DE112013005427B4

DE112013005427B4 - Stellanordnung eines Abgasturboladers

Info

Publication number: DE112013005427B4
Application number: DE112013005427.2T
Authority: DE
Inventors: Peter Keller
Original assignee: BorgWarner Inc
Current assignee: BorgWarner Inc
Priority date: 2012-12-14
Filing date: 2013-11-22
Publication date: 2024-11-07
Anticipated expiration: 2033-11-23
Also published as: DE112013005427T5; KR20150091497A; KR102076645B1; JP6471208B2; WO2014092976A1; US9915196B2; JP2018040367A; CN104822907B; US20150330292A1; CN104822907A; JP2015537163A

Abstract

Stellanordnung (1) eines Abgasturboladers (2),
- mit einer Lagerbuchse (3);
- mit einer Stellwelle (4), die an einem ersten Ende (5) mit einem Verbindungshebel (6) verbunden ist und die in der Lagerbuchse (3) geführt ist; und
- mit einem Verbindungsstück (7), das auf dem Verbindungshebel (6) angeordnet ist,
- wobei das Verbindungsstück (7) auf einer Hebelfläche (8) des Verbindungshebels (6) angeordnet ist, die der Lagerbuchse (3) zugewandt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerbuchse (3) einen äußeren ringförmigen Anschlag (11) auf ihrer Außenumfangsfläche aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Stellanordnung eines Abgasturboladers gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1, sowie ein Turbinengehäuse eines Abgasturboladers gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 5.
Eine Stellanordnung bzw. ein Turbinengehäuse ist aus der DE 20 2007 019 447 U1 bekannt. In dieser Druckschrift ist ein Abgasturbolader mit einer Stellanordnung beschrieben, die zur Betätigung einer Wastegateklappe mittels eines Aktuators eine in einer Lagerbuchse geführte Stellwelle aufweist, die an ihrem freien Ende mit einem Verstellhebel verbunden ist. Auf einer Hebelfläche, die von der Lagerbuchse der Stellwelle wegweist, ist ein Verbindungsstück angeordnet, mit dem eine Regelstange des Aktuators verbunden ist.
Die DE 10 2012 101 322 A1 betrifft einen Turbolader für einen Hubkolben-Verbrennungsmotor mit einem Abgas-Bypasspfad für die Steuerung der Größe des eine Turbine des Turboladers beaufschlagenden Motorabgas-Volumenstroms, wobei der Bypasspfad für die Steuerung der Größe des durch den Bypasspfad geleiteten Abgas-Volumenstroms mit einer Bypassventilvorrichtung versehen ist. Der Bypasspfad umfasst ein tellerartiges Ventilelement, das eine in einer Ebene liegende Dichtfläche und einen sich von Letzterer weg erstreckenden Schaft aufweist sowie zwischen einer Offen- und einer Schließstellung bewegbar ist, einen eine Abgas-Durchlassöffnung umschließenden und mit der Ventilelement-Dichtfläche zusammenwirkenden Ventilsitz für das Ventilelement, einen Ventilelement-Träger, mit welchem das Ventilelement mittels seines Schafts mindestens in Richtung senkrecht zur Ventilelement-Dichtfläche beweglich verbunden ist, eine in einer Lagerbuchse verdrehbar gehaltene Spindel, an der einerseits der Ventilelement-Träger und andererseits ein quer zur Spindel verlaufender erster Bereich eines Stellhebels verdrehfest angeordnet ist, und ein Stellhebel-Betätigungselement, welches mit einem zweiten Bereich des Stellhebels mindestens um eine zur Achse der Spindel parallele Schwenkachse schwenkbar verbunden ist.
Die DE 10 2011 007 417 A1 zeigt eine Turbine eines Abgasturboladers mit einem Gehäuse, in dem ein Turbinenrad angeordnet ist, mit einem Wastegate zur Umgehung des Turbinenrads und mit einem Wastegateventil zum Steuern des Wastegates. Das Wastegate weist ein mit einem Gehäuse ausgebildeten Ventilsitz zusammenwirkendes Ventilglied, eine mit dem Ventilglied verbundene Antriebswelle, eine am Gehäuse angeordnete Buchse zur drehbaren Lagerung der Antriebswelle, einen mit einem Stellantrieb verbundenen und mit der Antriebswelle drehfest verbundenen Antriebshebel und wenigstens eine Vorspannfeder auf. Die Vorspannfeder ist einerseits relativ zum Gehäuse und andererseits am Ventilglied oder am Antriebshebel abgestützt.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Stellanordnung der im Oberbegriff des Anspruches 1, bzw. ein Turbingehäuse der im Oberbegriff des Anspruches 5 angegebenen Art zu schaffen, bei denen es möglich ist, die Ansteuerung der Stellwelle zu optimieren.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruches 1.
Dadurch, dass die Anordnung des Verbindungsstücks auf einer Hebelfläche des Verbindungshebels erfolgt, die der Lagerbuchse bzw. einer Turbinenwand, in der die Lagerbuchse angeordnet ist, zugewandt ist, ist es möglich, die Ansteuerung der Verstellwelle in Richtung auf die Mitte der Lagerbuchse zu verlegen, was die Steuerungscharakteristik der erfindungsgemäßen Stellanordnung und damit des erfindungsgemäßen Turbinengehäuses verbessert.
Die Unteransprüche haben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt.
In Anspruch 5 ist ein Turbinengehäuse eines Abgasturboladers als selbstständig handelbares Objekt definiert.
Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. Darin zeigt:

