DE102012201011A1

DE102012201011A1 - Klappenmechanismus für ein Abgas-Turboladersystem

Info

Publication number: DE102012201011A1
Application number: DE201210201011
Authority: DE
Inventors: Jochen Laubender
Original assignee: Bosch Mahle Turbo Systems GmbH and Co KG
Current assignee: BMTS Technology GmbH and Co KG
Priority date: 2012-01-24
Filing date: 2012-01-24
Publication date: 2013-07-25

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Klappenmechanismus (1), insbesondere Wastegate-Klappenmechanismus, für ein Abgas-Turboladersystem, umfassend eine einen Endabschnitt (3) aufweisende Spindel (2), wobei der Endabschnitt (3) eine erste Aufnahmenut (4) zur wenigstens teilweisen Aufnahme eines Sicherungselements (7) aufweist, und einen in einem montierten Zustand an dem ersten Endabschnitt (3) der Spindel (2) angeordneten Wastegate-Teller (5). Der Wastegate-Teller (5) weist eine zur ersten Aufnahmenut (4) komplementäre zweite Aufnahmenut (6) zur wenigstens teilweisen Aufnahme des Sicherungselements (7) aufweist- Der Klappenmechanismus (1) umfasst ferner ein in der ersten und zweiten Aufnahmenut (4, 6) aufgenommenes oder aufnehmbares Sicherungselement (7) zur Befestigung des Wastegate-Tellers (5) an der Spindel (2).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Klappenmechanismus, insbesondere einen Wastegate-Klappenmechanismus, für ein Abgas-Turboladersystem.
Herkömmliche Klappenmechanismen kommen in Abgas-Turboladersystemen zum Einsatz, wenn mittels eines sogenannten Wastegate-Kanals der durch eine Turbine des Abgas-Turboladersystems fließende Abgas-Massenstrom eingestellt werden soll, so dass auch die von dem Abgas-Turboladersystem erzielte Verdichterleistung gezielt eingestellt werden kann.
Eine derartige Einstellung erfolgt in herkömmlicher Art und Weise mittels eines Klappenmechanismus, wobei ein derartiger Klappenmechanismus regelmäßig eine in einer Buchse schwenkbar angeordnete Spindel umfasst. Die Buchse ist dabei in einem Turbinengehäuse angebracht. Innerhalb eines solchen Turbinengehäuses ist an einem Endabschnitt der Spindel ein Wastegate-Teller befestigt, in dem Wastegate-Kanal angeordnet und zwischen einem geöffneten und einem geschlossenen Zustand umschaltbar. Je nach Öffnungsgrad kann somit der gewünschte effektive Strömungsquerschnitt des Wastegate-Kanals eingestellt werden.
Herkömmliche Klappenmechanismen weisen den Nachteil auf, dass der Wastegate-Teller mit einem axialen oder/und radialen Spiel an dem Endabschnitt der Spindel befestigt ist, was aufgrund von Motorgeräuschen der mit dem Abgas-Turboladersystem in Wirkverbindung stehenden Brennkraftmaschine und insbesondere aufgrund eines von der Brennkraftmaschine erzeugten oftmals pulsartig ausgebildeten Abgasmassenstroms zur Erzeugung von störenden akustischen Geräuschen, häufig in Form eines "Rasselns" oder "Klapperns", führen kann. Solche störende akustische Geräusche können insbesondere in Abhängigkeit von den momentanen Betriebspunkt der Brennkraftmaschine mehr oder weniger stark ausgeprägt sein, führen jedoch in jedem Fall zu einer Komforteinbuße in dem die Brennkraftmaschine verwendenden Fahrzeug.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Ausführungsform für einen Klappenmechanismus bereitzustellen, bei welchem die oben genannten Nachteile beseitigt oder wenigstens reduziert sind.
Die oben genannte Aufgabe wird gelöst wird durch eine Vorrichtung gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 1. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Erfindungsgemäß weist die Spindel des erfindungsgemäßen Klappenmechanismus in ihrem Endabschnitt eine erste Aufnahmenut zur wenigstens teilweisen Aufnahme eines Sicherungselements auf. In einem montierten Zustand des erfindungsgemäßen Klappenmechanismus ist an dem Endabschnitt der Spindel ein Wastegate-Teller angeordnet, wobei der Wastegate-Teller eine zur ersten Aufnahmenut komplementäre zweite Aufnahmenut zur wenigstens teilweisen Aufnahme des Sicherungselements aufweist. Schließlich umfasst der erfindungsgemäße Klappenmechanismus ein in der ersten und zweiten Aufnahmenut aufgenommenes oder aufnehmbares Sicherungselement zur Befestigung des Wastegate-Tellers an der Spindel.
Durch die Bereitstellung des erfindungsgemäßen Sicherungselements in der ersten und zweiten Aufnahmenut des der Spindel bzw. des Wastegate-Tellers kann die unerwünschte Erzeugung von störenden Geräuschen beim Betrieb des Klappenmechanismus in dem Abgas-Turboladersystem vermieden oder zumindest stark reduziert werden. Gleichzeitig wird mittels des erfindungsgemäßen Sicherungselements auch verhindert, dass sich der Wastegate-Teller beim Betrieb in dem Abgas-Turboladersystem auf unerwünschte Weise von der Spindel lösen kann.
