DE202005008606U1 - Verstellwellenanordnung eines Turboladers - Google Patents
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Abstract
Verstellwellenanordnung
(1) eines VTG- bzw. Waste-Gate-Turboladers
mit
– mit einer Verstellwelle (2), die einen Fixierungsabschnitt (3) aufweist;
– mit einem Hebel (4), der mit der Verstellwelle (2) über den Fixierungsabschnitt (3) verbunden ist;
– mit einer Buchse (5), die auf einem Basiskörper (6) der Verstellwelle (2) angeordnet ist; und
– mit einer Dichtung (7), die im Bereich des Basiskörpers (6) zwischen der Buchse (5) und der Verstellwelle (2) angeordnet ist;
dadurch gekennzeichnet,
– dass der Basiskörper (6) der Verstellwelle (2) eine gestufte Außenkontur aufweist; und
– dass die Buchse (5) eine Innenkontur aufweist, die zur Ausbildung des Basiskörpers (6) komplementär ausgebildet ist.
– mit einer Verstellwelle (2), die einen Fixierungsabschnitt (3) aufweist;
– mit einem Hebel (4), der mit der Verstellwelle (2) über den Fixierungsabschnitt (3) verbunden ist;
– mit einer Buchse (5), die auf einem Basiskörper (6) der Verstellwelle (2) angeordnet ist; und
– mit einer Dichtung (7), die im Bereich des Basiskörpers (6) zwischen der Buchse (5) und der Verstellwelle (2) angeordnet ist;
dadurch gekennzeichnet,
– dass der Basiskörper (6) der Verstellwelle (2) eine gestufte Außenkontur aufweist; und
– dass die Buchse (5) eine Innenkontur aufweist, die zur Ausbildung des Basiskörpers (6) komplementär ausgebildet ist.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Verstellwellenanordnung eines VTG-Turboladers bzw. Waste-Gate Turboladers gemäß Anspruch 1.
- Unter einem VTG-Turbolader versteht man einen Turbolader mit variabler Turbinengeometrie (VTG), die eine Verstellwellenanordnung benötigt. Beim Waste-Gate Turbolader wird der Turbinenbypaß mittels einer Klappe, die durch die Verstellwelle bewegt wird, geregelt.
- Bei bekannten Verstellwellenanordnungen von VTG-Turboladern kann das Problem einer mangelhaften Dichtwirkung der Spaltdichtung im Bereich zwischen der Verstellwelle und der Buchse, in Abhängigkeit des anliegenden Abgasüberdruckes, auftreten, was zu Abgas- und Rußemissionen des Turboladers nach außen führen kann.
- Aus der WO2004/063535 A1 ist eine verbesserte Abdichtung mittels mittig in der Buchse angeordnetem Kolbenring bekannt, so dass dessen Dichtwirkung mit der Spaltdichtwirkung kombiniert wird.
- Diese Anordnung hat jedoch den entscheidenden Nachteil, dass die für die Kolbenringmontage notwendige Schlupffase in der Buchsenbohrung die wirksame Spaltdichtlänge deutlich verkürzt, da bei einer symmetrischen Buchsengeometrie und nicht seitengerichteten Montage auch an der anderen Buchsenstirnseite zweckmäßigerweise eine Schlupffase notwendig wird.
- Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Verstellwellenanordnung eines VTG- bzw. Waste-Gate-Turboladers zu schaffen, die zum einen eine Kombination von Spalt- und Kolbenringdichtung darstellt, um dessen Abgas- und Rußemissionen nach außen deutlich zu vermindern, und zum anderen bei gleicher Buchsenlänge eine verbesserte Dichtwirkung ermöglicht.
- Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruchs 1. Die Unteransprüche haben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt.
- Erfindungsgemäß wird eine statische Abdichtung zwischen der Verstellwelle und der Buchse geschaffen, die Abgas- und Rußemissionen des Turboladers über die Buchse nach außen zumindest erheblich reduziert, wenn nicht gar gänzlich unterbindet.
