, und an dem der Ventilkörper befestigt ist; eine Klammer, die mit einem Endabschnitt, der dem Ventilkörper entgegengesetzt ist, in der Ventilwelle verbunden ist und aus dem Befestigungselement vorsteht; und irgendeine der vorstehend beschriebenen Wellscheiben, die in einem Spalt zwischen dem Befestigungselement und der Klammer angeordnet ist, und durch die die Ventilwelle eingesetzt ist. Entsprechend kann die Federkraft der Wellscheibe den Aufprall zwischen dem Befestigungselement und der Klammer unterdrücken. Entsprechend kann das Geräusch, das durch den Turbolader erzeugt wird, reduziert werden, weil das Aufprallgeräusch (Stoßgeräusch) zwischen dem Befestigungselement und der Klammer bei dem Ventil mit variabler Strömungsrate reduziert ist. Dies kann die Marktfähigkeit des Turboladers verbessern.
Ein erfindungsgemäßes Ventil mit variabler Strömungsrate umfasst: Einen Ventilkörper, der einen Öffnungsabschnitt eines Durchlasses mit variabler Gasströmungsrate öffnet und schließt; eine Ventilwelle, die in dem Ventilkörper vorgesehen ist und in Richtung der Seite vorsteht, die dem Öffnungsabschnitt entgegengesetzt ist; ein Befestigungselement, das einen Vorderendabschnitt umfasst, durch den die Ventilwelle eingesetzt ist, und an dem der Ventilkörper befestigt ist; und irgendeine der vorstehend beschriebenen Wellscheiben, die in einem Spalt zwischen dem Ventilkörper und dem Befestigungselement angeordnet sind, und durch die die Ventilwelle eingesetzt ist. Entsprechend kann die Federkraft der Wellscheibe den Aufprall zwischen dem Ventilkörper und dem Befestigungselement unterdrücken. Entsprechend kann das Geräusch, das durch den Turbolader erzeugt wird, reduziert werden, weil das Aufprallgeräusch (Stoßgeräusch) zwischen dem Ventilkörper und dem Befestigungselement bei dem Ventil mit variabler Strömungsrate reduziert ist. Dies kann die Marktfähigkeit des Turboladers verbessern.
Nachstehend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Zusätzlich werden bei der Beschreibung der Zeichnungen dieselben Bezugszeichen denselben Komponenten gegeben und ihre sich wiederholende Beschreibung wird ausgelassen.
Ein Turbolader 1, der in den 1 bis 3 gezeigt ist, ist beispielsweise ein Fahrzeugturbolader und wird verwendet, um eine Luft zu verdichten, die einer Kraftmaschine (nicht gezeigt) zugeführt wird, in dem ein Abgas verwendet wird, das aus der Kraftmaschine ausgestoßen wird. Der Turbolader 1 umfasst eine Turbine 2 und einen Verdichter 3. Die Turbine 2 umfasst ein Turbinengehäuse 4 und ein Turbinenlaufrad 6, das in dem Turbinengehäuse 4 aufgenommen ist. Der Verdichter umfasst ein Verdichtergehäuse 5 und ein Verdichterlaufrad 6, das in dem Verdichtergehäuse 5 aufgenommen ist.
Das Turbinenlaufrad 6 ist an einem ersten Ende einer Drehwelle 14 vorgesehen und das Verdichterlaufrad 7 ist an einem zweiten Ende der Drehwelle 14 vorgesehen. Ein Lagergehäuse 13 ist zwischen dem Turbinengehäuse 4 und dem Verdichtergehäuse 5 vorgesehen. Die Drehwelle 14 ist durch das Lagergehäuse 13 mittels eines Lagers 15 gehalten. Der Turbolader 1 umfasst eine Turbinenläuferwelle 16. Die Turbinenläuferwelle 16 umfasst die Drehwelle 14 und das Turbinenlaufrad 6. Die Turbinenläuferwelle 16 und das Verdichterlaufrad 7 drehen als ein einstückiger Drehkörper.
Das Turbinengehäuse 4 ist mit einem Abgaseinlass 8 und einem Abgasauslass 10 versehen. Ein Abgas, das aus der Kraftmaschine ausgestoßen wird, strömt in einen Turbinenspiraldurchlass 4a durch den Abgaseinlass 8, um das Turbinenlaufrad 6 zu drehen, und strömt dann aus dem Turbinengehäuse 4 durch den Abgasauslass 10 aus.
Das Verdichtergehäuse 5 ist mit einer Saugöffnung 9 und einer Ausstoßöffnung 11 versehen. Wenn sich das Turbinenlaufrad 6 wie vorstehend beschrieben dreht, drehen die Turbinenläuferwelle 16 und das Verdichterlaufrad 7. Das drehende Verdichterlaufrad 7 verdichtet Luft, die aus der Saugöffnung 9 gesaugt wird. Die verdichtete Luft tritt durch den Verdichterspiraldurchlass 5a und wird aus der Ausstoßöffnung 11 ausgestoßen. Die verdichtete Luft, die aus der Ausstoßöffnung 11 ausgestoßen wird, wird der Kraftmaschine zugeführt.
Wie in den 1 und 3 gezeigt ist, ist ein Umgehungsdurchlass (siehe 3) 17, der einen Teil des Abgases, der aus dem Abgaseinlass 8 eingeleitet wird, in Richtung des Abgasauslasses 10 führt, während er das Turbinenlaufrad 6 umgeht, in dem Turbinengehäuse 4 ausgebildet. Der Umgehungsdurchlass 17 ist ein Durchlass mit variabler Gasströmungsrate, der eine Strömungsrate des Abgases ändert, die in Richtung des Turbinenlaufrads 6 zugeführt wird.
Wie in 3 gezeigt ist, ist ein Wastegate-Ventil 20, das ein Beispiel eines Ventils mit variabler Strömungsrate ist, in dem Turbinengehäuse 4 vorgesehen. Das Wastegate-Ventil 20 ist vorgesehen, um einen Öffnungsabschnitt des Umgehungsdurchlasses 17 zu öffnen und zu schließen. Das Wastegate-Ventil 20 umfasst einen Schaft 21, der durch eine Außenwand des Turbinengehäuses 4 drehbar gehalten ist, ein Ventilbefestigungselement 22, das aus einem ersten Ende 21a des Schafts 21 in der Radialrichtung des Schafts 21 vorsteht, sowie einen Ventilkörper 23, der durch einen Vorderendabschnitt 22b des Ventilbefestigungselements 22 gehalten ist.
