JP6349305B2 - 排気ガスターボチャージャの調節フラップ装置 - Google Patents

Description

本発明は、独立請求項の前提部に記載のタービンハウジングが設けられた排気ガスターボチャージャの調節フラップ装置に関する。

図５は、既知の調節フラップ装置１００を示している。図は、タービンハウジングに挿入されるブッシュ１１０を示している。フラップシャフト１０５は、前記ブッシュ１１０に回転可能に取り付けられる。フラップシャフトレバー１０９は、フラップシャフト１０５の一方の端部に締結される。前記フラップシャフトレバー１０９は、例えばウェイストゲートダクトを開閉するためのフラッププレート１０４に接続される。フラップシャフト１０５とブッシュ１１０との間のシールは、フラップシャフト１０５の中央に配置される２つのピストンリング１０１によって実現される。既知の調節フラップ装置１００は、作動遊び、傾斜及び回転のため動作中に生じる隙間及び遊びを不十分にしか補償できず、この結果、煤を有する漏洩ガスとしての排気ガスのエンジンの周囲内への漏れを十分に防止することができない。

したがって、本発明の目的は、ブッシュとフラップシャフトとの間のシールを確実に可能にする、請求項１と３の前提部に規定したタイプの調節フラップ装置を提供することである。

この目的は独立請求項の特徴によって達成される。従属請求項は、各々の場合に本発明の有利な実施形態に関する。

本発明によるシールは、各々の場合に、ブッシュの面側端部に配置される成形シールリングによって実現される。成形シールリングは軸方向に圧縮することができ、このようにして、ブッシュの面側端部と外側フラップレバー又は内側フラップシャフトレバーとの間のシールを提供する。代わりに、成形シールリングを半径方向に圧縮することが可能である。半径方向の構成の場合、成形シールリングは、フラップシャフトとブッシュの内側に向けられた壁部との間のシールを提供する。

両方の場合に、本発明によれば、成形シールリングの断面で見ると少なくとも１つのキャビティを有する成形シールリングが使用される。特に、成形シールリングはＶ字形状又はＳ字形状である。前記キャビティにより、成形シールリングを軸方向又は半径方向に十分な程度に圧縮又は変形することが可能である。成形シールリングの変形により、成形シールリングに応力が生じ、この応力が変形力に対抗し、したがって、成形シールリングがそのシール作用を付与するようにする。

外側フラップレバー又は内側フラップシャフトレバーも、フラップシャフトと一体に製造し得る。

成形シールリングは、特に、容認しがたい強い圧縮を回避するために金属から製造され、二次的な力束に配置される。

調節フラップ装置の新しい構造によって、動作中に生じる隙間及び遊びが補償され、排気ガス及び煤の漏れが実質的に防止されることが達成される。煤による隣接する構成要素の汚染の問題が解決され、これによって運転室への排気ガスの侵入も解決される。環境内へのエミッションが排除され、排気ガス及び煤は、触媒コンバータと粒子フィルタとを介してのみ大気内に通過することができる。

本発明のさらなる詳細、利点及び特徴は、図面を参照して例示的な実施形態の以下の説明から明らかになる。

本発明による排気ガスターボチャージャの断面斜視図である。 第１の例示的な実施形態による本発明による調節フラップ装置の詳細図である。 第２の例示的な実施形態による本発明による調節フラップ装置の詳細図である。 第３の例示的な実施形態による本発明による調節フラップ装置の詳細図である。 従来技術による調節フラップ装置の図面である。

図１は、タービンハウジング２を有する排気ガスターボチャージャ３を示しており、この排気ガスターボチャージャに、図２〜図４を参照してより詳細に説明する本発明による調節フラップ装置１を配置することができる。

図１は、ウェイストゲートダクトを開閉するためのフラッププレート４から構成される調節フラップ装置１の基本構造を示している。フラッププレート４は、内側フラップシャフトレバー９を介してフラップシャフト５に接続される。前記フラップシャフト５はタービンハウジング２を通して外側に延びる。外側フラップレバー６はフラップシャフト５の外端に締結される。次に、フラップレバー６は調節ロッド７に接続される。調節ロッド７は駆動部８によって移動される。

図２は、調節フラップ装置１の第１の例示的な実施形態を詳細に示している。図２によれば、ブッシュ１０はタービンハウジング２に位置する。フラップシャフト５は前記ブッシュ１０に回転可能に収容される。軸方向１５及び半径方向１６は、フラップシャフト５を基準にして画定される。溝１９はブッシュ１０の面側端部に形成される。この例示的な実施形態では、溝１９は、半径方向１６に外側に開口し、軸方向１５に外側に開口する。成形シールリング１３は溝１９に配置される。

