DE102023004498A1

DE102023004498A1 - Valve device for a turbine of an exhaust gas turbocharger and turbine for an exhaust gas turbocharger

Info

Publication number: DE102023004498A1
Application number: DE102023004498.9A
Authority: DE
Inventors: Siegfried Stieb; Nico Ramsperger; Wolfgang Rehm
Original assignee: Mercedes Benz Group AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2023-11-08
Filing date: 2023-11-08
Publication date: 2025-05-08

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Ventileinrichtung (10) zum Öffnen und Schließen wenigstens einer von Abgas einer Verbrennungskraftmaschine durchströmbaren Öffnung einer Turbine eines Abgasturboladers der Verbrennungskraftmaschine, mit einem zwischen wenigstens einer Schließstellung zum Schließen der Öffnung und wenigstens einer Offenstellung zum Öffnen der Öffnung bewegbaren Ventilelement (12), mit einem separat von dem Ventilelement (12) ausgebildeten und mit dem Ventilelement (12) verbundenen Hebel (14), mittels welchem das Ventilelement (12) zwischen der Schließstellung und der Offenstellung bewegbar ist, umfassend wenigstens ein zwischen zumindest einem Teilbereich (T1) des aus einem ersten Werkstoff gebildeten Ventilelements (12) und zumindest einem Teilbereich (T2) des aus einem zweiten Werkstoff gebildeten Hebels (14) angeordnetes und aus einem von dem ersten Werkstoff und dem zweiten Werkstoff unterschiedlichen, metallischen dritten Werkstoff gebildetes Abstützelement (14), über welches die Teilbereiche (T1, T2) aneinander abstützbar oder abgestützt sind.

The invention relates to a valve device (10) for opening and closing at least one opening of a turbine of an exhaust gas turbocharger of the internal combustion engine through which exhaust gas of an internal combustion engine can flow, comprising a valve element (12) movable between at least one closed position for closing the opening and at least one open position for opening the opening, with a lever (14) formed separately from the valve element (12) and connected to the valve element (12), by means of which lever the valve element (12) can be moved between the closed position and the open position, comprising at least one support element (14) arranged between at least one partial region (T1) of the valve element (12) formed from a first material and at least one partial region (T2) of the lever (14) formed from a second material and formed from a metallic third material different from the first material and the second material, by means of which support element the partial regions (T1, T2) can be or are supported against one another.

Description

Die Erfindung betrifft eine Ventileinrichtung zum Öffnen und Schließen wenigstens einer von Abgas einer Verbrennungskraftmaschine durchströmbaren Öffnung einer Turbine eines Abgasturboladers gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Turbine für einen Abgasturbolader einer Verbrennungskraftmaschine mit einer solchen Ventileinrichtung.The invention relates to a valve device for opening and closing at least one opening of a turbine of an exhaust gas turbocharger through which exhaust gas of an internal combustion engine can flow, according to the preamble of patent claim 1. Furthermore, the invention relates to a turbine for an exhaust gas turbocharger of an internal combustion engine with such a valve device.

Der DE 10 2021 117 020 A1 ist eine Regelvorrichtung eines Abgasführungsabschnitts eines Abgasturboladers als bekannt zu entnehmen.The DE 10 2021 117 020 A1 A control device of an exhaust gas guide section of an exhaust gas turbocharger is known.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Ventileinrichtung zum Öffnen und Schließen wenigstens einer von Abgas einer Verbrennungskraftmaschine durchströmbaren Öffnung einer Turbine eines Abgasturboladers sowie eine Turbine mit einer solchen Ventileinrichtung zu schaffen, sodass ein übermäßiger Verschleiß der Ventileinrichtung vermieden werden kann.The object of the present invention is to provide a valve device for opening and closing at least one opening of a turbine of an exhaust gas turbocharger through which exhaust gas of an internal combustion engine can flow, as well as a turbine with such a valve device, so that excessive wear of the valve device can be avoided.

Diese Aufgabe wird durch eine Ventileinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch eine Turbine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by a valve device having the features of patent claim 1 and by a turbine having the features of patent claim 10. Advantageous embodiments with expedient further developments of the invention are specified in the remaining claims.

Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Ventileinrichtung zum Öffnen und Schließen wenigstens oder genau einer von Abgas einer Verbrennungskraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, durchströmbaren Öffnung einer Turbine eines Abgasturboladers der Verbrennungskraftmaschine. Die Ventileinrichtung weist ein auch als Ventilkörper bezeichnetes Ventilelement auf, welches, insbesondere relativ zu einem Turbinengehäuse der Turbine, zwischen wenigstens einer Schließstellung zum Schließen, mithin fluidischen Versperren der Öffnung, und wenigstens einer Offenstellung zum Öffnen, das heißt zum Freigeben der Öffnung, bewegbar, insbesondere verschwenkbar, ist. Dies bedeutet, dass in der Schließstellung mittels des Ventilelements die Öffnung verschlossen, das heißt fluidisch versperrt, ist. In der auch als Freigabestellung bezeichneten Offenstellung gibt das Ventilelement die Öffnung zumindest teilweise frei. Somit kann in der Schließstellung kein Abgas die insbesondere als Durchströmöffnung ausgebildete Öffnung durchströmen, und in der Offenstellung kann zumindest ein Teil des Abgases die Öffnung durchströmen. Somit kann mittels des Ventilelements und somit mittels der Ventileinrichtung die Öffnung wahlweise verschlossen, das heißt fluidisch versperrt, oder geöffnet, das heißt freigegeben, werden.A first aspect of the invention relates to a valve device for opening and closing at least one or more openings in a turbine of an exhaust gas turbocharger of an internal combustion engine, through which exhaust gas from an internal combustion engine, in particular a motor vehicle, can flow. The valve device has a valve element, also referred to as a valve body, which is movable, in particular pivotable, in particular relative to a turbine housing of the turbine, between at least one closed position for closing, thus fluidically blocking the opening, and at least one open position for opening, i.e., for releasing the opening. This means that in the closed position, the opening is closed, i.e., fluidically blocked, by means of the valve element. In the open position, also referred to as the release position, the valve element at least partially releases the opening. Thus, in the closed position, no exhaust gas can flow through the opening, which is designed in particular as a throughflow opening, and in the open position, at least a portion of the exhaust gas can flow through the opening. Thus, by means of the valve element and thus by means of the valve device, the opening can be optionally closed, i.e. fluidically blocked, or opened, i.e. released.

Vorzugsweise ist das Ventilelement einstückig ausgebildet, das heißt aus einem einzigen Stück gebildet. Dies bedeutet vorzugsweise, dass das Ventilelement vorzugsweise nicht etwa aus mehreren, separat voneinander ausgebildeten und miteinander verbundenen Teilen zusammengesetzt ist, sondern vorzugsweise ist das Ventilelement einteilig, das heißt einstückig, ausgebildet, mithin aus einem einzigen Stück gebildet, sodass das Ventilelement vorzugsweise durch einen einstückigen, mithin aus einem einzigen Stück gebildeten, Körper, welcher als ein Monoblock ausgebildet ist, gebildet ist.Preferably, the valve element is integrally formed, i.e., formed from a single piece. This preferably means that the valve element is preferably not composed of multiple, separately formed and interconnected parts, but rather the valve element is preferably integrally formed, i.e., formed from a single piece, so that the valve element is preferably formed by a one-piece body, i.e., formed from a single piece, which is designed as a monoblock.