Vorzugsweise ist das Sicherungselement derart in der ersten und zweiten Aufnahmenut angeordnet, dass der Wastegate-Teller in dem montierten Zustand beabstandet zu der Spindel angeordnet ist. Auf diese Weise wird das Auftreten von störenden Vibrationen, insbesondere aufgrund eines unerwünschten periodischen mechanischen Aufeinandertreffens des Wastegate-Tellers mit der Spindel, verhindert. Folglich wird auf diese Weise die Erzeugung von störenden Geräuschen besonders gut unterdrückt.
Um eine besonders sichere Befestigung des Wastegate-Tellers an dem Endabschnitt der Spindel sicherzustellen, kann der Wastegate-Teller mittels des Sicherungselements gegen die Spindel vorgespannt sein.
In einer weiterbildenden Ausführungsform ist der Wastegate-Teller mittels des Sicherungselements federnd gegen die Spindel verspannt, wobei auf diese Weise eine besonders zuverlässige Befestigung des Wastegate-Tellers an dem Sicherungselement sichergestellt ist.
Eine besonders einfache und damit kostengünstig herzustellende Ausführungsform ergibt sich durch die Verwendung eines als Sicherungsring ausgebildeten Sicherungselements, wobei der Sicherungsring insbesondere als Kolbenring oder Sprengring oder Seegerring ausgebildet sein kann.
Vorzugsweise weist der Sicherungsring einen im Wesentlichen kreisförmigen oder rechteckigen, insbesondere quadratischen, oder kreuz-artigen Querschnitt auf. Dies ermöglicht die Verwendung von herkömmlichen, insbesondere im Handel erhältlichen Sicherungsringen, was die Herstellungskosten für den Klappenmechanismus weiter reduziert.
Des Weiteren kann daran gedacht sein, dass die erste und zweite Aufnahmenut in dem montierten Zustand des Wastegate-Tellers an der Spindel einen im Wesentlichen geschlossenen Hohlraum ausbilden. Dies ermöglicht eine besonders zuverlässige Befestigung des Wastegate-Tellers an der Spindel.
Um im Zusammenhang mit der Verwendung eines ringförmigen Sicherungselements die Zuverlässigkeit der Befestigung des Wastegate-Tellers an der Spindel weiter zu verbessern, kann der Hohlraum in einer weiterführenden Ausführungsform im Wesentlichen ringförmig ausgebildet sein.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Abgas-Turboladersystem mit einem Klappenmechanismus mit einem oder mehreren der vorhergehend genannten Merkmale.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus der Zeichnung und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
In der 1 ist ein erfindungsgemäßer Klappenmechanismus mit 1 bezeichnet. Der erfindungsgemäße Klappenmechanismus umfasst eine Spindel 2, welche einen Endabschnitt 3 aufweist. Der Endabschnitt 3 der Spindel 2 weist eine erste Aufnahmenut 4 auf. Des Weiteren umfasst der Klappenmechanismus 1 einen Wastegate-Teller 5, welcher eine zu der ersten Aufnahmenut 4 komplementäre zweite Aufnahmenut 6 aufweist. Sowohl erste Aufnahmenut 4 als auch die zweite Aufnahmenut 6 sind zur wenigstens teilweisen Aufnahme eines Sicherungselements 7 ausgebildet.
In der Darstellung der 1 befindet sich der Wastegate-Teller 5 in einem an dem ersten Endabschnitt 3 der Spindel 2 montierten Zustand, so dass das Sicherungselement 7 zur Befestigung des Wastegate-Tellers 5 an der Spindel 2 in der ersten und zweiten Aufnahmenut 4, 6 aufgenommen ist.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel stehen Teile des Wastegate-Tellers 5 in direktem Kontakt mit dem Endabschnitt 3 der Spindel 2. In einer Variante des Ausführungsbeispiels kann jedoch das Sicherungselement 7 derart in der ersten und zweiten Aufnahmenut 4, 6 angeordnet sein, dass der Wastegate-Teller 5 in dem montierten Zustand beabstandet zu der Spindel 2 angeordnet ist.
Vorzugsweise ist der Wastegate-Teller 5 mittels des Sicherungselements 7 gegen die Spindel 2 vorgespannt. Alternativ oder zusätzlich kann der Wastegate-Teller 5 mittels des Sicherungselements 7 federnd gegen die Spindel 2 verspannt sein.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel ist das Sicherungselement 7 als Sicherungsring ausgebildet. In Varianten sind jedoch auch andere Ausbildungsformen möglich. Für den Fall, dass das Sicherungselement 7 wie im ersten Ausführungsbeispiel gezeigt als Sicherungsring ausgebildet ist, bietet sich insbesondere eine Ausbildung als Kolbenring oder Sprengring oder Seegerring an.
Das in dem Ausführungsbeispiel als Sicherungsring ausgebildetes Sicherungselement 7 weist in dem ersten Ausführungsbeispiel einen kreisförmigen Querschnitt auf. In Varianten dazu sind aber auch andere Querschnitte vorstellbar, beispielsweise ein rechteckiger, insbesondere quadratischer, oder ein kreuz-artiger Querschnitt.
Vorzugsweise bilden die erste und zweite Aufnahmenut 4, 6 in dem montierten Zustand des Wastegate-Tellers 5 an der Spindel 2 einen in der 1 gezeigten im Wesentlichen geschlossenen Hohlraum aus.
In dem in der 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der aus erster und zweiter Aufnahmenut 4, 6 gebildete Hohlraum mit einem quadratischen Querschnitt ausgebildet. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform kann der Hohlraum auch mit einem ringförmigen Querschnitt ausgebildet sein.