1 eine schematisch stark vereinfachte Prinzipdarstellung eines erfindungsgemäßen Abgasturboladers, der mit einer erfindungsgemäßen Stellanordnung sowie einem erfindungsgemäßen Turbinengehäuse versehen werden kann;
2 eine auseinandergezogene Darstellung einer perspektivischen Ansicht der erfindungsgemäßen Stellanordnung, und
3 eine Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Turbinengehäuses.

In 1 ist eine schematisch stark vereinfachte Prinzipdarstellung eines erfindungsgemäßen Abgasturboladers 2 dargestellt, der ein Turbinengehäuse 17, das anhand der 3 beschrieben werden wird und eine Stellanordnung aufweisen kann, die nachfolgend anhand der 2 erläutert werden wird.
Der Turbolader 2 weist wie üblich einen Verdichter 20 mit einem Verdichterrad 21 in einem Verdichtergehäuse 22, das Turbinengehäuse 17 mit einem Turbinenrad 25 und einer Bypassöffnung 18 sowie ein Lagergehäuse 23 auf, das das Verdichtergehäuse 22 und das Turbinengehäuse 17 verbindet. Im Lagergehäuse 23 ist eine Welle 24 gelagert, die an ihren Enden das Verdichterrad 21 bzw. das Turbinenrad 25 trägt.
In 2 ist eine perspektivische, auseinandergezogene Darstellung einer erfindungsgemäßen Stellanordnung 1 dargestellt, die bei einem derartigen Abgasturbolader 2 zum Einsatz kommen kann.
Die Stellanordnung 1 weist eine, im Beispielsfalle zylindrisch ausgebildete, Lagerbuchse 3 auf, die auf ihrer Außenumfangsfläche einen ringförmigen Anschlag 11 aufweist.
Ferner weist die Stellanordnung 1 eine Stellwelle 4 auf, die an einem ersten Ende 5 mit einem Verbindungshebel 6 verbunden ist. Der Verbindungshebel 6 weist, wie 2 verdeutlicht, eine der Lagerbuchse 3 zugewandte Hebelfläche 8 und eine von der Lagerbuchse 3 wegweisende Hebelfläche 9 auf. Auf der der Lagerbuchse 3 zugewandten Hebelfläche 8 ist ein Verbindungsstück 7 angeordnet, das beispielsweise mit einer Regelstange eines pneumatischen Stellers verbunden werden kann.
Die Stellanordnung 1 weist bei der in der 2 dargestellten besonders bevorzugten Ausführungsform ferner eine Distanzscheibe 12 auf, die im Montagezustand auf einer Stirnfläche 13 der Lagerbuchse 3 aufliegt.
Die Stellanordnung 1 kann beispielsweise mit einer in 2 ebenfalls dargestellten Stelleinrichtung 14 verbunden werden, die im dargestellten Beispielsfall eine Wastegateklappe 15 aufweist, die an einem ersten Ende 16A eines Klappenhebels 16 angeordnet ist.
Das Ende 16B des Klappenhebels 16 ist zur Aufnahme des Endes 10 der Stellwelle 4 ausgebildet, so dass im Endmontagezustand die Distanzscheibe 12 zwischen dem Ende 16B und der Stirnfläche 13 der Lagerbuchse 3 angeordnet ist.
Die in 2 dargestellte Stelleinrichtung 14 in Form einer Wastegateanordnung ist nur ein Beispiel für eine Stelleinrichtung, die mittels der erfindungsgemäßen Stellanordnung 1 mit einem in den Figuren nicht dargestellten Aktuator zusammenwirken kann. Die Verwendung der Stellanordnung 1 ist jedoch nicht auf eine derartige Kombination mit einer Wastegateanordnung an einem Turbinengehäuse, wie es in 3 dargestellt ist, beschränkt.
Das in 3 dargestellte Turbinengehäuse 17 ist mit der anhand der 2 beschriebenen Stellanordnung 1 versehen. Alle Komponenten dieser Stellanordnung 1, die anhand der 2 beschrieben worden sind, sind in 3 mit den gleichen Bezugsziffern gekennzeichnet worden. Wie 3 ferner verdeutlicht, schließt die Wastegateklappe 15 eine Bypassöffnung 18, bzw. öffnet diese Bypassöffnung 18 bei entsprechender Betätigung durch den bereits erwähnten, in 3 jedoch nicht dargestellten Aktuator, dessen Stellstange am Verbindungsstück 7 angreift.
3 verdeutlicht, dass die Lagerbuchse 3 in einer Durchgangsausnehmung 26 einer Gehäusewand 19 des Lagergehäuses 17 angeordnet ist und mit ihrem Anschlag 11 an einer Stirnfläche dieser Gehäusewand 19 anliegt. 3 verdeutlicht hierbei ferner, dass das Verbindungsstück 7 im Montagezustand der Stellanordnung 1 im Turbinengehäuse 17 auf diese Gehäusewand 19 weist und damit ebenfalls der Lagerbuchse 3 zugewandt ist, während die Hebelfläche 9 von diesen Komponenten weggewandt ist, was sich unmittelbar aus der 3 erschließt.
Der in 3 ferner eingezeichnete Abstand A verdeutlicht, dass aufgrund dieser Ausrichtung des Verbindungsstücks 17 in Richtung auf die Gehäusewand 19 bzw. die Lagerbuchse 3 die Lagerbuchse 3 gegenüber dem Stand der Technik wesentlich verlängert werden kann, was zum einen die Führung der Stellwelle 4 verbessert und zum anderen die Ansteuerung der Stellwelle 4 optimiert, da diese Ansteuerung in Richtung auf die Mitte der Lagerbuchse 3 aufgrund deren zuvor erläuterter Verlängerung verlegt werden kann.
Neben der vorstehenden schriftlichen Beschreibung der Erfindung wird zu deren ergänzender Offenbarung hiermit explizit auf die zeichnerische Darstellung der Erfindung in den 1 bis 3 Bezug genommen.
Bezugszeichenliste