Die Außenwand des Turbinengehäuses 4 ist mit einem Halteloch (Durchgangsloch) 24 versehen, das die Außenwand in einer Plattendickenrichtung durchdringt. Ein Zylinderlager 25 ist durch das Halteloch 24 eingesetzt. Das Lager 25 ist an der Außenwand des Turbinengehäuses 4 fixiert. Das Lager 25 kann einen einheitlichen Durchmesser von dem ersten Ende zu dem zweiten Ende in der Axialrichtung haben. Eine erste Stirnfläche 25a des Lagers 25, die in dem Turbinengehäuse 4 angeordnet ist, ist ausgebildet, um plan zu sein. Eine zweite Stirnfläche 25b des Lagers 25, die außerhalb des Turbinengehäuses 4 angeordnet ist, ist ausgebildet, um plan zu sein. Die Form des Lagers 25 ist nicht besonders beschränkt und kann irgendeine Form sein. Das Lager 25 kann einen Abschnitt mit kleinem Durchmesser umfassen, der in der Nähe des ersten Endes innerhalb des Turbinengehäuses 4 ausgebildet ist, sowie einen Abschnitt mit großem Durchmesser, der in der Nähe des zweiten Endes außerhalb des Turbinengehäuses 4 ausgebildet ist. Das Lager 25 kann einen geneigten Abschnitt umfassen, dessen Durchmesser sich von dem ersten Ende zu dem zweiten Ende vergrößert.
Der Schaft 21 ist durch das Lager 25 eingesetzt und ist durch die Außenwand des Turbinengehäuses 4 drehbar gehalten. Das erste Ende 21a bei dem Schaft 21, das in dem Turbinengehäuse 4 angeordnet ist, ist durch einen zylindrischen Abschnitt eingesetzt, der in dem Basisendabschnitt 22a des Ventilbefestigungselements 22 ausgebildet ist. Der Basisendabschnitt 22a des Ventilbefestigungselements 22 ist mit dem ersten Ende 21a des Schafts 21 durch Schweißen oder dergleichen verbunden. Eine Stirnfläche in der Nähe des Zylinderlagers 25, die in dem Basisendabschnitt 22a des Ventilbefestigungselements 22 ausgebildet ist, ist parallel zu der ersten Stirnfläche 25a des Lagers 25 und liegt der ersten Stirnfläche 25a gegenüber. Der Schaft 21 dreht um die Achse des Schafts 21, um das Ventilbefestigungselement 22 zu schwenken. Der Vorderendabschnitt 22b des Ventilbefestigungselements 22 ist mit einem Befestigungsloch zum Befestigen des Ventilkörpers 23 versehen.
Der Ventilkörper 23 ist imstande, den Umfangsrandabschnitt des Öffnungsabschnitts des Umgehungsdurchlasses 17 zu berühren und sich von diesem zu trennen, und hat beispielsweise eine Scheibenform. Der Ventilkörper 23 ist mit einer Ventilwelle 26 versehen, die in Richtung einer Seite vorsteht, die dem Öffnungsabschnitt des Umgehungsdurchlasses 17 entgegengesetzt ist. Die Ventilwelle 26 ist durch das Befestigungsloch des Vorderendabschnitts 22b des Ventilbefestigungselements 22 eingesetzt. Eine Klammer 27 ist an einem Endabschnitt 26a der Ventilwelle 26 fixiert, der dem Ventilkörper 23 entgegengesetzt ist, und wobei die Ventilwelle 26, die durch das Befestigungsloch eingesetzt ist, durch die Kammer 27 gehalten ist. Der Ventilkörper 23 ist durch das Ventilbefestigungselement 22 gehalten, um etwas bewegbar (kippbar) zu sein. Weil sich der Ventilkörper 23 bezüglich dem Ventilbefestigungselement 22 etwas bewegt, kommt der Ventilkörper 23 in engen Kontakt mit dem Umfangsrandabschnitt des Öffnungsabschnitts des Umgehungsdurchlasses 17. Wenn der Ventilkörper 23 in Kontakt mit dem Umfangsrandabschnitt des Öffnungsabschnitts des Umgehungsdurchlasses 17 kommt, wird das Wastegate-Ventil 20 geschlossen. Wenn der Ventilkörper 23 von dem Umfangsrandabschnitt des Öffnungsabschnitts des Umgehungsdurchlasses 17 getrennt wird, wird das Wastegate-Ventil 20 geöffnet.
Wie in den 3 und 5 gezeigt ist, ist ein plattenförmiges Bindeelement 28, das in der Radialrichtung des Schafts 21 vorsteht, an einem zweiten Ende 21b des Schafts 21 fixiert, das außerhalb des Turbinengehäuses 4 angeordnet ist. Das zweite Ende 21b des Schafts 21 durchdringt ein Durchgangsloch, das in dem Bindeelement 28 ausgebildet ist. Eine Rückfläche 28a des Bindeelements 28 ist parallel zu der zweiten Stirnfläche 25b des Lagers 25 und liegt der zweiten Stirnfläche 25b gegenüber.
Der Schaft 21, das Bindeelement 28, das Ventilbefestigungselement 22 und der Ventilkörper 23 sind in der Axialrichtung des Schafts 21 bezüglich dem Lager 25, das an dem Turbinengehäuse 4 fixiert ist, etwas bewegbar. Ein Spalt (ein Freiraum) kann zwischen der Rückfläche 28a des Bindeelements 28 und der zweiten Stirnfläche 25b des Lagers 25 und/oder einer zylindrischen Stirnfläche, die in dem Basisendabschnitt 22a des Ventilbefestigungselements 22 ausgebildet ist, und der ersten Stirnfläche 25a des Lagers 25 ausgebildet sein. Die Wellscheibe 40 der Ausführungsform ist in irgendeinem Spalt angeordnet. Alternativ kann die Wellscheibe 40 in beiden Spalten angeordnet sein.
Wie in den 2 und 3 gezeigt ist, ist der Vorderendabschnitt des Bindeelements 28 mit einem Befestigungsloch versehen, durch das ein Verbindungsstift 29 eingesetzt ist, und wobei der Verbindungsstift 29 durch das Befestigungsloch eingesetzt ist. Ferner ist der Verbindungsstift 29 durch ein Befestigungsloch eingesetzt, das in einem Vorderendabschnitt 51a eines Betätigungsstabs 51 eines Aktors 50 ausgebildet ist. Ein erster Endabschnitt des Befestigungsstifts 29 ist an dem Betätigungsstab 51 mittels Verstemmen fixiert. Ein Clip 30 ist an einem zweiten Endabschnitt des Verbindungsstifts 29 so befestigt, dass ein Lösen des Verbindungsstifts 29 von dem Verbindungsloch verhindert wird. Der Vorderendabschnitt 51a des Betätigungsstabs 51 und der Verbindungsstift 29 sind bezüglich dem Bindeelement 28 drehbar. In Übereinstimmung mit der Bewegung des Betätigungsstabs 51 schwenkt ein Vorderendabschnitt des Bindeelements 28 um die Achse des Schafts 21. Anders gesagt, der Schaft 21 ist mit dem Betätigungsstab 51 des Aktors 50 durch das Bindeelement 28 und den Verbindungsstift 29 verbunden.