Claims

Klappenmechanismus (1), insbesondere Wastegate-Klappenmechanismus, für ein Abgas-Turboladersystem, umfassend: – eine einen Endabschnitt (3) aufweisende Spindel (2), wobei der Endabschnitt (3) eine erste Aufnahmenut (4) zur wenigstens teilweisen Aufnahme eines Sicherungselements (7) aufweist, – einen in einem montierten Zustand an dem ersten Endabschnitt (3) der Spindel (2) angeordneten Wastegate-Teller (5), wobei der Wastegate-Teller (5) eine zur ersten Aufnahmenut (4) komplementäre zweite Aufnahmenut (6) zur wenigstens teilweisen Aufnahme des Sicherungselements (7) aufweist, – ein in der ersten und zweiten Aufnahmenut (4, 6) aufgenommenes oder aufnehmbares Sicherungselement (7) zur Befestigung des Wastegate-Tellers (5) an der Spindel (2).
Klappenmechanismus (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherungselement (7) derart in der ersten und zweiten Aufnahmenut (4, 6) angeordnet ist, dass der Wastegate-Teller (5) in dem montierten Zustand beabstandet zu der Spindel (2) angeordnet ist.
Klappenmechanismus (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Wastegate-Teller(5) mittels des Sicherungselements (7) gegen die Spindel (2) vorgespannt ist.
Klappenmechanismus (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Wastegate-Teller (5) mittels des Sicherungselements (7) federnd gegen die Spindel (2) verspannt ist.
Klappenmechanismus (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherungselement (7) als Sicherungsring, insbesondere als Kolbenring oder Sprengring oder Seegerring, ausgebildet ist.
Klappenmechanismus (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Sicherungsring (7) einen im Wesentlichen kreisförmigen oder rechteckigen, insbesondere quadratischen, oder kreuz-artigen Querschnitt aufweist.
Klappenmechanismus (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und zweite Aufnahmenut (4, 6) in dem montierten Zustand des Wastegate-Tellers (5) an der Spindel (2) einen im Wesentlichen geschlossenen Hohlraum ausbilden.
Klappenmechanismus (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum im Wesentlichen ringfömig ausgebildet ist.
Abgas-Turboladersystem, umfassend einen Klappenmechanismus (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Fahrzeug ausgestattet mit einem Abgas-Turboladersystem nach Anspruch 9.