Die Ventileinrichtung weist einen separat von dem Ventilelement ausgebildeten Hebel auf, welcher auch als Hebelelement bezeichnet wird. Der Hebel ist mit dem Ventilelement verbunden, insbesondere dadurch oder derart, dass das Ventilelement an dem Hebel gehalten ist. Mittels des Hebels ist das Ventilelement zwischen der Schließstellung und der Offenstellung, insbesondere relativ zu dem Turbinengehäuse, bewegbar, insbesondere durch relativ zu dem Turbinengehäuse erfolgendes Bewegen, insbesondere Verschwenken, des Hebels. Beispielsweise kann der Hebel in vollständig hergestelltem Zustand der Turbine um eine Schwenkachse relativ zu dem Turbinengehäuse verschwenkt werden. Durch um die Schwenkachse und relativ zu dem Turbinengehäuse erfolgendes Verschwenken des Hebels kann das Ventilelement zwischen der Schließstellung und der Offenstellung relativ zu dem Turbinengehäuse bewegt, insbesondere verschwenkt, werden.The valve device has a lever which is formed separately from the valve element and is also referred to as a lever element. The lever is connected to the valve element, in particular by or in such a way that the valve element is held on the lever. By means of the lever, the valve element can be moved between the closed position and the open position, in particular relative to the turbine housing, in particular by moving, in particular pivoting, the lever relative to the turbine housing. For example, when the turbine is fully manufactured, the lever can be pivoted about a pivot axis relative to the turbine housing. By pivoting the lever about the pivot axis and relative to the turbine housing, the valve element can be moved, in particular pivoted, between the closed position and the open position relative to the turbine housing.

Um nun einen übermäßigen Verschleiß der Ventileinrichtung insbesondere auch über eine hohe Lebensdauer der Ventileinrichtung hinweg vermeiden zu können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Ventileinrichtung wenigstens ein Abstützelement aufweist, welches zwischen zumindest einem Teilbereich des Ventilelements und zumindest einem Teilbereich des Hebelelements angeordnet ist. Der Teilbereich des Ventilelements wird auch als erster Teilbereich bezeichnet, und der Teilbereich des Hebelelements wird auch als zweiter Teilbereich bezeichnet. Das Ventilelement ist aus einem ersten Werkstoff gebildet, welcher ein metallischer Werkstoff sein kann. Das Hebelelement ist aus einem zweiten Werkstoff gebildet, welcher ein metallischer Werkstoff sein kann. Der erste Werkstoff und der zweite Werkstoff können gleich sein. Mit anderen Worten kann der zweite Werkstoff dem ersten Werkstoff entsprechen und umgekehrt. Somit sind der erste Teilbereich durch den ersten Werkstoff und der zweite Teilbereich durch den zweiten Werkstoff gebildet. Das Abstützelement ist aus einem von dem ersten Werkstoff und von dem zweiten Werkstoff unterschiedlichen, metallischen dritten Werkstoff gebildet, welcher vorzugsweise eine höhere Härte, insbesondere eine höhere Brinell-Härte und/oder Vickers-Härte, aufweist als der erste Werkstoff und als der zweite Werkstoff. Die Teilbereiche sind, insbesondere ausschließlich, über das Abstützelement aneinander abstützbar oder abgestützt. Beispielsweise kann sich einer der Teilbereiche in direkter Stützanlage mit dem Abstützelement befinden, wobei beispielsweise der andere Teilbereich von dem Abstützelement beabstandet sein kann und jedoch in, insbesondere direkte, Stützanlage mit dem Abstützelement bringbar oder bewegbar ist, oder, insbesondere auch, der andere Teilbereich befindet sich in direkter Stützanlage mit dem Abstützelement. Mittels des Abstützelements, welches aus dem von dem ersten Werkstoff und von dem zweiten Werkstoff unterschiedlichen dritten Werkstoff gebildet ist, kann eine direkte Berührung zwischen den Teilbereichen vermieden werden, sodass eine übermäßige, direkte Reibung zwischen den Teilbereichen und somit ein übermäßiger Verschleiß der Ventileinrichtung vermieden werden kann.In order to be able to avoid excessive wear of the valve device, in particular over a long service life of the valve device, it is provided according to the invention that the valve device has at least one support element, which is arranged between at least a partial region of the valve element and at least a partial region of the lever element. The partial region of the valve element is also referred to as the first partial region, and the partial region of the lever element is also referred to as the second partial region. The valve element is formed from a first material, which can be a metallic material. The lever element is formed from a second material, which can be a metallic material. The first material and the second material can be the same. In other words, the second material can correspond to the first material and vice versa. Thus, the first partial region is formed by the first material and the second partial region by the second material. The support element is formed from a metallic third material, which is different from the first material and the second material and preferably has a higher hardness, in particular a higher Brinell hardness and/or Vickers hardness, than the first material. material and as the second material. The sub-regions can be supported or supported on one another, in particular exclusively, via the support element. For example, one of the sub-regions can be in direct support contact with the support element, wherein, for example, the other sub-region can be spaced from the support element and can, however, be brought or moved into, in particular direct, support contact with the support element, or, in particular, the other sub-region is in direct support contact with the support element. By means of the support element, which is formed from the third material different from the first material and the second material, direct contact between the sub-regions can be avoided, so that excessive, direct friction between the sub-regions and thus excessive wear of the valve device can be avoided.

Um einen übermäßigen Verschleiß der Ventileinrichtung besonders vorteilhaft vermeiden zu können, ist es bei einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass der metallische dritte Werkstoff ein Hartmetall ist. Im Rahmen der vorliegenden Offenbarung ist unter einem beziehungsweise dem Hartmetall ein Metallmatrix-Verbundwerkstoff zu verstehen, bei welchem wenigstens ein oder mehrere Hartstoffe als kleine Partikel vorliegen oder ausgebildet sind, die in eine Matrix aus Metall zumindest teilweise eingebettet und dadurch durch die Matrix zusammengehalten sind.In order to particularly advantageously prevent excessive wear of the valve device, one embodiment of the invention provides for the metallic third material to be a hard metal. Within the scope of the present disclosure, a hard metal is understood to mean a metal matrix composite material in which at least one or more hard materials are present or formed as small particles that are at least partially embedded in a metal matrix and thus held together by the matrix.

Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass der metallische dritte Werkstoff Wolframkarbid ist, wodurch eine besonders hohe Verschleißbeständigkeit des Abstützelements an sich, das heißt für sich alleine betrachtet, realisiert werden kann. Somit kann ein übermäßiger Verschleiß der Ventileinrichtung vorteilhaft vermieden werden.
Um einen übermäßigen Verschleiß der Ventileinrichtung vorteilhaft vermeiden zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass der Hebel einen Haltebereich und das Ventilelement einen auch als erster Hohlquerschnitt bezeichneten Hohlquerschnitt aufweist, in welchen der Haltebereich eingesteckt ist, wodurch das Ventilelement auf den Haltebereich aufgesteckt ist. Wenn zuvor und im Folgenden die Rede von dem Hohlquerschnitt ist, so ist darunter, falls nichts anderes angegeben ist, der erste Hohlquerschnitt des Ventilelements zu verstehen. Insbesondere ist der Haltebereich an einem Ende des Hebels angeordnet. Da das Ventilelement auf den Haltebereich aufgesteckt ist, ist das Ventilelement auf den Haltebereich angeordnet.A further embodiment is characterized by the fact that the third metallic material is tungsten carbide, which allows for a particularly high level of wear resistance of the support element itself, i.e., considered on its own. Thus, excessive wear of the valve device can be advantageously avoided.
In order to advantageously avoid excessive wear of the valve device, a further embodiment of the invention provides that the lever has a holding area and the valve element has a hollow cross-section, also referred to as the first hollow cross-section, into which the holding area is inserted, whereby the valve element is plugged onto the holding area. When reference is made above and below to the hollow cross-section, this means the first hollow cross-section of the valve element, unless otherwise stated. In particular, the holding area is arranged at one end of the lever. Since the valve element is plugged onto the holding area, the valve element is arranged on the holding area.