Der Aktor 50 ist an einer Halterung 18 fixiert, die seitlich aus dem Verdichtergehäuse 5 vorsteht. Der Aktor 50 umfasst, beispielsweise, den Verbindungsstab 51, eine Membran, die den Verbindungsstab 51 antreibt, eine Niederdruckkammer 59 und eine Hochdruckkammer 58, die benachbart zueinander sind, wobei die Membran in der Axialrichtung des Betätigungsstabs 51 dazwischen angeordnet ist, sowie eine Rückstellfeder, die in der Niederdruckkammer 59 angeordnet ist und die Membran vorspannt. In dem Aktor 50 wird der Betätigungsstab 51 zu der Vorderendseite bewegt, wenn der auslassseitige Druck des Verdichters 3 einen vorbestimmten Druck erreicht, und der Betätigungsstab 51 wird zu der Basisendseite bewegt, wenn der auslassseitige Druck des Verdichters 3 kleiner wird als der vorbestimmte Druck.
Beim Verwenden wird das Wastegate-Ventil 20 einer Behandlung zum Verhindern eines Erzeugens eines anormalen Geräuschs aufgrund des Aufpralls von Teilen unterzogen. Wie in 3 gezeigt ist, ist beispielsweise die Wellscheibe 40 zwischen der Rückfläche 28a des Bindeelements 28 und der zweiten Stirnfläche 25b des Lagers 25 angeordnet. Das zweite Ende 21b des Schafts 21 ist durch die Wellscheibe 40 eingesetzt. Die Wellscheibe 40 berührt das Bindeelement 28 und das Lager 25. Die Wellscheibe 40 hat eine Federkraft und übt eine Federlast auf das Bindeelement 28 und das Lager 25 aus. Die Wellscheibe 40 unterdrückt den Aufprall des Bindeelements 28 und des Lagers 25. Die Wellscheibe 40 berührt sowohl die Rückfläche 28a des Bindeelements 28 als auch die zweite Stirnfläche 25b des Lagers 25, während sie eine hinreichende Kontaktfläche hat. Entsprechend wird der Verschleiß der Wellscheibe 40 reduziert.
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen nach 4 wird die Wellscheibe 40 im Einzelnen beschrieben. Wie in den 4 und 7 gezeigt ist, umfasst die Wellscheibe 40 einen ringförmigen Körper 60, der eine Achse L hat, sowie eine Vielzahl von vorstehenden Stücken 70, die aus dem Körper 60 in der Radialrichtung nach innen vorsteht. Die Wellscheibe 40 ist beispielsweise durch eine metallische dünne Platte ausgebildet. Zusätzlich ist eine in 4 gezeigte dünne Linie eine Linie, die eine Form einer dreidimensionalen Fläche anzeigt.
Der ringförmige Körper 60 ist um die Achse L ausgebildet. Der Körper 60 ist dünn in der Richtung der Achse L und hat eine vorbestimmte Dicke in der Radialrichtung, die senkrecht zu der Achse L ist. Der Körper 60 ist in einer Wellform ausgebildet und hat Elastizität. Wie in den 9 und 10 gezeigt ist, ist der Körper 60 in einer Wellform zwischen einer ersten Ebene P1, die senkrecht zu der Achse L ist, und einer zweiten Ebene P2 ausgebildet, die senkrecht zu der Achse L ist. Die zweite Ebene P2 ist von der ersten Ebene P1 in der Richtung der Achse L getrennt und ist parallel zu der ersten Ebene P1. Durch die erste Ebene P1 und die zweite Ebene P2 ist die freie Länge (die freie Höhe) der Wellscheibe definiert.
Wie in den 4 und 7 gezeigt ist, umfasst der Körper 60 einen ersten Basisabschnitt 61 und einen zweiten Basisabschnitt 62, mit denen das vorstehende Stück 70 (ein erstes vorstehendes Stück 71 oder ein zweites vorstehendes Stück 72, die nachstehend beschrieben werden) verbunden ist. Beispielsweise sind drei erste Basisabschnitte 61 und drei zweite Basisabschnitte 62 in der Umfangsrichtung abwechselnd angeordnet. Drei erste Basisabschnitte 61 sind mit denselben Abständen in der Umfangsrichtung angeordnet und drei zweite Basisabschnitte 62 sind mit denselben Abständen in der Umfangsrichtung angeordnet. Aus der Richtung der Achse L betrachtet haben beispielsweise der erste Basisabschnitt 61 und der zweite Basisabschnitt 62 dieselbe Form und Größe. Drei erste Basisabschnitte 61 und drei zweite Basisabschnitte 62 sind mit gleichen Abständen in der Umfangsrichtung angeordnet. Ein planer konvexer Abschnitt 66 kann auf der Außenumfangsseite von jedem der drei zweiten Basisabschnitte 62 ausgebildet sein.
Wie in den 9 und 10 gezeigt ist, erstreckt sich der erste Basisabschnitt 61 entlang der ersten Ebene P1. Der zweite Basisabschnitt 62 erstreckt sich entlang der zweiten Ebene P2. Der erste Basisabschnitt 61 umfasst eine erste Vorderfläche 61a, die sich entlang der ersten Ebene P1 erstreckt. Die erste Vorderfläche 61a ist auf der Seite in dem ersten Basisabschnitt 61 ausgebildet, die der zweiten Ebene P2 entgegengesetzt ist. Der zweite Basisabschnitt 62 umfasst eine zweite Vorderfläche 62a, die sich entlang der zweiten Ebene P2 erstreckt. Die zweite Vorderfläche 62a ist auf der Seite in dem zweiten Basisabschnitt 62 ausgebildet, die der ersten Ebene P1 entgegengesetzt ist.
Wie in den 4 und 7 gezeigt ist, ist ein geneigter Abschnitt 63 zwischen dem ersten Basisabschnitt 61 und dem zweiten Basisabschnitt 62 ausgebildet. Der geneigte Abschnitt 63 ist mit dem ersten Basisabschnitt 61 und dem zweiten Basisabschnitt 62 verbunden. Der geneigte Abschnitt 63 erstreckt sich schräg bezüglich den Ebenen zwischen der ersten Ebene P1 und der zweiten Ebene P2. Der geneigte Abschnitt 63 stellt eine geneigte Fläche in dem wellenförmigen Körper 60 dar. Der geneigte Abschnitt 63 kann eine ebene oder eine gekrümmte Fläche sein.
Zusätzlich ist die vorliegende Offenbarung nicht auf einen Fall beschränkt, in dem der Körper 60 über den gesamten Umfang (360°) durchgehend ist. Der Körper 60 kann eine Form haben, bei der ein Teil der Umfangsrichtung unterbrochen ist. Der Körper 60 kann in einer im Wesentlichen ringförmigen Form insgesamt ausgebildet sein.