1: Stellanordnung
2: Abgasturbolader
3: Lagerbuchse
4: Stellwelle
5: erstes Ende der Stellwelle
6: Verbindungshebel
6A: erstes Ende des Verbindungshebels
6B: zweites Ende des Verbindungshebels
7: Verbindungsstück
8: der Lagerbuchse 3 zugewandte Hebelfläche
9: abgewandte Hebelfläche
10: zweites Ende der Stellwelle 4
11: Anschlag
12: Distanzscheibe
13: Stirnfläche
14: Stelleinrichtung
15: Wastegateklappe
16: Klappenhebel
17: Turbinengehäuse
18: Bypassöffnung
19: Gehäusewand
20: Verdichter
21: Verdichterrad
22: Verdichtergehäuse
23: Lagergehäuse
24: Welle
25: Turbinenrad
L: Längsachse des Abgasturboladers
A: Abstand

Claims

Stellanordnung (1) eines Abgasturboladers (2), - mit einer Lagerbuchse (3); - mit einer Stellwelle (4), die an einem ersten Ende (5) mit einem Verbindungshebel (6) verbunden ist und die in der Lagerbuchse (3) geführt ist; und - mit einem Verbindungsstück (7), das auf dem Verbindungshebel (6) angeordnet ist, - wobei das Verbindungsstück (7) auf einer Hebelfläche (8) des Verbindungshebels (6) angeordnet ist, die der Lagerbuchse (3) zugewandt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerbuchse (3) einen äußeren ringförmigen Anschlag (11) auf ihrer Außenumfangsfläche aufweist.
Stellanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Distanzscheibe (12) vorgesehen ist, die in eine Stirnfläche (13) der Lagerbuchse (3) anlegbar ist.
Stellanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass an einem zweiten Ende (10) der Stellwelle (4) eine Stelleinrichtung (14) angeordnet ist.
Stellanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Stelleinrichtung (14) eine Wastegateklappe (15) aufweist, die an einem Klappenhebel (16) angebracht ist, der am zweiten Ende (10) der Stellwelle (4) fixiert ist.
Turbinengehäuse (17) eines Abgasturboladers (2), - mit einer Bypassöffnung (18); und - mit einer Stelleinrichtung (14), die mit einer Stellanordnung (1) in Wirkverbindung steht, die folgende Komponenten aufweist: - eine Lagerbuchse (3); - eine Stellwelle (4), die an einem ersten Ende (5) mit einem Verbindungshebel (6) verbunden ist, und die in der Lagerbuchse (3) geführt ist; und - ein Verbindungsstück, das auf dem Verbindungshebel (6) angeordnet ist, - wobei das Verbindungsstück (7) auf einer Hebelfläche (8) des Verstellhebels (6) angeordnet ist, die der Lagerbuchse (3) bzw. einer Gehäusewand (19) zugewandt ist, in der die Lagerbuchse (3) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerbuchse (3) einen äußeren ringförmigen Anschlag (11) auf ihrer Außenumfangsfläche aufweist.
Turbinengehäuse (17) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Distanzscheibe (12) vorgesehen ist, die in eine Stirnfläche (13) der Lagerbuchse (3) angelegt ist.
Turbinengehäuse (17) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass an einem zweiten Ende (10) der Stellwelle (4) eine Stelleinrichtung (14) angeordnet ist.
Turbinengehäuse (17) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Stelleinrichtung (14) eine Wastegateklappe (15) aufweist, die an einem Klappenhebel (16) angebracht ist, der am zweiten Ende (10) der Stellwelle (4) fixiert ist.