ブッシュ１０の面側端部は第１のシール面１１を構成する。第２のシール面１２は前記第１のシール面１１の反対側に位置する。第２のシール面１２はフラップレバー６に形成される。成形リング１３は、前記２つのシール面１１、１２の間のシールを提供する。

この例示的な実施形態では、成形シールリング１３はＶ字形状である。Ｖ字形状は、断面で見られるように第１の脚部１７と第２の脚部１８とを備える。各々の脚部１７、１８が自由端を有し、脚部１７、１８の他方の端部が互いに接続されるように、前記２つの脚部１７、１８は互いに平行でない。脚部１７、１８の自由端はシール面１１、１２に当接する。軸方向１５の成形シールリング１３の軸方向の圧縮及び変形の結果として、シール作用が生じる。前記変形の結果として、成形シールリング１３がその脚部１７、１８をシール面１１、１２に押圧するように、応力が成形シールリング１３に発生される。

溝１９は軸方向１５に溝深さ２０を有する。成形シールリング１３の過度に強い圧縮が回避されるように、溝深さ２０が選択される。具体的には、成形シールリング１３が破壊される前に、フラップレバー６がブッシュ１０に当接し、成形シールリング１３が溝１９内に確実に収容される。

成形シールリング１３はキャビティ１４を有する。前記キャビティ１４により、成形シールリング１３は、ディスク形状の単純なシールとは相当異なる。キャビティ１４は、成形シールリング１３が圧縮されるときに成形シールリング１３の十分な変形を得るために、したがって、成形シールリング１３の十分な応力を構成するためにも重要である。

図３は、第２の例示的な実施形態による調節フラップ装置１を示している。同一の又は機能的に同一の構成要素は、例示的な実施形態のすべてにおいて同一の参照番号で示されている。第１の２つの例示的な実施形態で異なるのは、成形シールリングが第２の例示的な実施形態ではＳ字形状であることである。結果として、成形シールリング１３は２つのキャビティ１４を有する。第２の例示的な実施形態においても、成形シールリング１３は軸方向１５に圧縮される。

図４は、第３の例示的な実施形態による調節フラップ装置１を示している。同一の又は機能的に同一の構成要素は例示的な実施形態のすべてにおいて同一の参照番号で示されている。第３の例示的な実施形態では、成形シールリング１３は、２つの脚部１７、１８を有するＶ字形状である。しかし、第１の例示的な実施形態とは対照的に、第３の例示的な実施形態の成形シールリング１３のＶ字形状は軸方向１５に開口する。

第３の例示的な実施形態では、成形シールリング１３は半径方向１６に緊締される。このことは、フラップシャフト５に対面するブッシュ１０の内壁に第１のシール面１１を必要とする。第２のシール面１２は、相応してフラップシャフト５の側面に画定される。したがって、ブッシュ１０の面側端部の溝１９は、軸方向１５に外側にかつ半径方向１６に内側に開口する。成形シールリング１３は、その脚部１７、１８の自由端によりシール面１１、１２に再び当接する。

調節フラップ装置の実施例に基づいて、本発明について上述してきたが、シール装置は、可変タービン形状を有する排気ガスターボチャージャにも使用し得る。

本発明の上述の説明に加えて、本発明の追加の開示のために図１〜図４の本発明の概略図が本明細書に明示的に参照される。

１ 調節フラップ装置
２ タービンハウジング
３ 排気ガスターボチャージャ
４ フラッププレート
５ フラップシャフト
６ 外側フラップレバー
７ 調節ロッド
８ 駆動部
９ 内側フラップシャフトレバー
１０ ブッシュ
１１ 第１のシール面
１２ 第２のシール面
１３ 成形シール
１４ キャビティ
１５ 軸方向
１６ 半径方向
１７ 第１の脚部
１８ 第２の脚部
１９ 溝
２０ 溝深さ
１００ 従来技術による調節フラップ装置
１０１ 従来技術によるピストンリング
１０４ 従来技術によるフラッププレート
１０５ 従来技術によるフラップシャフト
１０９ 従来技術によるフラップシャフトレバー
１１０ 従来技術によるブッシュ

Claims (7)