Das vorstehende Stück 70 umfasst das erste vorstehende Stück 71, das mit jedem ersten Basisabschnitt 61 verbunden ist, sowie das zweite vorstehende Stück 62, das mit jedem zweiten Basisabschnitt 62 verbunden ist. Beispielsweise sind drei erste vorstehende Stücke 71 und drei zweite vorstehende Stücke 72 in der Umfangsrichtung abwechselnd angeordnet. Drei erste vorstehende Stücke 71 sind mit denselben Abständen in der Umfangsrichtung angeordnet und drei zweite vorstehende Stücke 72 sind mit denselben Abständen in der Umfangsrichtung angeordnet. Aus der Richtung der Achse L betrachtet haben beispielsweise das erste vorstehende Stück 71 und das zweite vorstehende Stück 72 dieselbe Form und Größe. Drei erste vorstehende Stücke 71 und drei zweite vorstehende Stücke 72 sind mit denselben Abständen in der Umfangsrichtung angeordnet.
Das erste vorstehende Stück 71 bzw. das zweite vorstehende Stück 72 stehen nach innen (nach innen in der Radialrichtung), das heißt, in Richtung der Achse L, aus dem Körper 60 vor. Eine ringförmige Öffnung ist durch die Innenstirnfläche 74a des ersten vorstehenden Stücks 71 und eine Innenstirnfläche 76a des zweiten vorstehenden Stücks 72 ausgebildet.
Wie in den 9 und 10 gezeigt ist, erstreckt sich das erste vorstehende Stück 71 entlang der ersten Ebene P1. Das zweite vorstehende Stück 72 erstreckt sich entlang der zweiten Ebene P2. Das erste vorstehende Stück 71 umfasst eine erste plane Fläche 81, die sich entlang der ersten Ebene P1 erstreckt. Die erste plane Fläche 81 ist auf der Seite in dem ersten vorstehenden Stück 71 ausgebildet, die der zweiten Ebene P2 entgegengesetzt ist. Das zweite vorstehende Stück 72 umfasst eine zweite plane Fläche 82, die sich entlang der zweiten Ebene P2 erstreckt. Die zweite plane Fläche 82 ist auf der Seite in dem zweiten vorstehenden Stück 72 ausgebildet, die der ersten Ebene P1 entgegengesetzt ist.
Die Wellscheibe 40 umfasst einen planen Abschnitt, der so breit wie möglich ist, um die Kontaktfläche bezüglich den beiden Teilen (dem Lager 25 und dem Bindeelement 28) in der Richtung der Achse L zu vergrößern. Genauer gesagt, wie in den 9 und 10 gezeigt ist, sind die erste plane Fläche 81 des ersten vorstehenden Stücks 71 und die erste Vorderfläche 61a des ersten Basisabschnitts 61 auf derselben Ebene angeordnet. Eine erste Kontaktfläche 41, die einer durchgehenden planen Fläche entspricht, wird durch die erste plane Fläche 81 und die erste Vorderfläche 61a ausgebildet. Die erste Kontaktfläche 41 erstreckt sich entlang der ersten Ebene P1. Die zweite plane Fläche 82 des zweiten vorstehenden Teils 72 und die zweite Vorderfläche 62a des zweiten Basisabschnitts 62 sind auf derselben Ebene angeordnet. Eine zweite Kontaktfläche 42, die einer durchgehenden planen Fläche entspricht, ist durch die zweite plane Fläche 82 und die zweite Vorderfläche 62a ausgebildet (siehe einen diagonalen Linienteil der 13). Die zweite Kontaktfläche 42 erstreckt sich entlang der zweiten Ebene P2.
Wie in 5 gezeigt ist, wird die Wellscheibe 40 weiter als ihre freie Länge zusammengedrückt (zusammengeklappt), während sie zwischen dem Bindeelement 28 und dem Lager 25 angeordnet ist. In diesem Zustand berührt beispielsweise die erste Kontaktfläche 41 die Rückfläche 28a des Bindeelements 28 und die zweite Kontaktfläche 42 berührt die zweite Stirnfläche 25b des Lagers 25. Wie in 6 gezeigt ist, hat das Bindeelement 28 eine Breite, die dem Durchmesser des Körpers 60 entspricht und berührt das meiste des Teils in der Wellscheibe 40 in der Nähe der ersten Ebene P1. In einem Zustand, in dem die Wellscheibe 40 zusammengedrückt ist, kann der Durchmesser des Körpers 60 etwas größer sein als der Durchmesser der zweiten Stirnfläche 25b oder kann im Wesentlichen gleich sein wie der Durchmesser der zweiten Stirnfläche 25b. Die zweite Stirnfläche 25b berührt das meiste des Teils in der Wellscheibe 40 in der Nähe der zweiten Ebene P2.
Wie vorstehend beschrieben wurde, ist die erste plane Fläche 81 über den gesamten Bereich des ersten vorstehenden Stücks 71 vorgesehen und die zweite plane Fläche 82 ist über den gesamten Bereich des zweiten vorstehenden Stücks 72 vorgesehen. Außerdem, weil die erste plane Fläche 81 und die zweite plane Fläche 82 jeweils auf denselben Ebenen angeordnet sind wie diejenigen der ersten Vorderfläche 61a und der zweiten Vorderfläche 62a, erhöht sich die Fläche des planen Abschnitts (das heißt, die erste Kontaktfläche 41 und die zweite Kontaktfläche 42).
Unter Bezugnahme auf 7 und 8 werden das erste vorstehende Stück 71 und das zweite vorstehende Stück 72 genauer beschrieben. Das erste vorstehende Stück 71 umfasst einen ersten proximalen Abschnitt 73, der mit dem ersten Basisabschnitt 61 verbunden ist und sich nach innen erstreckt (nach innen in der Radialrichtung), sowie einen ersten distalen Abschnitt 74, der mit der Innenseite des ersten proximalen Abschnitts 73 verbunden ist. Der erste proximale Abschnitt 73 erstreckt sich entlang der Radialrichtung des Körpers 60. Der erste distale Abschnitt 74 steht in Richtung beider Seiten in der Umfangsrichtung bezüglich dem ersten proximalen Abschnitt 73 vor. Das zweite vorstehende Stück 72 umfasst einen zweiten proximalen Abschnitt 75, der mit dem zweiten Basisabschnitt 62 verbunden ist und sich nach innen (nach innen in der Radialrichtung) erstreckt, sowie einen zweiten distalen Abschnitt 76, der mit der Innenseite des zweiten proximalen Abschnitts 75 verbunden ist. Der zweite proximale Abschnitt 75 erstreckt sich entlang der Radialrichtung des Körpers 60. Der zweite distale Abschnitt 76 steht in Richtung beider Seiten in der Umfangsrichtung bezüglich dem zweiten proximalen Abschnitt 75 vor.