- Vorzugsweise ist die Dichtung als Kolbenring ausgebildet.
- Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Dichtung in einer Nut eines Hauptkörpers der Verstellwelle zwischen einem Fixierungsabschnitt und einem freien Ende angeordnet.
- Der Hauptkörper ist gestuft ausgebildet, so dass sich zwei zylindrische Abschnitte mit unterschiedlichem Außendurchmesser ergeben. Die Innenkontur der den Hauptkörper umgebenden Buchse ist komplementär ebenfalls gestuft ausgebildet, so dass sich wiederum zwei Bereiche mit zylindrischem Innendurchmesser unterschiedlichem Maßes ergeben. Der Übergang beider Bereiche kann als Schlupffase für die Kolbenringmontage ausgebildet werden; so dass ein möglichst langer effektiver Dichtspalt an beiden Enden verbleibt. Der durch den Übergang bedingte ringförmige Zwischenraum zwischen Buchse und Verstellwelle kann dabei als Sammelvolumen für Partikel dienen. Durch die Partikelansammlungen im Sammelvolumen wird eine Ansammlung im Dichtspalt vermieden, was zur Schwergängigkeit der Verstellwelle führen kann. Der Außendurchmesser der Buchse muss nicht zwangsläufig gestuft ausgeführt sein. Er kann auch konstant über die gesamte Buchsenlänge sein. Eine Stufung des Buchsenaußendurchmessers hat den zusätzlichen Vorteil, dass seitenverkehrte Fehlmontagen verhindert werden.
- Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung zweier Ausführungsbeispiele anhand der beigefügten Zeichnung.
- Es zeigen:
-
1 eine teilweise geschnittene Darstellung einer bekannten Verstellwellenanordnung, -
2 eine der1 entsprechende Darstellung einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verstellwellenanordnung (VTG); und -
3 eine der1 entsprechende Darstellung einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verstellwellenanordnung (Waste-Gate). - In
1 ist eine bekannte Verstellwellenanordnung1 eines VTG-Turboladers dargestellt. Der VTG-Turbolader selber ist in den Figuren nicht näher dargestellt, da es sich hierbei um eine übliche, an sich bekannte Konstruktion handeln kann. - Die Verstellwellenanordnung
1 weist eine Verstellwelle2 auf, die einen Fixierungsabschnitt3 und ein freies Ende8 umfasst.1 zeigt weiter, dass der Fixierungsabschnitt3 und das freie Ende8 einen geringeren Außendurchmesser haben, als ein Hauptkörper6 der Verstellwelle2 , der zwischen dem Fixierungsabschnitt3 und dem freien Ende8 angeordnet ist. Alle drei Abschnitte weisen im Beispielsfalle eine zylindrische Außenkontur auf. - Die Verstellwelle
2 ist über den Fixierungsabschnitt3 mit einem Hebel4 verbunden. - Ferner weist die Verstellwellenanordnung
1 eine Buchse5 auf, die auf dem Basiskörper6 der Verstellwelle2 angeordnet ist. - Schließlich ist eine Dichtung
7 vorgesehen, die im Bereich des Basiskörpers6 zwischen der Buchse5 und der Verstellwelle2 angeordnet ist. Hierfür weist der Basiskörper6 eine umlaufende Nut auf und die Dichtung kann vorzugsweise als Kolbenring ausgebildet sein, der in der Nut9 angeordnet ist. Somit ergibt sich zwischen der Buchse5 und der Verstellwelle2 bzw. ihrem Basiskörper6 eine Abdichtung, die ein Nachaußendringen von Rußemissionen oder Abgasen deutlich einschränkt. - Bei der in
1 dargestellten Verstellwellenanordnung ist der Basiskörper6 der Verstellwelle2 durchgehend zylindrisch bzw. glatt ausgebildet und an beiden Buchsenstirnseiten sind Schlupffasen deutlich erkennbar. - Im Gegensatz hierzu ist die in