Dabei hat es sich zur Realisierung einer besonders hohen Verschleißresistenz der Ventileinrichtung als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn die Teilbereiche und das Abstützelement in dem Hohlquerschnitt des Ventilelements angeordnet sind.In order to achieve a particularly high wear resistance of the valve device, it has proven particularly advantageous if the partial regions and the support element are arranged in the hollow cross section of the valve element.

Bei einer weiteren, besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass der Haltebereich des Hebels einen zweiten Hohlquerschnitt aufweist. Mit anderen Worten weist der Hebel den zweiten Hohlquerschnitt in dem Haltebereich auf, wobei insbesondere der Haltebereich den zweiten Hohlquerschnitt, insbesondere direkt, begrenzt. Beispielsweise ist der zweite Hohlquerschnitt des Hebels bei alleiniger Betrachtung des Hebels ein offener Hohlquerschnitt. Beispielsweise ist der erste Hohlquerschnitt des Ventilelements bei alleiniger Betrachtung des Ventilelements ein offener Hohlquerschnitt. Der Hebel kann einstückig ausgebildet, mithin aus einem einzigen Stück gebildet sein. Dabei weist das Ventilelement einen Zapfen auf, welcher ganz insbesondere in dem ersten Hohlquerschnitt des Ventilelements angeordnet ist. Der Zapfen ist insbesondere ein längliches und somit eine Längserstreckungsrichtung aufweisendes Element, welches beispielsweise zumindest in einem Längenbereich des Zapfens außenumfangsseitig zylindrisch ausgebildet ist und somit die Form eines insbesondere geraden Kreiszylinders aufweist. Der Zapfen durchdringt insbesondere in Längserstreckungsrichtung des Zapfens eine Durchgangsöffnung des Haltebereichs vollständig. Das Ventilelement ist mittels des Zapfens an dem Haltebereich und somit an dem Hebel gehalten, wodurch der Hebel mit dem Ventilelement verbunden ist.In a further, particularly advantageous embodiment of the invention, it is provided that the holding region of the lever has a second hollow cross-section. In other words, the lever has the second hollow cross-section in the holding region, wherein in particular the holding region delimits the second hollow cross-section, in particular directly. For example, the second hollow cross-section of the lever is an open hollow cross-section when viewed alone by the lever. For example, the first hollow cross-section of the valve element is an open hollow cross-section when viewed alone by the valve element. The lever can be designed in one piece, i.e., formed from a single piece. The valve element has a pin, which is arranged in particular in the first hollow cross-section of the valve element. The pin is in particular an elongated element and thus has a longitudinal extension direction, which, for example, is cylindrical on the outer circumference at least in a longitudinal region of the pin and thus has the shape of a particularly right circular cylinder. The pin completely penetrates a through-opening of the holding region, in particular in the longitudinal extension direction of the pin. The valve element is held by means of the pin on the holding area and thus on the lever, whereby the lever is connected to the valve element.

Die Ventileinrichtung weist dabei ein separat von dem Hebel, separat von dem Ventilelement und separat von dem Abstützelement ausgebildetes und zusätzlich zu dem Abstützelement vorgesehenes Befestigungselement auf, mittels welchem das Ventilelement an dem Hebel gehalten ist, wodurch der Hebel mit dem Ventilelement verbunden ist. Das Abstützelement ist in dem zweiten Hohlquerschnitt des Hebels und beispielsweise zumindest teilweise in dem ersten Hohlquerschnitt des Ventilelements angeordnet. Insbesondere ist mittels des Befestigungselements der Zapfen und über den Zapfen das Ventilelement an dem Haltebereich und somit an dem Hebel gehalten, welcher dadurch mit dem Ventilelement verbunden ist. Ganz vorzugsweise ist das Befestigungselement scheibenförmig und somit beispielsweise als eine Scheibe ausgebildet. Der zuvor genannte Längenbereich des Zapfens wird auch als erster Längenbereich bezeichnet. Das Befestigungselement ist auf einem auch als Teilbereich bezeichneten Längenbereich des Zapfens angeordnet. Der Teilbereich kann der erste Längenbereich oder ein von dem ersten Längenbereich unterschiedlicher, zweiter Längenbereich des Zapfens sein. Wenn im Folgenden die Rede von dem Längenbereich des Zapfens ist, so ist darunter, falls nichts anderes angegeben ist, der Teilbereich zu verstehen, mithin ist darunter der Längenbereich zu verstehen, auf welchem das Befestigungselement angeordnet ist.The valve device has a fastening element that is formed separately from the lever, separately from the valve element, and separately from the support element, and is provided in addition to the support element. By means of this fastening element, the valve element is held on the lever, thereby connecting the lever to the valve element. The support element is arranged in the second hollow cross-section of the lever and, for example, at least partially in the first hollow cross-section of the valve element. In particular, the pin is held by means of the fastening element, and the valve element is held via the pin to the holding region and thus to the lever, which is thereby connected to the valve element. Very preferably, the fastening element is disc-shaped and thus, for example, designed as a disc. The aforementioned longitudinal region of the pin is also referred to as the first longitudinal region. The fastening element is arranged on a longitudinal region of the pin, also referred to as the partial region. The partial region can be the first longitudinal region or a second longitudinal region of the pin that is different from the first longitudinal region. When the length range of the tenon is mentioned below, unless otherwise stated, this refers to the partial range. This means the length range on which the fastening element is arranged.

Um eine besonders vorteilhafte Abstützung der Teilbereiche über das Abstützelement realisieren und somit einen übermäßigen Verschleiß der Ventileinrichtung auch über eine hohe Lebensdauer der Ventileinrichtung hinweg vorteilhaft vermeiden zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass der Zapfen eine zweite Durchgangsöffnung des Abstützelements durchdringt, welches den Zapfen in um die Längserstreckungsrichtung des Zapfens, dessen axiale Richtung mit der Längserstreckungsrichtung des Zapfens zusammenfällt, herum verlaufender Umfangsrichtung des Zapfens, dessen radiale Richtung senkrecht zur axialen Richtung des Zapfens und somit senkrecht zur Längserstreckungsrichtung des Zapfens verläuft, vollständig umlaufend umgibt. Somit ist die zweite Durchgangsöffnung des Abstützelements in um die axiale Richtung des Zapfens herum verlaufender Umfangsrichtung des Zapfens und somit des Abstützelements vollständig umlaufend und direkt durch das Abstützelement, das heißt durch den dritten Werkstoff, begrenzt.In order to achieve particularly advantageous support of the subregions via the support element and thus advantageously avoid excessive wear of the valve device even over a long service life of the valve device, a further embodiment of the invention provides that the pin penetrates a second through-opening of the support element, which completely surrounds the pin in the circumferential direction of the pin, which runs around the longitudinal direction of the pin, the axial direction of which coincides with the longitudinal direction of the pin, and the radial direction of which runs perpendicular to the axial direction of the pin and thus perpendicular to the longitudinal direction of the pin. Thus, the second through-opening of the support element is completely circumferential in the circumferential direction of the pin and thus of the support element, which runs around the axial direction of the pin, and is directly delimited by the support element, i.e. by the third material.

Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Teilbereiche in axialer Richtung des Zapfens über das Abstützelement aneinander abstützbar oder abgestützt sind. Dadurch kann eine besonders vorteilhafte Abstützung der Teilbereiche realisiert werden, wobei insbesondere ein übermäßiger direkter Kontakt zwischen den Teilbereichen vermieden werden kann. Dadurch kann ein übermäßiger Verschleiß der Ventileinrichtung sicher vermieden werden.A further embodiment is characterized in that the sub-regions can be supported or are supported against one another in the axial direction of the pin via the support element. This allows for particularly advantageous support of the sub-regions, whereby, in particular, excessive direct contact between the sub-regions can be avoided. This reliably prevents excessive wear of the valve device.

Schließlich hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn das Abstützelement ein an dem Teilbereich des Ventilelements, insbesondere direkt und unter Umgehung des Hebels, befestigtes erstes Abstützteil und ein an dem Teilbereich des Hebels, insbesondere direkt und vorzugsweise unter Umgehung des Ventilelements, befestigtes, separat von dem ersten Abstützteil ausgebildetes zweites Abstützteil aufweist, wobei die Abstützteile, insbesondere in axialer Richtung des Zapfens, direkt aneinander abstützbar oder abgestützt sind. Ganz insbesondere ist es vorgesehen, dass das jeweilige Abstützteil als eine jeweilige Scheibe ausgebildet ist. Somit sind beispielsweise ein erster Teil der zuvor genannten zweiten Durchgangsöffnung durch eines der Abstützteile und ein zweiter Teil der zuvor genannten zweiten Durchgangsöffnung durch das andere Abstützteil gebildet. Mit anderen Worten weist beispielsweise das jeweilige Abstützteil für sich alleine betrachtet eine jeweilige, in Umfangsrichtung des Zapfens vollständig umlaufend und direkt durch das jeweilige Abstützteil begrenzte, als jeweilige Durchgangsöffnungen ausgebildete Öffnungen auf, wobei sich die Öffnungen der Abstützteile gegenseitig überlappen und dadurch die zweite Durchgangsöffnung bilden, mithin sind die Öffnungen der Abstützteile die jeweiligen Teile der zweiten Durchgangsöffnung. Dadurch kann eine besonders vorteilhafte Abstützung gewährleistet werden.Finally, it has proven particularly advantageous if the support element has a first support part fastened to the partial region of the valve element, in particular directly and bypassing the lever, and a second support part fastened to the partial region of the lever, in particular directly and preferably bypassing the valve element, and formed separately from the first support part, wherein the support parts can be or are supported directly on one another, in particular in the axial direction of the pin. Very particularly, it is provided that the respective support part is designed as a respective disc. Thus, for example, a first part of the aforementioned second through-opening is formed by one of the support parts and a second part of the aforementioned second through-opening is formed by the other support part. In other words, for example, the respective support part, considered on its own, has a respective opening formed as respective through-openings, extending completely around the pin in the circumferential direction and directly delimited by the respective support part. The openings of the support parts overlap each other and thereby form the second through-opening. Thus, the openings of the support parts are the respective parts of the second through-opening. This ensures particularly advantageous support.

Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft eine Turbine für einen Abgasturbolader einer Verbrennungskraftmaschine, insbesondere für ein Kraftfahrzeug. Die Turbine weist ein von Abgas durchströmbares Turbinengehäuse auf, welches wenigstens eine von dem Abgas durchströmbare Öffnung aufweist. Die Turbine weist außerdem eine zum Schließen und Öffnen der Öffnung ausgebildete Ventileinrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung auf. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des zweiten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.A second aspect of the invention relates to a turbine for an exhaust gas turbocharger of an internal combustion engine, in particular for a motor vehicle. The turbine has a turbine housing through which exhaust gas can flow and which has at least one opening through which the exhaust gas can flow. The turbine also has a valve device designed to close and open the opening according to the first aspect of the invention. Advantages and advantageous embodiments of the first aspect of the invention are to be regarded as advantages and advantageous embodiments of the second aspect of the invention, and vice versa.

Um einen übermäßigen Verschleiß der Ventileinrichtung besonders vorteilhaft vermeiden zu können, ist es bei einer Ausführungsform des zweiten Aspekts der Erfindung vorgesehen, dass die Öffnung in einer zwischen zwei von dem Abgas durchströmbaren, insbesondere als Spiralkanäle ausgebildeten, Kanälen des Turbinengehäuses angeordneten Trennwand ausgebildet ist, wobei die Öffnung an sich die Trennwand beispielsweise vollständig durchdringt.In order to be able to particularly advantageously avoid excessive wear of the valve device, it is provided in an embodiment of the second aspect of the invention that the opening is formed in a partition wall arranged between two channels of the turbine housing through which the exhaust gas can flow, in particular designed as spiral channels, wherein the opening itself penetrates the partition wall completely, for example.

In der Schließstellung des Ventilelements ist mittels des Ventilelements die Öffnung verschlossen, das heißt fluidisch versperrt, wodurch eine fluidische Verbindung der Kanäle über die Öffnung unterbunden ist. Somit sind in der Schließstellung die Kanäle nicht über die Öffnung fluidisch miteinander verbunden. In der Offenstellung des Ventilelements gibt das Ventilelement die Öffnung zumindest teilweise frei, wodurch in der Offenstellung des Ventilelements die Kanäle über die Öffnung fluidisch miteinander verbunden sind, mithin die fluidische Verbindung freigegeben oder hergestellt ist.In the closed position of the valve element, the opening is closed by the valve element, i.e., fluidically blocked, preventing fluidic communication between the channels via the opening. Thus, in the closed position, the channels are not fluidically connected to one another via the opening. In the open position of the valve element, the valve element at least partially releases the opening, meaning that in the open position of the valve element, the channels are fluidically connected to one another via the opening, thus releasing or establishing the fluidic connection.

Die Turbine ist beispielsweise eine segmentierte Turbine, welche wenigstens oder genau zwei von dem Abgas durchströmbare, auch als Fluten bezeichnete Segmente aufweist. Die Segmente sind zumindest teilweise fluidisch voneinander getrennt. Ein erster der Segmente umfasst dabei einen ersten der Kanäle, und ein zweites der Segmente umfasst beispielsweise einen zweiten der Kanäle. Somit ist beispielsweise die Turbine insbesondere als eine Twin-Scroll-Turbine ausgebildet.The turbine is, for example, a segmented turbine, which has at least two segments through which the exhaust gas flows, also referred to as flutes. The segments are at least partially fluidically separated from one another. A first of the segments comprises a first of the channels, and a second of the segments comprises, for example, a second of the channels. Thus, the turbine is designed, for example, in particular as a twin-scroll turbine.

