DE3026013A1

DE3026013A1 - Dichtung fuer eine stellstange zur regulierung eines abgasdurchlassventils

Info

Publication number: DE3026013A1
Application number: DE19803026013
Authority: DE
Inventors: Shoichi Aizu; Nobuhiro Kondo; Katsuaki Shibui
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 1979-07-14
Filing date: 1980-07-09
Publication date: 1981-01-22
Also published as: GB2056587A; IT8023406A0; JPS587175Y2; FR2461869B1; IT1131558B; FR2461869A1; DE3026013C2; JPS5615881U; GB2056587B

Description

3026Q13

Ishikawajima Harima 20 505 60/ko

Jukogyo K.K.
Tokio, Japan

Dichtung für eine Stellstange zur Regulierung eines

Abgasdurchlaßventxls

Die Erfindung betrifft eine Dichtung für eine Stellstange zur Regulierung eines Abgasdurchlaßventils, durch das die Zuströmung des Abgases zu einem Laufrad in einem Turbolader einstellbar ist.

Ein Abgasdurchlaßventil für Benzinmotoren ist üblicherweise über eine Stellstange mit einer Membran verbunden, die durch einen Druckunterschied zwischen einem Aufladeüberdruck des Motors und einem Druck vor der Aufladung betätigt wird. Dementsprechend ist es notwendig, daß der Bereich eines Druckgehäuses abgedichtet wird, den die Stellstange durchsetzt.

Üblicherweise dichtet man einfach, wie in Fig. 1 gezeigt, mit Hilfe eines Dichtrings 2 ab, der gleitbar um eine Stellstange 1 angeordnet und durch einen abgebogenen Bereich 3a einer Seitenwand eines Druckgehäuses 3 und durch ein Halteglied 4 festgeklemmt wird. Wenn demgemäß die Stellstange 1 sich wechselweise hin- und herbewegt, nehmen der abgebogene Bereich 3a der Seitenwand des Druckgehäuses 3 und das Halteglied 4

030064/0902

302S013

eine nach außen gerichtete Belastung auf. Dementsprechend werden der abgebogene Bereich 3a und das Halteglied 4 derart geöffnet, daß eine Lücke zwischen dem abgebogenen Bereich 3a und dem Dichtring 2 und zwischen dem Halteglied 4 und dem Dichtring 2 auftritt. Dadurch wird die Dichtung zwischen dem Druckgehäuse 3 und der Stellstange 1 nachteilig beeinflußt.

Das Druckgehäuse 3 und die Stellstange 1 sind in unterschiedlichen Stellungen auf einem Turboladerkörper gehalten. Deshalb wird der Endbereich der Stellstange 1 innerhalb des Druckgehäuses in ziemlich unterschiedlicher Weise von dem äußeren Gehäuse trotz der Tatsache in Schwingungen versetzt, das sowohl die Stellstange als auch das.Druckgehäuse durch den Motor in Schwingungen versetzt werden.

Dieser Endbereich der Stellstange innerhalb des Druckgehäuses wird durch eine Membran gehalten. Die Schwingungsbewegungen dieses Endbereichs, die sich stark von denjenigen des Druckgehäuses, wie vorstehend erläutert, unterscheiden, kann jedoch nicht in einem ausreichenden Maß durch die Membran gedämpft werden. Deshalb wird die Membran zwangsläufig nach einiger Zeit beschädigt.

Andererseits braucht man für ein Abgasdurchiaßventil für Dieselmotoren keine Unterdruckkammer, wodurch die Dichtwirkung des Ventils nachteilig beeinflußt wird. Dementsprechend treten bei dieser Art eines Abgasventils keine Dichtprobleme auf. Jedoch harren die Probleme der Brüche in der Membran, die durch die relativ unregelmäßigen Schwingungen der Membran verursacht werden, weiterhin der Lösung.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die

030064/0902

vorstehend genannten Probleme zu beseitigen, die bei üblichen Dichtungen für Stellstangen zum Antrieb von Ablaßdurchlaßventilen auftreten.

Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine einfache, doppelt dichtende Anordnung zwischen einer Stellstange und dem Bereich eines Druckgehäuses zu schaffen, den die Stellstange durchsetzt, wobei die Dichtwirkung dieser Dichtanordnung verbessert und die Lebensdauer einer Membran stark angehoben werden sollen.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer Ausführungsform anhand der Zeichnung.

Es zeigt

Fig. 1 eine übliche Dichtung für Stellstangen zum Betrieb eines Abgasdurchlaßventils und

Fig. 2 eine Schnittansieht einer bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Dichtung für eine Stellstange zur Regulierung eines Abgasdurchlaßventils .

Gemäß Fig. 2 bezeichnet das Bezugszeichen 10 ein Druckgehäuse, das einen Hauptkörper einer druckempfindlichen Betätigungsanordnung zur Regelung des Öffnungsgrades eines Abgasdurchlasses darstellt. Das Innere des Druckgehäuses 10 ist in eine Überdruckkammer 12 und eine Unterdruckkammer 13 durch eine Membran 11 geteilt, die ein druckempfindliches Betätigungsglied darstellt. Eine Leitung 14 zum Anlegen eines Aufladeüberdrucks mündet in die Überdruckkarraner 12, während eine Leitung 15 zum Anlegen eines Vordrucks, also einer vor der Aufladung erfolgenden Druckbelastung in die Unterdruckkammer 13 mündet.