Wie in den 7, 8, 11 und 12 gezeigt ist, ist das Vorderende des ersten distalen Abschnitts 74 des ersten vorstehenden Stücks 71 mit der vorstehend beschriebenen Innenstirnfläche 74a versehen. Das Vorderende des zweiten distalen Abschnitts 76 des zweiten vorstehenden Stücks 72 ist mit der vorstehend beschriebenen Innenstirnfläche 76a versehen. Sowohl die Innenstirnfläche 74a als auch die Innenstirnfläche 76a haben eine konkave Form, die einem Teil einer Kreisbogenform entspricht. Durch die Innenstirnfläche 74a des ersten vorstehenden Stücks 71 und die Innenstirnfläche 76a des zweiten vorstehenden Stücks 72 ist beispielsweise eine kreisförmige nicht durchgehende Innenumfangsfläche entlang des zweiten Endes 21b (das Wellenelement) des Schafts 21 ausgebildet. Beispielsweise ist das zweite Ende 21b (das Wellenelement) des Schafts 21 durch eine Öffnung eingesetzt, die durch die Innenstirnfläche 74a und die Innenstirnfläche 76a ausgebildet ist.
Die Position der Wellscheibe 40 bezüglich dem Schaft 21 in der Radialrichtung kann in einer solchen Weise bestimmt (das heißt, aufrechterhalten) werden, dass die Innenstirnfläche 74a und/oder die Innenstirnfläche 76a mit dem Schaft 21 in Kontakt kommt. Ein Spalt kann zwischen der Innenstirnfläche 74a und/oder der Innenstirnfläche 76a und dem Schaft 21 in der Radialrichtung ausgebildet sein. Der Spalt in der Radialrichtung ermöglicht ein angemessenes Zusammenklappen der Wellscheibe 40. Die Achse L der Wellscheibe 40 kann im Wesentlichen dieselbe sein wie die Achse des Schafts 21.
Wie in 13 gezeigt ist, ist eine Breite W1 des zweiten proximalen Abschnitts 75 kleiner als eine Breite W2 des zweiten distalen Abschnitts 76. Hier bedeutet „Breite“ die Größe in einer Richtung, die senkrecht sowohl zu der Achse L als auch dem Radius ist, die durch die Mitte des zweiten proximalen Abschnitts 75 verläuft. Zusätzlich ist dieselbe Beziehung (die Breite W1 < die Breite W2) auch in dem ersten proximalen Abschnitt 73 und dem ersten distalen Abschnitt 74 des ersten vorstehenden Stücks 71 eingerichtet. Weil die Breite W1 des zweiten distalen Abschnitts 76 auf diese Weise klein ist, kann die Umfangslänge des geneigten Abschnitts 63 des Körpers 60 vergrößert werden. Infolgedessen kann eine Wellform, die eine gewünschte Federlast realisiert, ausgebildet werden, weil eine freie Länge (ein Abstand zwischen der ersten Ebene P1 und der zweiten Ebene P2), der durch den geneigten Abschnitt 63 bewirkt wird, hinreichend sichergestellt werden kann. Zusätzlich wird in 13 ein planer Abschnitt, der zu dem zweiten vorstehenden Stück 72 gehört, durch eine diagonale Line angezeigt. Wenn der konvexe Abschnitt 66 auf der Außenumfangsseite des zweiten Basisabschnitts 62 ausgebildet ist, wird die Fläche der zweiten Kontaktfläche 42 um die Fläche des konvexen Abschnitts 66 größer als die Fläche der ersten Kontaktfläche 41.
Gemäß der Wellscheibe 40 wird der Schaft 21, der einem Wellenelement entspricht, durch den ringförmigen Körper 60 eingesetzt. Das Bindeelement 28 und das Lager 25 sind an beiden Seiten des Körpers 60 in der Richtung der Achse L. Die Wellscheibe 40 ist zwischen diesen zwei Teilen angeordnet. Der Körper 60, der in einer Wellform ausgebildet ist, hat eine Elastizität und wird (zusammengezogen) in der Richtung der Achse L verformt, während er zwischen zwei Teilen angeordnet ist. Dabei können die erste plane Fläche 81 des ersten vorstehenden Stücks 71 und die zweite plane Fläche 82 des zweiten vorstehenden Stücks 72 jeweils das Bindeelement 28 und das Lager 25 berühren (siehe 5). Entsprechend kann die Kontaktfläche zwischen der Wellscheibe 40 und dem Teil vergrößert werden. Eine Vergrößerung der Kontaktfläche bewirkt eine Verringerung des Flächendrucks verglichen mit der Scheibe, die dieselben Innen- und Außendurchmesser hat. Entsprechend kann ein Verschleiß aufgrund eines Kontakts mit dem Teil reduziert werden.
Herkömmlich gab es eine Tendenz, dass die Wellscheibe abgetragen wurde und zusammengeklappt ist, weil die Kontaktfläche der Wellscheibe bezüglich dem Teil nicht hinreichend war. Der Verschleiß einer solchen Wellscheibe hat eine Verschlechterung einer Elastizität (beispielsweise einer Spannung, einer Federlast oder dergleichen) bewirkt. Entsprechend der Wellscheibe 40 der Ausführungsform kann eine Verschlechterung einer Elastizität auch unterdrückt werden, weil ein Verschleiß reduziert wird.
Wie in 6 gezeigt ist, berührt bei der Wellscheibe 40, die verformt wird, während sie zwischen dem Bindeelement 28 und dem Lager 25 angeordnet ist, beispielsweise ein Teil des geneigten Abschnitts 63 nahe dem ersten Basisabschnitt 61 oder dem zweiten Basisabschnitt 62 in dem Körper 60 das Bindeelement 28 (oder das Lager 25). Daher wird hinsichtlich der vorstehend beschriebenen Verschleißreduktion eine vorteilhafte Konfiguration realisiert, weil eine weiter vergrößerte Kontaktfläche 43, die in der Umfangsrichtung ausgedehnt ist, ausgebildet ist.
Der Körper 60 ist auch mit den planen ersten und zweiten Vorderflächen 61a und 62a versehen, und wobei die erste Vorderfläche 61a und die zweite Vorderfläche 62a jeweils auf derselben Ebene angeordnet sind wie diejenigen der ersten planen Fläche 81 und der zweiten planen Fläche 82. Die erste Vorderfläche 61a und die zweite Vorderfläche 62a des Körpers 60 berühren auch das Bindeelement 28 und das Lager 25. Entsprechend kann die Kontaktfläche zwischen der Wellscheibe 40 und dem Teil weiter vergrößert werden.