Ferner ist es denkbar, dass die Öffnung eine Öffnung eines Umgehungskanals der Turbine ist, über deren auch als Waste-Gate-Kanal bezeichneten Umgehungskanal ein Turbinenrad der Turbine von dem den Umgehungskanal durchströmenden Abgas umgehbar ist. Das Turbinenrad ist beispielsweise in dem Turbinengehäuse angeordnet und um eine Drehachse relativ zu dem Turbinengehäuse drehbar. Das Turbinenrad ist von Abgas antreibbar. Das den Umgehungskanal durchströmende Abgas umgeht jedoch das Turbinenrad, sodass das Turbinenrad nicht von dem den Umgehungskanal durchströmenden Abgas antreibbar ist oder angetrieben wird. Somit sind beispielsweise in der Schließstellung des Ventilelements die Öffnung und dadurch der Umgehungskanal mittels des Ventilelements verschlossen, das heißt fluidisch versperrt, wodurch unterbunden ist, dass das Abgas das Turbinenrad über den Umgehungskanal umgeht. In der Offenstellung des Ventilelements sind die Öffnungen und dadurch der Umgehungskanal zumindest teilweise freigegeben, wodurch zumindest ein Teil des Abgases in den Umgehungskanal eingeleitet werden und in der Folge den Umgehungskanal durchströmen und somit das Turbinenrad umgehen kann. Hierdurch kann ein übermäßiger Verschleiß der Ventileinrichtung besonders gut vermieden werden. Das Abgas ist Abgas der Verbrennungskraftmaschine, die das Abgas in ihrem befeuerten Betrieb bereitstellt.Furthermore, it is conceivable that the opening is an opening of a bypass channel of the turbine, via which the wastegate channel is also referred to as In a bypass channel, a turbine wheel of the turbine can be bypassed by the exhaust gas flowing through the bypass channel. The turbine wheel is arranged, for example, in the turbine housing and can rotate about an axis of rotation relative to the turbine housing. The turbine wheel can be driven by the exhaust gas. However, the exhaust gas flowing through the bypass channel bypasses the turbine wheel, so that the turbine wheel cannot be driven or is not driven by the exhaust gas flowing through the bypass channel. Thus, for example, in the closed position of the valve element, the opening and thus the bypass channel are closed by the valve element, i.e. fluidically blocked, which prevents the exhaust gas from bypassing the turbine wheel via the bypass channel. In the open position of the valve element, the openings and thus the bypass channel are at least partially opened, whereby at least part of the exhaust gas is introduced into the bypass channel and can subsequently flow through the bypass channel and thus bypass the turbine wheel. This makes it particularly easy to prevent excessive wear on the valve device. The exhaust gas is the exhaust gas of the internal combustion engine, which provides the exhaust gas in its fired operation.

Offenbart ist auch ein einfach auch als Fahrzeug bezeichnetes und vorzugsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgebildetes Kraftfahrzeug, welches eine Verbrennungskraftmaschine aufweist, mittels welcher das Kraftfahrzeug antreibbar ist. Das Kraftfahrzeug weist dabei einen Abgasturbolader auf, welcher wenigstens eine Turbine gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung aufweist. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts und des zweiten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Kraftfahrzeugs anzusehen und umgekehrt.Also disclosed is a motor vehicle, also simply referred to as a vehicle and preferably designed as a motor vehicle, in particular as a passenger car, which has an internal combustion engine by means of which the motor vehicle can be driven. The motor vehicle has an exhaust gas turbocharger having at least one turbine according to the second aspect of the invention. Advantages and advantageous embodiments of the first aspect and the second aspect of the invention are to be regarded as advantages and advantageous embodiments of the motor vehicle, and vice versa.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der einzigen Figur alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Further advantages, features, and details of the invention will become apparent from the following description of a preferred embodiment and from the drawings. The features and combinations of features mentioned above in the description, as well as the features and combinations of features mentioned below in the description of the figures and/or shown alone in the single figure, can be used not only in the respective combinations specified, but also in other combinations or on their own, without departing from the scope of the invention.

Die Zeichnung zeigt in der einzigen 1 ausschnittsweise eine schematische Schnittansicht einer Ventileinrichtung zum Öffnen und Schließen wenigstens oder genau einer von Abgas einer Verbrennungskraftmaschine durchströmbaren Öffnung einer Turbine eines Abgasturboladers der Verbrennungskraftmaschine.The drawing shows in the only 1 a partial schematic sectional view of a valve device for opening and closing at least or exactly one opening of a turbine of an exhaust gas turbocharger of the internal combustion engine through which exhaust gas of an internal combustion engine can flow.

Die einzige 1 zeigt ausschnittsweise in einer schematischen Schnittansicht eine Ventileinrichtung 10 zum Öffnen und Schließen wenigstens einer von Abgas einer Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs durchströmbaren Öffnung einer Turbine eines Abgasturboladers der Verbrennungskraftmaschine. Die Verbrennungskraftmaschine kann das Abgas in einem befeuerten Betrieb der Verbrennungskraftmaschine bereitstellen. Die Verbrennungskraftmaschine weist wenigstens einen Brennraum und einen von Luft durchströmbaren Ansaugtrakt auf, welcher auch als Einlasstrakt bezeichnet wird. Außerdem weist die Verbrennungskraftmaschine, mittels welcher das Kraftfahrzeug antreibbar ist, einen Abgastrakt auf, in welchem die Turbine angeordnet ist. Der Abgasturbolader weist beispielsweise auch einen Verdichter auf, welcher in dem Ansaugtrakt angeordnet ist. Die Turbine weist ein von dem Abgas durchströmbares Turbinengehäuse und ein Turbinenrad auf, welches in dem Turbinengehäuse angeordnet und um eine Drehachse relativ zu dem Turbinengehäuse drehbar ist. Der Verdichter ist in dem Ansaugtrakt angeordnet und umfasst ein Verdichtergehäuse und ein Verdichterrad, welches an dem Verdichtergehäuse angeordnet und insbesondere um die Drehachse relativ zu dem Verdichtergehäuse drehbar ist. Durch Drehen des Verdichterrads kann mittels des Verdichterrads den Ansaugtrakt durchströmende Luft verdichtet werden. Dabei ist das Verdichterrad insbesondere über eine Welle von dem Turbinenrad antreibbar. Das Turbinenrad ist dabei von dem Abgas antreibbar. Vorzugsweise ist die Verbrennungskraftmaschine eine Hubkolbenmaschine, mithin ein Hubkolbenmotor. Während des befeuerten Betriebs der Verbrennungskraftmaschine laufen in dem Brennraum Verbrennungsvorgänge ab. Bei dem jeweiligen Verbrennungsvorgang wird ein einfach auch als Gemisch bezeichnetes Kraftstoff-Luft-Gemisch gezündet und dadurch verbrannt, woraus das Abgas resultiert. Das Gemisch umfasst die Luft aus dem Ansaugtrakt sowie einen vorzugsweise flüssigen Kraftstoff. Dabei weist das Turbinengehäuse die zuvor genannte Öffnung auf. Insbesondere ist die Öffnung in einer Wandung des Turbinengehäuses ausgebildet, dessen Wandung auch als Wand oder Trennwand bezeichnet wird. Vorzugsweise ist die Öffnung eine Durchgangsöffnung, welche die Wandung vollständig durchdringt.The only 1 shows a partial schematic sectional view of a valve device 10 for opening and closing at least one opening of a turbine of an exhaust gas turbocharger of the internal combustion engine through which exhaust gas from an internal combustion engine of a motor vehicle can flow. The internal combustion engine can provide the exhaust gas when the internal combustion engine is fired. The internal combustion engine has at least one combustion chamber and an intake tract through which air can flow, which is also referred to as the inlet tract. In addition, the internal combustion engine, by means of which the motor vehicle is driven, has an exhaust tract in which the turbine is arranged. The exhaust gas turbocharger also has, for example, a compressor arranged in the intake tract. The turbine has a turbine housing through which the exhaust gas can flow and a turbine wheel which is arranged in the turbine housing and is rotatable about an axis of rotation relative to the turbine housing. The compressor is arranged in the intake tract and comprises a compressor housing and a compressor wheel which is arranged on the compressor housing and is rotatable about the axis of rotation relative to the compressor housing. By rotating the compressor wheel, air flowing through the intake tract can be compressed by means of the compressor wheel. In particular, the compressor wheel can be driven by the turbine wheel via a shaft. The turbine wheel can be driven by the exhaust gas. Preferably, the internal combustion engine is a reciprocating piston engine. During fired operation of the internal combustion engine, combustion processes take place in the combustion chamber. During each combustion process, a fuel-air mixture, also simply referred to as a mixture, is ignited and thereby burned, resulting in the exhaust gas. The mixture comprises the air from the intake tract and a preferably liquid fuel. In this case, the turbine housing has the aforementioned opening. In particular, the opening is formed in a wall of the turbine housing, the wall of which is also referred to as a wall or partition wall. Preferably, the opening is a through-opening that completely penetrates the wall.