Q30064/0902

Eine Stellstange 16 zur Betätigung eines Abgasdurch!aßventils, das nachstehend beschrieben ist, ist an ihrem Endbereich im Zentrum der Membran 14 über druckaufnehmende Scheiben 17 und 18 befestigt.

Die Stellstange 16 hat eine ringförmige Nut 19 in dem Bereich seiner Umfangsfläche, die in der Unterdruckkammer 13 liegt. Ein innen verdickter Kantenbereich 20a einer weiteren Membran 20 ist in der Unterdruckkammer vorgesehen und paßt eng anliegend in die ringförmige Nut 19.

Dementsprechend kann die Membran 20, die mit ihrem Zentralbereich in die Umfangsoberfläche der Stellstange 16 eingepaßt ist, mit ihrem Faltbereich entsprechend den hin- und herverlaufenden Bewegungen der Stellstange 16 mitbewegt werden. Die Membran 20 befindet sich hinsichtlich dem Bereich des Druckgehäuses 10 im ungebundenen Zustand, der die Unterdruckkammer 13 bildet. Jedoch wird die Abdichtfähigkeit der Membran 20 hinsichtlich der inneren Oberfläche der Wand des Druckgehäuses 10 aufrechterhalten, die auf der Seite liegt, die die Stellstange durchsetzt.

Eine Feder 22 zur konstanten Beaufschlagung der Stellstange 16 in Ventilschließrichtung (also gegen die überdruckkammer 12) ist zwischen einer Druckaufnahmescheibe 20, die die den Druck aufnehmende Oberfläche der Membran 20 berührt, und der Druckaufnahmescheibe 17 auf der Membran 11 vorgesehen, die als druckempfindliches Betätigungsglied dient.

Die Membran 20 wird durch die elastische Kraft der Feder 22 zwischen der Innenoberfläche derjenigen Wand der Unterdruckkammer 13, die die Stellstange durchsetzt, und der Druckaufnahmescheibe 21 gehalten. Die Andruck-

Q30064/0902

kraft der Membran steigt dabei an, wenn die Stellstange 16 in die Ventilöffnungsrichtung unter Zusammendrücken der Feder 22 bewegt wird, so daß ein Dichten des zusammengedrückten Bereichs der Membran 20 dadurch sichergestellt wird.

Die Membran 20 hat eine Belegungskante 20b, die integral an ihr gebildet ist. Diese Belegungskante 20b belegt die Umfangsoberfläche der Druckaufnahmescheibe 21, wodurch verhindert wird, daß die Membran 20 von der Innenoberfläche derjenigen Wand des Gehäuses 10 abrutscht, die mit der Membran 20 und der Druckaufnahmescheibe 21 in B erührung s t ent.

Der Raum zwischen der Wand der Unterdruckkammer 13, die von der Stellstange durchsetzt wird, und der Stellstange 16, wird dabei durch die Membran 20 abgedichtet.

Diese Stellstange 16 wird \veiterhin an einem derartigen Bereich abgedichtet, der außerhalb der Membran 20 liegt. Ein Dichtring 23 ist paßgenau um den Bereich der Umfangs-Oberfläche der Stellstange 16 angeordnet, der in der Nähe und außerhalb der Membran 20 liegt. Der Dichtring 23 wird an seinen beiden Seitenoberflächen zwischen der Wand 10a der Unterdruckkammer 13, die auf der Seite liegt, die die Stellstange durchsetzt, und einem Dichtungshalter— glied 25 festgepreßt und gehalten. Dieses Dichtungshalterglied 25 ist einwärts von der Wand 10 getrennt angeordnet, wobei sein Endbereich an der inneren Umfangsoberfläche des Gehäuses 10 angeschweißt ist. Eine ringförmige Dichtung 24 aus einem gummiartigen oder kautschukartigen elastischen Material ist zwischen den mittleren Teil des Bereichs der Innenoberfläche des Gehäuses, der dem Dichtring; 23 gegenüber angeordnet ist, und der Umfangsoberfläche des Dichtrings 23 eingesetzt.

Q30064/0902

Der Dichtring 23 kann an dem Teil des Gehäuses 10 befestigt sein, der die Unterdruckkammer 13 darstellt, und die ringförmige Dichtung 24 kann zwischen der Stellstange 16 und dem Dichtring 23 vorgesehen sein.

Wie aus dem Vorstehenden deutlich wird, ist der Raum um die Stellstange 16 auf der Seite, die die Stellstange durchsetzt, durch den Dichtring 23 und die Dichtung 24 abgedichtet. Die Membran 20 dieser doppelten Dichtung, die aus der Membran 20 und dem Dichtring 23 besteht, kann weggelassen werden, wenn nur eine geringe Dichtleistung benötigt wird oder wenn bereits die Anordnung des Dichtrings 23 ausreicht oder bei einem Abgasdurchlaßventil für Dieselmotoren, das nachstehend beschrieben ist und keine Unterdruckkammer aufweisen muß.