Das erste vorstehende Stück 71 und das zweite vorstehende Stück 72 umfassen jeweils die erste plane Fläche 81, die der ersten Ebene P1 folgt, und die zweite plane Fläche 82, die der zweiten Ebene P2 folgt. Das erste vorstehende Stück 71 berührt das Bindeelement 28 und das zweite vorstehende Stück 72 berührt das Lager 25. Entsprechend, weil die Wellscheibe 40 beide der zwei Teile in einer Ebene berührt, kann die Kontaktfläche zwischen der Wellscheibe 40 und dem Teil weiter vergrößert werden. Zwei Arten von planen Flächen (die erste plane Fläche 81 und die zweite plane Fläche 82), die an beiden Stirnflächen des Körpers 60 in der Richtung der Achse L angeordnet sind, teilen zuverlässig einen Flächendruck, der von dem Teil übertragen wird.
Gemäß dem ersten vorstehenden Stück 71 und dem zweiten vorstehenden Stück 72, die abwechselnd angeordnet sind, kann die Vielzahl von vorstehenden Stücken auf geeignete Weise als Reaktion auf die Wellform des Körpers 60 angeordnet werden. Die Wellscheibe 40 kann einheitlich mit zwei Teilen in Kontakt gebracht werden. Ein Flächendruck, der auf die Vielzahl von planen Flächen (die erste plane Fläche 81 und die zweite plane Fläche 82) aufgebracht wird, kann auch in der Umfangsrichtung einheitlich sein.
Wie vorstehend beschrieben wurde, weil die Breite W1 kleiner ist als die Breite W2, kann die Kontaktfläche mit dem Teil durch den distalen Abschnitt (den ersten distalen Abschnitt 74 oder den zweiten distalen Abschnitt 76) vergrößert werden, der mit der planen Fläche versehen ist. Weil die Breite W1 des proximalen Abschnitts (des ersten proximalen Abschnitts 73 oder des zweiten proximalen Abschnitts 75) kleiner ist als die Breite W2 des distalen Abschnitts (des ersten distalen Abschnitts 74 oder des zweiten distalen Abschnitts 76), beeinträchtigt der proximale Abschnitt kaum die Form des Körpers 60, der in einer Wellform ausgebildet ist. Anders gesagt, ein Freiheitsgrad eines Entwurfs der Wellform des Körpers 60 wird erhöht.
Die plane Fläche (die erste plane Fläche 81 oder die zweite plane Fläche 82) ist in dem gesamten Bereich des vorstehenden Stücks (des ersten vorstehenden Stücks 71 oder des zweiten vorstehenden Stücks 72) vorgesehen. In diesem Fall kann die Kontaktfläche zwischen der Wellscheibe 40 und dem Teil weiter vergrößert werden, weil der gesamte Bereich des vorstehenden Stücks mindestens einen Teil berührt.
Das vorstehende Stück (das erste vorstehende Stück 71 oder das zweite vorstehende Stück 72) steht aus dem Körper 60 nach innen vor. In diesem Fall kann eine Konfiguration, bei der ein Wellenelement, wie etwa der Schaft 21, der mit dem Vorderende des vorstehenden Stücks in Kontakt kommt, vorgesehen sein. Das vorstehende Stück zum Erhöhen der Kontaktfläche kann als ein Positionierungselement verwendet werden.
Bei dem Wastegate-Ventil 20 des Turboladers 1 kann die Federkraft der Wellscheibe 40 den Aufprall zwischen dem Lager 25 und dem Bindeelement 28 unterdrücken. Entsprechend, weil das Aufprallgeräusch (Stoßgeräusch) zwischen dem Lager 25 und dem Bindeelement 28 reduziert wird, kann der Lärm, der durch den Turbolader 1 erzeugt wird, reduziert werden. Dies kann die Marktfähigkeit des Turboladers 1 verbessern. In der Vergangenheit wurde ein Geräusch erzeugt, wenn das Lager 25 und das Bindeelement 28 über den Freiraum hinweg aufeinanderprallten, jedoch ist dieses Problem gelöst.
Wie vorstehend beschrieben wurde, wurde eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung beschrieben, jedoch ist die vorliegende Offenbarung nicht auf die vorstehend beschriebene Ausführungsform beschränkt.
Beispielsweise kann als ein anderer Aspekt das Wastegate-Ventil 20 vorgesehen sein, bei dem die Wellscheibe 40 in einem Spalt zwischen dem Basisendabschnitt 22a (siehe 3) des Ventilbefestigungselements 22 und der ersten Stirnfläche 25a in dem Gehäuse des Lagers 25 angeordnet ist, wobei das erste Ende 21a des Schafts 21 durch die Wellscheibe 40 eingesetzt ist. In diesem Fall kann die Federkraft der Wellscheibe 40 den Aufprall zwischen dem Ventilbefestigungselement 22 und dem Lager 25 unterdrücken. Entsprechend, weil das Hauptprallgeräusch (Stoßgeräusch) zwischen dem Ventilbefestigungselement 22 und dem Lager 25 in dem Wastegate-Ventil reduziert wird, kann das durch den Turbolader 1 erzeugte Geräusch reduziert werden. Dies kann die Marktfähigkeit des Turboladers 1 verbessern.
Als ein anderer Aspekt kann das Wastegate-Ventil 20 vorgesehen sein, bei dem die Wellscheibe 40 in einem Spalt zwischen dem Ventilbefestigungselement 22 und der Klammer 27 angeordnet ist, und wobei die Ventilwelle 26 durch die Wellscheibe 40 eingesetzt ist. In diesem Fall kann die Federkraft der Wellscheibe 40 den Aufprall zwischen dem Ventilbefestigungselement 22 und der Klammer 27 unterdrücken. Entsprechend, weil das Aufprallgeräusch (Stoßgeräusch) zwischen dem Ventilbefestigungselement 22 und der Klammer 27 in dem Wastegate-Ventil 20 reduziert ist, kann das von dem Turbolader 1 erzeugte Geräusch reduziert werden. Dies kann die Marktfähigkeit des Turboladers 1 verbessern.
Als ein anderer Aspekt kann das Wastegate-Ventil 20 vorgesehen sein, bei dem die Wellscheibe 40 in einem Spalt zwischen dem Ventilkörper 23 und dem Ventilbefestigungselement 22 angeordnet ist, und wobei die Ventilwelle 26 durch die Wellscheibe 40 eingesetzt ist. In diesem Fall kann die Federkraft der Wellscheibe 40 den Aufprall zwischen dem Ventilkörper 23 und dem Ventilbefestigungselement 22 unterdrücken. Entsprechend, weil das Aufprallgeräusch (Stoßgeräusch) zwischen dem Ventilkörper 23 und dem Ventilbefestigungselement 22 in dem Wastegate-Ventil 20 reduziert ist, kann der von dem Turbolader 1 erzeugte Lärm reduziert werden. Dies kann die Marktfähigkeit des Turboladers 1 verbessern.
Ferner ist die Installationsposition der Wellscheibe 40 nicht auf eine Position beschränkt. Irgendeine der zwei bis vier der Installationspositionen in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform (dem in 3 gezeigten Aspekt) und der Installationspositionen der vorstehend beschriebenen drei Aspekte können auf geeignete Weise kombiniert werden. Das heißt, die Wellscheibe 40 kann an einer Position, zwei Positionen, drei Positionen oder vier Positionen des Wastegate-Ventils 20 vorgesehen sein.