Aus 1 ist erkennbar, dass die Ventileinrichtung 10 ein Ventilelement 12 aufweist, welches relativ zu dem Turbinengehäuse zwischen wenigstens einer Schließstellung zum Schließen der Öffnung und wenigstens einer Offenstellung zum Öffnen, das heißt Freigeben der Öffnung, bewegbar, insbesondere um eine Schwenkachse verschwenkbar, ist. Dies bedeutet, dass in der Schließstellung mittels des Ventilelements 12, welches auch als Ventilkörper bezeichnet wird, die Öffnung verschlossen und somit fluidisch versperrt ist, sodass das Abgas nicht (mehr) durch die Öffnung hindurch strömen kann. In der auch als Freigabestellung bezeichneten Offenstellung gibt das Ventilelement 12 die Öffnung zumindest teilweise frei, sodass zumindest ein Teil des den Abgastrakt durchströmenden Abgases die Öffnung durchströmen kann.Out of 1 It can be seen that the valve device 10 has a valve element 12 which is movable relative to the turbine housing between at least one closed position for closing the opening and at least one open position for opening, that is to say releasing the opening, in particular pivoting about a pivot axis kbar. This means that in the closed position, the opening is closed and thus fluidically blocked by the valve element 12, which is also referred to as the valve body, so that the exhaust gas can no longer flow through the opening. In the open position, also referred to as the release position, the valve element 12 at least partially releases the opening so that at least a portion of the exhaust gas flowing through the exhaust tract can flow through the opening.

Die Ventileinrichtung 10 weist einen separat von dem Ventilelement 12 ausgebildeten, auch als Hebelelement bezeichneten Hebel 14 auf. Der Hebel 14 ist beispielsweise um die Schwenkachse relativ zu dem Turbinengehäuse verschwenkbar und dadurch bewegbar, wobei durch um die Schwenkachse und relativ zu dem Turbinengehäuse erfolgendes Verschwenken des Hebels 14 das separat von dem Hebel 14 ausgebildete und an dem Hebel 14 gehaltene Ventilelement 12 zwischen der Schließstellung und der Offenstellung um die Schwenkachse verschwenkbar und relativ zu dem Turbinengehäuse bewegbar ist. Dies bedeutet, dass das Ventilelement 12 separat von dem Hebel 14 ausgebildet und an dem Hebel 14 gehalten ist, wodurch das Ventilelement 12 um die Schwenkachse relativ zu dem Turbinengehäuse mit dem Hebel 14 mitverschwenkbar und dadurch zwischen der Offenstellung und der Schließstellung bewegbar ist. Somit ist der Hebel 14 mit dem Ventilelement 12 verbunden und umgekehrt.The valve device 10 has a lever 14, which is formed separately from the valve element 12 and is also referred to as a lever element. The lever 14 can be pivoted, for example, about the pivot axis relative to the turbine housing and is thereby movable. By pivoting the lever 14 about the pivot axis and relative to the turbine housing, the valve element 12, which is formed separately from the lever 14 and held on the lever 14, can be pivoted about the pivot axis between the closed position and the open position and can be moved relative to the turbine housing. This means that the valve element 12 is formed separately from the lever 14 and held on the lever 14, whereby the valve element 12 can be pivoted about the pivot axis relative to the turbine housing with the lever 14 and can thus be moved between the open position and the closed position. The lever 14 is thus connected to the valve element 12 and vice versa.

Der Hebel 14 weist einen Haltebereich 16 auf, welcher ganz insbesondere an einem insbesondere freien Ende E des Hebels 14 angeordnet ist. Der Hebel 14 endet an dem Ende E. Das Ventilelement 12 ist an dem Haltebereich 16 und somit an dem Hebel 14 gehalten. Außerdem ist aus 1 erkennbar, dass der Haltebereich 16 einen Hohlquerschnitt 18, mithin einen hohlen Querschnitt aufweist, welcher vorliegend bei alleiniger Betrachtung des Hebels 14 ein offener Hohlquerschnitt ist. Das Ventilelement 12 ist auf den Haltebereich 16 aufgesteckt und dadurch an dem Hebel 14 gehalten. Dabei weist das Ventilelement 12 einen zweiten Hohlquerschnitt 20 auf, welcher bei alleiniger Betrachtung des Ventilelements 12 ein offener Hohlquerschnitt ist. Der Haltebereich 16 ist zumindest teilweise in den Hohlquerschnitt 20 und somit in das Ventilelement 12 eingesteckt, wodurch das Ventilelement 12 auf den Haltebereich 16 aufgesteckt ist. Vorliegend ist der Hebel 14 beispielsweise einstückig ausgebildet, mithin aus einem einzigen Stück gebildet. Außerdem ist es vorliegend vorgesehen, dass das Ventilelement 12 einstückig ausgebildet, das heißt aus einem einzigen Stück gebildet, ist. Erkennbar ist, dass der Haltebereich 16 zumindest teilweise in dem Hohlquerschnitt 20 angeordnet ist, wodurch der Haltebereich 16 zumindest teilwiese in dem Ventilelement 12 angeordnet ist. Hierdurch ist das Ventilelement 12 auf den Haltebereich 16 aufgesteckt.The lever 14 has a holding area 16, which is arranged in particular at a free end E of the lever 14. The lever 14 ends at the end E. The valve element 12 is held on the holding area 16 and thus on the lever 14. In addition, 1 It can be seen that the holding area 16 has a hollow cross-section 18, thus a hollow cross-section, which in the present case is an open hollow cross-section when the lever 14 is viewed alone. The valve element 12 is plugged onto the holding area 16 and is thereby held on the lever 14. The valve element 12 has a second hollow cross-section 20, which is an open hollow cross-section when the valve element 12 is viewed alone. The holding area 16 is at least partially plugged into the hollow cross-section 20 and thus into the valve element 12, whereby the valve element 12 is plugged onto the holding area 16. In the present case, the lever 14 is, for example, designed in one piece, thus being formed from a single piece. Furthermore, it is provided in the present case that the valve element 12 is designed in one piece, i.e. being formed from a single piece. It can be seen that the holding region 16 is at least partially arranged in the hollow cross-section 20, whereby the holding region 16 is at least partially arranged in the valve element 12. As a result, the valve element 12 is plugged onto the holding region 16.