1. タービンハウジング（２）が設けられた排気ガスターボチャージャ（３）の調節フラップ装置（１）であって、
   − フラッププレート（４）を有し、
   − フラップシャフト（５）であって、
   ・外側フラップレバー（６）を介して駆動部（８）の調節ロッド（７）に接続され、
   ・内側フラップシャフトレバー（９）を介して前記フラッププレート（４）に接続され、
   ・前記タービンハウジング（２）のブッシュ（１０）によって案内されるフラップシャフト（５）を有する調節フラップ装置（１）において、
   − 前記ブッシュ（１０）の面側端部の第１のシール面（１１）と、
   − 前記外側フラップレバー（６）又は前記内側フラップシャフトレバー（９）の前記第１のシール面（１１）の反対側に位置する第２のシール面（１２）と、
   − 断面で見ると少なくとも１つのキャビティ（１４）を有する成形シールリング（１３）であって、前記第１のシール面（１１）にかつ前記第２のシール面（１２）に同時に当接し、前記成形シールリング（１３）のシール作用を付与するために、前記フラップシャフト（５）の軸方向（１５）に圧縮されかつ変形される成形シールリング（１３）と、
   を有し、
   前記成形シールリング（１３）は、２つの脚部（１７、１８）を有するＶ字形状を備え、かつ金属から構成され、
   前記成形シールリング（１３）の前記脚部（１７、１８）は、互いに平行ではなく、前記成形シールリング（１３）が前記脚部（１７、１８）の自由端のみにより前記第１及び第２のシール面（１１、１２）に当接し、
   前記軸方向（１５）に外側に開きかつ前記成形シールリング（１３）を収容するために役立つ溝（１９）が、前記ブッシュ（１０）に形成され、
   前記溝（１９）は、前記軸方向（１５）に、前記成形シールリング１３の過度に強い圧縮が回避されるような溝深さ（２０）で形成される、調節フラップ装置。
2. 前記溝深さ（２０）は、前記成形シールリング（１３）が破壊される前に、前記フラップレバー（６）がブッシュ（１０）に当接し、前記成形シールリング（１３）が溝（１９）内に収容されるように選択される、請求項１に記載の調節フラップ装置。
3. タービンハウジング（２）が設けられた排気ガスターボチャージャ（３）の調節フラップ装置（１）であって、
   − フラッププレート（４）を有し、
   − フラップシャフト（５）であって、
   ・外側フラップレバー（６）を介して駆動部（８）の調節ロッド（７）に接続され、
   ・内側フラップシャフトレバー（９）を介して前記フラッププレート（４）に接続され、
   ・前記タービンハウジング（２）のブッシュ（１０）によって案内されるフラップシャフト（５）を有する調節フラップ装置（１）において、
   − 前記フラップシャフト（５）に対面する前記ブッシュ（１０）の第１のシール面（１１）と、
   − 前記フラップシャフト（５）の前記第１のシール面（１１）の反対側に位置する第２のシール面（１２）と、
   − 断面で見ると少なくとも１つのキャビティ（１４）を有する成形シールリング（１３）であって、前記第１のシール面（１１）にかつ前記第２のシール面（１２）に同時に当接し、前記成形シールリング（１３）のシール作用を付与するために、前記フラップシャフト（５）の半径方向（１６）に圧縮かつ変形される成形シールリング（１３）と、
   を有し、
   前記成形シールリング（１３）は、２つの脚部（１７、１８）を有するＶ字形状を備え、かつ金属から構成され、
   前記成形シールリング（１３）の前記脚部（１７、１８）は、互いに平行ではなく、前記成形シールリング（１３）が前記脚部（１７、１８）の自由端のみにより前記第１及び第２のシール面（１１、１２）に当接し、
   半径方向（１６）に内側に開きかつ前記軸方向（１５）に外側に開き、かつ前記成形シールリング（１３）を収容するために役立つ溝（１９）が、前記ブッシュ（１０）に形成され、
   前記溝（１９）は、前記軸方向（１５）に、前記成形シールリング（１３）の過度に強い圧縮が回避されるような溝深さ（２０）で形成される、調節フラップ装置。
4. 前記溝深さ（２０）は、前記成形シールリング（１３）が破壊される前に、前記フラップレバー（６）がブッシュ（１０）に当接し、前記成形シールリング（１３）が溝（１９）内に収容されるように選択される、請求項３に記載の調節フラップ装置。
5. 前記第１のシール面（１１）が前記第２のシール面（１２）に対して平行に配置される請求項１〜４のいずれか一項に記載の調節フラップ装置。
6. 前記成形シールリング（１３）が第２の力束内に配置される請求項１〜５のいずれか一項に記載の調節フラップ装置。
7. 排気ガスターボチャージャ（３）であって、
   − タービンハウジング（２）を有し、
   − 前記タービンハウジング（２）に配置された請求項１〜６のいずれか一項に記載の調節フラップ装置（１）を有する、
   排気ガスターボチャージャ（３）。

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