2 dargestellte erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verstellwellenanordnung mit einem Basiskörper6 versehen, der abgestuft ist, so dass sich zwei zylindrische Abschnitte10 und11 ergeben, die unterschiedliche Außendurchmesser haben. Bei der dargestellten Ausführungsform weist der Abschnitt10 einen größeren Außendurchmesser auf als der Abschnitt11 . - Dementsprechend weist die Buchse
5 im Bereich des Abschnittes10 einen größeren Innendurchmesser als in dem Bereich auf, der den Abschnitt11 der Verstellwelle2 umgibt. - Auch bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform ist in einer Nut des Basiskörpers
6 die Dichtung7 angeordnet. Somit kann bezüglich aller übereinstimmender Merkmale auf die Beschreibung der1 verwiesen werden. - Wie
2 ferner zeigt, weist die Buchse5 ebenfalls zwei Abschnitte12 und13 auf, wobei der Abschnitt12 mit größerem Innendurchmesser den Abschnitt10 der Verstellwelle2 umgibt, während der Abschnitt13 den Bereich11 der Verstellwelle2 mit geringerem Außendurchmesser umgibt. Der Abschnitt12 der Buchse13 hat ferner einen geringeren Außendurchmesser als der Abschnitt13 der Buchse5 . Diesbezüglich kann zur ergänzenden Offenbarung auf die zeichnerische Darstellung der2 verwiesen werden. - In
3 ist eine zweite Ausführungsform dargestellt, die für einen Waste-Gate-Turbolader vorgesehen ist. Da die Ausbildung einer Verstellwelle auch derjenigen der2 entspricht, kann auf die vorstehenden Ausführungen Bezug genommen werden. -
- 1
- Verstellwellenanordnung
- 2
- Verstellwelle
- 3
- Fixierungsabschnitt
- 4
- Hebel
- 5
- Buchse
- 6
- Basiskörper
- 7
- Dichtung
- 8
- Freies Ende
- 9
- Nut
- 10
- Abschnitt
der Verstellwelle
2 mit großem Außendurchmes - ser
- 11
- Abschnitt
der Verstellwelle
2 mit geringerem Außendurch - messer
- 12
- Abschnitt
der Buchse
5 mit größerem Innendurchmesser - 13
- Abschnitt
der Buchse
5 mit geringerem Innendurchmesser - 14
- Schlupffase
- 15
- Sammelvolumen
Claims (5)
- Verstellwellenanordnung (
1 ) eines VTG- bzw. Waste-Gate-Turboladers mit – mit einer Verstellwelle (2 ), die einen Fixierungsabschnitt (3 ) aufweist; – mit einem Hebel (4 ), der mit der Verstellwelle (2 ) über den Fixierungsabschnitt (3 ) verbunden ist; – mit einer Buchse (5 ), die auf einem Basiskörper (6 ) der Verstellwelle (2 ) angeordnet ist; und – mit einer Dichtung (7 ), die im Bereich des Basiskörpers (6 ) zwischen der Buchse (5 ) und der Verstellwelle (2 ) angeordnet ist; dadurch gekennzeichnet, – dass der Basiskörper (6 ) der Verstellwelle (2 ) eine gestufte Außenkontur aufweist; und – dass die Buchse (5 ) eine Innenkontur aufweist, die zur Ausbildung des Basiskörpers (6 ) komplementär ausgebildet ist. - Verstellwellenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (
7 ) ein Kolbenring ist. - Verstellwellenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (
7 ) in einer Nut (9 ) der Verstellwelle (2 ) angeordnet ist. - Verstellwellenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstellwelle (
2 ) ein freies Ende (8 ) aufweist, dessen Außendurchmesser kleiner ist, als der Außendurchmesser des Hauptkörpers (6 ) der Verstellwelle (2 ). - Verstellwellenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Buchse (
5 ) eine komplementär gestuft ausgebildete Außenkontor aufweist.
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