Die Ventileinrichtung 10 weist auch ein separat von dem Hebel 14 und separat von dem Ventilelement 12 ausgebildetes Befestigungselement 22 auf, welches bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel scheibenförmig und somit als eine Scheibe oder als ein Ring ausgebildet ist. Das Befestigungselement 22 ist zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend und somit zumindest zu mehr als zur Hälfte und dabei vollständig, in dem Hohlquerschnitt 18 des Haltebereichs 16 angeordnet. Beispielsweise ist das Befestigungselement 22 zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend und somit. zumindest zu mehr als zur Hälfte oder aber vollständig, in dem Hohlquerschnitt 20 des Ventilelements 12 angeordnet.The valve device 10 also has a fastening element 22 which is formed separately from the lever 14 and separately from the valve element 12 and which, in the case of 1 In the exemplary embodiment shown, it is disc-shaped and thus designed as a disc or as a ring. The fastening element 22 is arranged at least partially, in particular at least predominantly and thus at least more than half and thereby completely, in the hollow cross-section 18 of the holding region 16. For example, the fastening element 22 is arranged at least partially, in particular at least predominantly and thus at least more than half or completely, in the hollow cross-section 20 of the valve element 12.

Aus 1 ist erkennbar, dass das Ventilelement 12 einen insbesondere in dem Hohlquerschnitt 20 des Ventilelements 12 angeordneten Zapfen 24 aufweist, welcher beispielsweise zumindest in einem Längenbereich L1 des Zapfens 24 außenumfangsseitig zylindrisch ausgebildet ist und somit in dem Längenbereich L1 außenumfangsseitig die Form eines geraden Kreiszylinders aufweist. Somit erstreckt sich der Zapfen 24 länglich entlang einer Längserstreckungsrichtung des Zapfens 24, dessen axiale Richtung mit der Längserstreckungsrichtung des Zapfens 24 zusammenfällt. Die Längserstreckungsrichtung des Zapfens 24, dessen radiale Richtung senkrecht zur axialen Richtung des Zapfens 24 und somit senkrecht zur Längserstreckungsrichtung des Zapfens 24 verläuft, ist in 1 durch einen Doppelpfeil 26 veranschaulicht, welcher somit auch die axiale Richtung des Zapfens 24 veranschaulicht. Insbesondere verläuft die Längserstreckungsrichtung des Zapfens 24 entlang einer gedachten Geraden, wobei beispielsweise zumindest der Längenbereich L1 bezüglich der Geraden zumindest im Wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildet ist, insbesondere zumindest außenumfangsseitig. Der Zapfen 24 durchdringt, insbesondere entlang seiner Längserstreckungsrichtung und somit in axialer Richtung des Zapfens 24, eine Durchgangsöffnung 28 des Haltebereichs 16 und somit des Hebels 14 vollständig. Die Durchgangsöffnung 28 durchdringt den Hebel 14 vollständig, und zwar vorliegend in Längserstreckungsrichtung des Zapfens 24, mithin in axialer Richtung des Zapfens 24. Das separat von dem Ventilelement 12 und separat von dem Hebel 14 ausgebildete Befestigungselement 22 ist auf einem zweiten Längenbereich L2 des Zapfens 24 angeordnet, dessen zweiter Längenbereich L2 sich in axialer Richtung des Zapfens 24, mithin in Längserstreckungsrichtung des Zapfens 24, insbesondere direkt und somit unmittelbar, an den Längenbereich L1 anschließt. Hierunter ist insbesondere zu verstehen, dass in axialer Richtung des Zapfens 24 zwischen den Längenbereichen L1 und L2 kein anderer, weiterer Längenbereich des Zapfens 24 angeordnet ist. Es ist erkennbar, dass der Zapfen 24 beispielsweise auch in dem Längenbereich L2 außenumfangsseitig zylindrisch ausgebildet ist. Vorliegend weist der Längenbereich L1 einen ersten Außenumfang und somit einen ersten Außendurchmesser auf, wobei der Längenbereich L2 einen zweiten Außenumfang und somit einen zweiten Außendurchmesser aufweist. Der zweite Außenumfang beziehungsweise zweite Außendurchmesser ist geringer als der erste Außenumfang beziehungsweise der erste Außendurchmesser. Hierdurch ist ein Bund 30 des Zapfens 24 gebildet. Der Bund 30 bildet eine erste axiale Stirnseite S1 des Zapfens 24, wobei sich die axiale Stirnseite S1 eben und dabei in einer ersten Ebene erstreckt, welche senkrecht zur axialen Richtung des Zapfens 24 verläuft. Der Längenbereich L2 und somit der Zapfen 24 enden in axialer Richtung des Zapfens 24 an einem freien Ende E2 des Zapfens 24, welcher beispielsweise an seinem Ende E2 eine zweite axiale Stirnseite S2 aufweist. Dabei ist die axiale Stirnseite S1 in axialer Richtung des Zapfens 24 gegenüber der axialen Stirnseite S2 und dabei zu dem Längenbereich L1 hin beziehungsweise weg von dem Ende E2 betrachtet zurückversetzt. Das Befestigungselement 22 ist in axialer Richtung des Zapfens 24, insbesondere direkt, an dem Bund 30 und somit an der axialen Stirnseite S1 abstützbar oder aber abgestützt.Out of 1 It can be seen that the valve element 12 has a pin 24, which is arranged in particular in the hollow cross section 20 of the valve element 12 and which, for example, is cylindrically designed on the outer circumference at least in a length region L1 of the pin 24 and thus has the shape of a right circular cylinder on the outer circumference in the length region L1. Thus, the pin 24 extends elongately along a longitudinal extension direction of the pin 24, the axial direction of which coincides with the longitudinal extension direction of the pin 24. The longitudinal extension direction of the pin 24, the radial direction of which runs perpendicular to the axial direction of the pin 24 and thus perpendicular to the longitudinal extension direction of the pin 24, is in 1 by a double arrow 26, which thus also illustrates the axial direction of the pin 24. In particular, the longitudinal extension direction of the pin 24 runs along an imaginary straight line, wherein, for example, at least the length region L1 is at least substantially rotationally symmetrical with respect to the straight line, in particular at least on the outer circumference. The pin 24 completely penetrates a through-opening 28 of the holding region 16 and thus of the lever 14, in particular along its longitudinal extension direction and thus in the axial direction of the pin 24. The through-opening 28 penetrates the lever 14 completely, in this case in the longitudinal direction of the pin 24, thus in the axial direction of the pin 24. The fastening element 22, which is formed separately from the valve element 12 and separately from the lever 14, is arranged on a second longitudinal region L2 of the pin 24, the second longitudinal region L2 of which adjoins the longitudinal region L1 in the axial direction of the pin 24, thus in the longitudinal direction of the pin 24, in particular directly and thus immediately. This is to be understood in particular that in the axial direction of the pin fens 24 between the length ranges L1 and L2 no other, further length range of the pin 24 is arranged. It can be seen that the pin 24 is also cylindrical on the outer circumference, for example in the length range L2. In the present case, the length range L1 has a first outer circumference and thus a first outer diameter, wherein the length range L2 has a second outer circumference and thus a second outer diameter. The second outer circumference or second outer diameter is smaller than the first outer circumference or the first outer diameter. This forms a collar 30 of the pin 24. The collar 30 forms a first axial end face S1 of the pin 24, wherein the axial end face S1 is flat and extends in a first plane which runs perpendicular to the axial direction of the pin 24. The length range L2 and thus the pin 24 end in the axial direction of the pin 24 at a free end E2 of the pin 24, which, for example, has a second axial end face S2 at its end E2. In this case, the axial end face S1 is set back in the axial direction of the pin 24 relative to the axial end face S2 and, viewed toward the length range L1 or away from the end E2. The fastening element 22 can be supported or is supported in the axial direction of the pin 24, in particular directly, on the collar 30 and thus on the axial end face S1.