Als ein noch weiterer Aspekt kann, wie in 14 gezeigt ist, eine Wellscheibe 40A vorgesehen sein, die einen ringförmigen Körper 60A, der in einer Wellform ausgebildet ist, und eine Vielzahl von vorstehenden Stücken 70A (ein erstes vorstehendes Stück 71A und ein zweites vorstehendes Stück 72A) umfasst, die aus dem Körper 60A nach außen in der Radialrichtung vorstehen. Ein Wellenelement kann durch den Körper 60A eingesetzt sein. Auch in der Wellscheibe 40A kann der Körper 60A eine Vielzahl von ersten Basisabschnitten 61A, eine Vielzahl von zweiten Basisabschnitten 62A und eine Vielzahl von geneigten Abschnitten 63A umfassen. Eine Positionsbeziehung des ersten Basisabschnitts 61A und des ersten vorstehenden Stücks 71A bezüglich der ersten Ebene P1 oder eine Positionsbeziehung des zweiten Basisabschnitts 62A und des zweiten vorstehenden Stücks 72A bezüglich der zweiten Ebene P2 kann dieselbe sein wie diejenige in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform. Weil die plane Fläche in dem ersten vorstehenden Stück 71A und dem zweiten vorstehenden Stück 72A vorgesehen ist, die in der Radialrichtung nach außen vorstehen, kann die Kontaktfläche vergrößert werden. Ähnlich den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen wird der Verschleiß reduziert und das Aufprallgeräusch des Wastegate-Ventils 20 wird reduziert.
Ferner kann die plane Fläche lediglich in einem Teil des Bereichs des vorstehenden Stücks vorgesehen sein. Beispielsweise kann die plane Fläche lediglich in dem distalen Abschnitt des vorstehenden Stücks vorgesehen sein. Der proximale Abschnitt des vorstehenden Stücks muss nicht plan sein. Das heißt, der proximale Abschnitt muss nicht einer Ebene folgen, die senkrecht zu der Achse L ist. Die plane Fläche, die in einem Teil (dem distalen Abschnitt oder dergleichen) des vorstehenden Stücks vorgesehen ist, und der Basisabschnitt des Körpers können zwei separate Kontaktflächen darstellen. In diesem Fall ist beispielsweise der proximale Abschnitt des vorstehenden Stücks nicht in der Kontaktfläche enthalten. Das vorstehende Stück kann mit dem proximalen Abschnitt versehen sein, das eine dünne Breite hat. Die Wellscheibe kann ein vorstehendes Stück umfassen, das eine im Wesentlichen einheitliche Breite hat. Die Wellscheibe kann ein vorstehendes Stück umfassen, dessen Breite sich verringert, wenn es nach innen in der Radialrichtung verläuft. In diesem Fall kann die Fläche des vorstehenden Stücks kleiner sein als die Fläche des Basisabschnitts. Ein Paar von Seiten des vorstehenden Stücks, die sich von dem Basisabschnitt erstrecken, können eine lineare Form haben, die sich in der Radialrichtung (in Richtung der Achse L) erstreckt.
Sowohl die Anzahl der ersten vorstehenden Stücke 71 als auch die Anzahl der zweiten vorstehenden Stücke 72 müssen nicht drei sein. Sowohl die Anzahl der ersten vorstehenden Stücke 71 als auch die Anzahl der zweiten vorstehenden Stücke 72 können vier oder mehr oder zwei oder mehr sein. Das erste vorstehende Stück und das zweite vorstehende Stück müssen nicht abwechselnd in der Umfangsrichtung angeordnet sein. Die Vielzahl von ersten vorstehenden Stücken kann mit Abständen in der Umfangsrichtung angeordnet sein und die Vielzahl von zweiten vorstehenden Stücken kann mit Abständen in der Umfangsrichtung angeordnet sein, um diesem benachbart zu sein. Sowohl das erste vorstehende Stück als auch das zweite vorstehende Stück können an einer Position vorgesehen sein. In diesem Fall können das erste vorstehende Stück und das zweite vorstehende Stück an Positionen angeordnet sein, die um 180° versetzt sind.
Das vorstehende Stück kann zwischen der ersten Ebene und der zweiten Ebene (innerhalb des Bereichs der freien Höhe des Körpers) in der Axialrichtung vorgesehen sein. Der Basisabschnitt des Körpers muss nicht plan sein. Ein Teil des Basisabschnitts kann als ein geneigter Abschnitt ausgebildet sein. Auch wenn der Basisabschnitt des Körpers plan ist, muss der Basisabschnitt nicht auf derselben Ebene angeordnet sein, wie diejenigen der planen Fläche des vorstehenden Stücks. Der Körper kann mit lediglich einem vorstehenden Stück versehen sein. Die Wellform des Körpers kann auf geeignete Weise geändert werden.
Gewerbliche Anwendbarkeit
Gemäß einigen Aspekten der vorliegenden Offenbarung ist es möglich, den Verschleiß der Wellscheibe aufgrund eines Kontakts mit Teilen zu reduzieren. Es ist möglich, das Aufprallgeräusch zwischen den Teilen in den Ventilen mit variabler Strömungsrate zu reduzieren.
Bezugszeichenliste

1: Turbolader,
20: Wastegate-Ventil (Ventil mit variabler Strömungsrate),
21: Schaft,
22: Ventilbefestigungselement (Befestigungselement),
23: Ventilkörper,
25: Lager,
26: Ventilwelle,
27: Klammer,
28: Bindeelement,
40, 40A: Wellscheibe,
41: Erste Kontaktfläche,
42: Zweite Kontaktfläche,
60, 60A: Körper,
61, 61A: Erster Basisabschnitt (Basisabschnitt),
61a: Erste Vorderfläche (Vorderfläche),
62, 62A: Zweiter Basisabschnitt (Basisabschnitt),
62a: Zweite Vorderfläche (Vorderfläche),
70, 70A: Vorstehendes Stück,
71, 71A: Erstes vorstehendes Stück (vorstehendes Stück),
72, 72A: Zweites vorstehendes Stück (vorstehendes Stück),
73: Erster proximaler Abschnitt (proximaler Abschnitt),
74: Erster distaler Abschnitt (distaler Abschnitt),
75: Zweiter proximaler Abschnitt (proximaler Abschnitt),
76: Zweiter distaler Abschnitt (distaler Abschnitt),
81: Erste plane Fläche (plane Fläche),
82: Zweite plane Fläche (plane Fläche),
L: Achse,
W1: Breite (Breite des proximalen Abschnitts),
W2: Breite (Breite des distalen Abschnitts).