Ein Gasdurchiaßventil 27 ist arbeitsseitig mit dem äußeren Endbereich der Stellstange 16 über einen Hebel 26 verbunden und kann eine Abgasnebenleitung 28 für einen Turbolader öffnen und schließen, wodurch die Fließgeschwindigkeit des Abgases zum Laufrad geregelt werden kann. Wenn der Überdruck, der an die Überdruckkammer angelegt wird, größer wird als die elastische Kraft der Feder 22, oder wenn ein Unterdruck als Vordruck vor der Aufladung, der die elastische Kraft der Feder 22 überwindet, an die Unterdruckkammer 13 angelegt wird, wird die Membran 11, die als druckempfindliches Betätigungsglied dient, betätigt. Dabei wird das Abgasdurchlaßventil 27 auf Grund der Betätigung der Membran 11 über die Stellstange 16 und den Hebel 26 betätigt. Eine weitere genaue Beschreibung der Betätigung der obigen Ausführungsform erübrigt sich und kann weggelassen werden.

Ein Abgasdurchlaßventil für Dieselmotoren unterscheidet sich etwas von dem Abgasdurchlaßventil der vorstehenden Ausführungsform insofern, als die erstere keine Unterdruck-

0 30 064/0902

kammer 13 benötigt. Deshalb ist die Dichtwirkung oder -leistung des Dichtrings 23 und der Dichtung 24 für ein derartiges Abgasdurchlaßventil nicht notwendig. Das heißt, daß ein derartiges Abgasdurchlaßventil nur die unregelmäßigen Bewegungen des Endbereichs der Stellstange dämpfen soll, die für die Beschädigung der Membran innerhalb des Druckgehäuses verantwortlich sind.

Erfindungsgemäß ist, wie vorstehend beschrieben, ein Dichtring paßgenau um eine Stellstange zum Öffnen und Schließen eines Abgasdurchlaßventils für einen Turbolader angeordnet und eine Dichtung ist elastisch zwischen dem Dichtring und der Wand einer Druckkammer angeordnet, die die Stellstange durchsetzt. Dabei ist der Raum zwischen der Wand der Druckkammer, die die Stellstange durchsetzt, und der äußeren Oberfläche der Stellstange doppelt durch den Dichtring und die Dichtung abgedichtet. Dadurch werden die Dichtleistung der Dichtanordnung und die Lebensdauer der Membran stark verbessert. Deshalb besitzt die erfindungsgemäße Dichtanordnung in der Praxis hervorragende Auswirkungen. Sie läßt einen sachgerechten und problemlosen Betrieb der Membran zu und besitzt eine verbesserte Fähigkeit, den Öffnungsgrad des Abgasdurchlaßventils zu regeln, das in Verbindung mit der Membranbewegung betätigt wird.

03006A/0902

Leerseite

Claims

PATENTANWÄLTE

Dr. rar. nat. DIETER LOUIS O Π O C Π 1

Dlpl.-Phys. CLAUS PÖHLAL, OUZOU

Dlpl.-Ing. FRANZ LOHRENTZ
Dipl.-Phys.WOLFGANG SEGETH

KESSLERPLATZ 1

8500 NÜRNBERG 20

Ishikawajirna Harima 20 505 βθ/lco

Jukogyo K.K.
Tokio, Japan

Pat entans prüche

Dichtung für eine Stellstange zur Regulierung eines Abgasdurchlaßventils, durch das die Zuströmung des Abgases zu einem Laufrad in einem Turbolader einstellbar ist, gekennzeichnet durch einen Dichtring (23) und ein Dichtglied (24), die in dem Bereich eines Druckgehäuses (1O) vorgesehen sind, den die Stellstange (16) durchsetzt.
2. Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtring (23) paßgenau um die Stellstange (16) angeordnet ist und das Dichtglied (24) elastisch zwischen dem Dichtring (23) und der \7and des Druckgehäuses (1O) gehalten ist,¹^Ie Stellstange (16) durchsetzt.
3. Dichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtring (23) an der ΐ/and des Druckgehäuses (1O) befestigt ist, die die Stellstange (16) durchsetzt, die Stellstange (16) diesen Dichtring (23) durchsetzt und das Dichtglied (24) elastisch zwischen dem Dichtring (23) und der Stellstange (16) gehalten ist.
4. Dichtung nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellstange (ΐβ) mit einer ringförmigen Nut (19) in einem Bereich in dem Druckgehäuse (1O) versehen ist, wobei eine Membran (20) ρaßgenau in diese

030064/0902

3026Q13

Nut (19) eingesetzt ist und entlang ihres äußeren Umfangsbereich mit der Seitenwand des Druckgehäuses (1O) in Berührung steht, die sich rechtwinklig zur Achse der Stellstange (16) erstreckt, und daß ein"elastisches Glied entlang des Umfangsbereichs der Membran (20) vorgesehen ist, das die Membran (20) gegen den Dichtring (23) preßt.

030064/0902