Claims

Wellscheibe (40, 40A), mit: einem ringförmigen Körper (60, 60A), der um eine Achse (L) in einer Wellform ausgebildet ist; und mindestens einem vorstehenden Stück (70, 70A), das aus dem Körper (60, 60A) nach innen oder nach außen vorsteht, wobei das mindestens eine vorstehende Stück (70, 70A) eine plane Fläche (81, 82) umfasst, die senkrecht zu der Achse (L) ist, wobei das vorstehende Stück (70, 70A) einen proximalen Abschnitt (73, 75), der mit dem Körper (60, 60A) verbunden ist und sich entlang der Radialrichtung des Körpers (60, 60A) erstreckt, und einen distalen Abschnitt (74, 76) umfasst, der mit dem proximalen Abschnitt (73, 75) verbunden ist, und wobei mindestens der distale Abschnitt (74, 76) mit der planen Fläche (81, 82) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Breite (W1) des proximalen Abschnitts (73, 75) in einer Richtung, die sowohl zu der Achse (L) als auch dem Radius senkrecht ist, kleiner ist als eine Breite (W2) des distalen Abschnitts (74, 76).
Wellscheibe (40, 40A) nach Anspruch 1, wobei der Körper (60, 60A) einen Basisabschnitt (61, 61A, 62, 62A) umfasst, mit dem das vorstehende Stück (70, 70A) verbunden ist, und wobei die plane Fläche (81, 82) des vorstehenden Stücks (70, 70A) und eine Vorderfläche (61a, 62a) des Basisabschnitts (61, 61A, 62, 62A) auf derselben Ebene angeordnet sind.
Wellscheibe (40, 40A) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Körper (60, 60A) in einer Wellform zwischen einer ersten Ebene (P1), die senkrecht zu der Achse (L) ist, und einer zweiten Ebene (P2) ausgebildet ist, die senkrecht zu der Achse (L) ist und von der ersten Ebene (P1) in der Axialrichtung getrennt ist, und wobei das mindestens eine vorstehende Stück (70, 70A) mindestens ein vorstehendes Stück (71), das sich entlang der ersten Ebene (P1) erstreckt und die plane Fläche (81, 82) umfasst, die auf einer Seite ausgebildet ist, die der zweiten Ebene (P2) in der Axialrichtung entgegengesetzt ist, und mindestens ein zweites vorstehendes Stück (72) umfasst, das sich entlang der zweiten Ebene (P2) erstreckt und die plane Fläche (81, 82) umfasst, die auf einer Seite ausgebildet ist, die der ersten Ebene (P1) in der Axialrichtung entgegengesetzt ist.
Wellscheibe (40, 40A) nach Anspruch 3, wobei das erste vorstehende Stück (71) und das zweite vorstehende Stück (72) in der Umfangsrichtung abwechselnd angeordnet sind.
Wellscheibe (40, 40A) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die plane Fläche (81, 82) über den gesamten Bereich des vorstehenden Stücks (70, 70A) ausgebildet ist.
Wellscheibe (40, 40A) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das vorstehende Stück (70, 70A) aus dem Körper (60, 60A) nach innen vorsteht.
Ventil (20) mit variabler Strömungsrate, mit: einem Ventilkörper (23), der einen Öffnungsabschnitt eines Durchlasses (17) mit variabler Gasströmungsrate, der in einem Gehäuse (4) ausgebildet ist, öffnet und schließt; einem Schaft (21), der durch das Gehäuse (4) gehalten ist, um drehbar zu sein, während der Ventilkörper (23) mit seinem ersten Ende (21a) verbunden ist; einem Zylinderlager (25), das durch ein Durchgangsloch (24) des Gehäuses (4) eingesetzt ist und den Schaft (21) drehbar hält; einem Bindeelement (28), das mit einem zweiten Ende (21b) des Schafts (21) verbunden ist, das aus einer Stirnfläche des Gehäuses (4) des Lagers (25) vorsteht; und der Wellscheibe (40, 40A) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, die in einem Spalt zwischen der Stirnfläche des Lagers (25) und dem Bindeelement (28) angeordnet ist, und durch die der Schaft (21) eingesetzt ist.
Ventil (20) mit variabler Strömungsrate, mit: einem Ventilkörper (23), der einen Öffnungsabschnitt eines Durchlasses (17) mit variabler Gasströmungsrate, der in einem Gehäuse (4) ausgebildet ist, öffnet und schließt; einem Befestigungselement (22), das einen Vorderendabschnitt (22b) umfasst, an dem der Ventilkörper (23) befestigt ist; einem Schaft (21), der durch das Gehäuse (4) gehalten ist, um drehbar zu sein, während ein Basisendabschnitt (22a) des Befestigungselements (22) mit seinem ersten Ende (21a) verbunden ist; einem Zylinderlager (25), das durch ein Durchgangsloch (24) des Gehäuses (4) eingesetzt ist und den Schaft (21) drehbar hält; und der Wellscheibe (40, 40A) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, die in einem Spalt zwischen dem Basisendabschnitt (22a) des Befestigungselements (22) und einer Stirnfläche des Lagers (25) in dem Gehäuse (4) angeordnet ist, und durch die der Schaft (21) eingesetzt ist.
Ventil (20) mit variabler Strömungsrate, mit: einem Ventilkörper (23), der einen Öffnungsabschnitt eines Durchlasses (17) mit variabler Gasströmungsrate öffnet und schließt; einer Ventilwelle (26), die in dem Ventilkörper (23) vorgesehen ist, und in Richtung einer Seite vorsteht, die dem Öffnungsabschnitt entgegengesetzt ist; einem Befestigungselement (22), das einen Vorderendabschnitt (22b) umfasst, durch den die Ventilwelle (26) eingesetzt ist, und an dem der Ventilkörper (23) befestigt ist; einer Klammer (27), die mit einem Endabschnitt (26a), der dem Ventilkörper (23) entgegengesetzt ist, in der Ventilwelle (26) verbunden ist und aus dem Befestigungselement (22) vorsteht; und der Wellscheibe (40, 40A) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, die in einem Spalt zwischen dem Befestigungselement (22) und der Klammer (27) angeordnet ist, und durch die die Ventilwelle (26) eingesetzt ist.
Ventil (20) mit variabler Strömungsrate, mit: einem Ventilkörper (23), der einen Öffnungsabschnitt eines Durchlasses (17) mit variabler Gasströmungsrate öffnet und schließt; einer Ventilwelle (26), die in dem Ventilkörper (23) vorgesehen ist und in Richtung einer Seite vorsteht, die dem Öffnungsabschnitt entgegengesetzt ist; einem Befestigungselement (22), das einen Vorderabschnitt umfasst, durch den die Ventilwelle (26) eingesetzt ist, und an dem der Ventilkörper (23) befestigt ist; und der Wellscheibe (40, 40A) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, die in einem Spalt zwischen dem Ventilkörper (23) und dem Befestigungselement (22) angeordnet ist, und durch die die Ventilwelle (26) eingesetzt ist.