Es ist erkennbar, dass das Befestigungselement 22 eine Durchgangsöffnung 31 aufweist, in welcher der Längenbereich L2 aufgenommen ist. Beispielsweise ist in der Durchgangsöffnung 31 ein erstes Gewinde angeordnet, welches vorliegend beispielsweise als Innengewinde ausgebildet ist. Das erste Gewinde ist ein Gewinde des Befestigungselements 22. In dem Längenbereich L2 weist der Zapfen 24 beispielsweise ein mit dem ersten Gewinde korrespondierendes, zweites Gewinde auf, welches beispielsweise ein Außengewinde ist. Das erste Gewinde und das zweite Gewinde sind direkt miteinander verschraubt, sodass vorliegend beispielsweise das Befestigungselement 22 mit dem Längenbereich L2 und somit mit dem Zapfen 24, insbesondere direkt, verschraubt ist. Insbesondere ist das Befestigungselement 22 über die Gewinde auf den Zapfen 24 aufgeschraubt. Hierdurch ist das Ventilelement 12 an dem Haltebereich 16 gehalten.It can be seen that the fastening element 22 has a through-opening 31 in which the length region L2 is received. For example, a first thread is arranged in the through-opening 31, which in the present case is designed, for example, as an internal thread. The first thread is a thread of the fastening element 22. In the length region L2, the pin 24 has, for example, a second thread corresponding to the first thread, which is, for example, an external thread. The first thread and the second thread are screwed directly to one another, so that in the present case, for example, the fastening element 22 is screwed to the length region L2 and thus to the pin 24, in particular directly. In particular, the fastening element 22 is screwed onto the pin 24 via the thread. As a result, the valve element 12 is held on the holding region 16.

Aus 1 ist erkennbar, dass der Hebel 14 eine in dem Hohlquerschnitt 18 des Haltebereichs 16 und somit des Hebels 14 angeordnete Hülse 32 aufweist. Die Hülse 32, insbesondere eine innenumfangsseitige Mantelfläche der Hülse 32, begrenzt die Durchgangsöffnung 28, insbesondere direkt, wobei die innenumfangsseitige Mantelfläche der Hülse 32 in radialer Richtung des Zapfens 24 und somit der Hülse 32 dem Zapfen 24, insbesondere einer außenumfangsseitigen Mantelfläche des Zapfens 24, zugewandt ist. Die Hülse 32 ist in um die Axialrichtung des Zapfens 24 herum verlaufender Umfangsrichtung des Zapfens 24 zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend und somit zumindest zu mehr als zur Hälfte oder aber vorliegend vollständig umlaufend, von einem Hohlquerschnittsbereich des Hohlquerschnitts 18 des Haltebereichs 16 umgeben.Out of 1 It can be seen that the lever 14 has a sleeve 32 arranged in the hollow cross-section 18 of the holding region 16 and thus of the lever 14. The sleeve 32, in particular an inner circumferential surface of the sleeve 32, delimits the through-opening 28, in particular directly, wherein the inner circumferential surface of the sleeve 32 faces the pin 24, in particular an outer circumferential surface of the pin 24, in the radial direction of the pin 24 and thus of the sleeve 32. The sleeve 32 is at least partially, in particular at least predominantly and thus at least more than half or in this case completely circumferentially, surrounded by a hollow cross-sectional region of the hollow cross-section 18 of the holding region 16 in the circumferential direction of the pin 24 running around the axial direction of the pin 24.

Um nun einen übermäßigen Verschleiß der Ventileinrichtung 10 vermeiden zu können, weist die Ventileinrichtung 10 ein zwischen einem ersten Teilbereich T1 des Ventilelements 12 und zumindest einem Teilbereich T2 des Hebels 14, insbesondere des Haltebereichs 16, angeordnetes Abstützelement 34 auf, unter dessen Vermittlung, das heißt über welches die Teilbereiche T1 und T2 aneinander abstützbar oder abgestützt sind. Das Ventilelement 12 ist aus einem Werkstoff gebildet, welcher zumindest den Teilbereich T1 des Ventilelements 12 bildet. Der Hebel 14 ist aus einem zweiten Werkstoff gebildet, welcher zumindest den Teilbereich T2 des Hebels 14, insbesondere des Haltebereichs 16, bildet. Der erste Werkstoff und der zweite Werkstoff können gleich, mithin der gleiche Werkstoff sein, sodass beispielsweise der zweite Werkstoff dem ersten Werkstoff entspricht oder umgekehrt. Ferner ist es denkbar, dass der erste Werkstoff ein von dem zweiten Werkstoff unterschiedlicher Werkstoff ist. Insbesondere kann es sich bei dem ersten Werkstoff und/oder bei dem zweiten Werkstoff um einen metallischen Werkstoff handeln. Das Abstützelement 34 ist nun aus einem metallischen dritten Werkstoff gebildet, welcher sowohl von dem ersten Werkstoff als auch von dem zweiten Werkstoff unterschiedlich ist. Vorzugsweise ist der metallische dritte Werkstoff ein Hartmetall, insbesondere Wolframkarbid. Eine in axialer Richtung des Zapfens 24 verlaufende Dicke des Abstützelements 34 ist mit d bezeichnet. Beispielsweise beträgt die Dicke d einen Millimeter.In order to prevent excessive wear of the valve device 10, the valve device 10 has a support element 34 arranged between a first partial region T1 of the valve element 12 and at least a partial region T2 of the lever 14, in particular of the holding region 16, through which the partial regions T1 and T2 can be or are supported against one another. The valve element 12 is formed from a material which forms at least the partial region T1 of the valve element 12. The lever 14 is formed from a second material which forms at least the partial region T2 of the lever 14, in particular of the holding region 16. The first material and the second material can be the same, i.e., the same material, so that, for example, the second material corresponds to the first material or vice versa. Furthermore, it is conceivable for the first material to be a different material from the second material. In particular, the first material and/or the second material can be a metallic material. The support element 34 is now formed from a metallic third material, which differs from both the first material and the second material. Preferably, the metallic third material is a hard metal, in particular tungsten carbide. A thickness of the support element 34 extending in the axial direction of the pin 24 is designated by d. For example, the thickness d is one millimeter.

Bei dem in der 1 gezeigten Ausführungsbeispiel weist das Abstützelement 34 wenigstens oder vorliegend genau zwei Abstützteile auf, nämlich ein erstes Abstützteil 36 und ein zweites Abstützteil 38. Das erste Abstützteil 36 ist zwischen dem Teilbereich T2 und dem Abstützteil 38 angeordnet, insbesondere in axialer Richtung des Zapfens 24, und das Abstützteil 38 ist zwischen dem Abstützteil 36 und dem Teilbereich T1 angeordnet, insbesondere in axialer Richtung des Zapfens 24. Die Abstützteile 36 und 38 sind separat voneinander ausgebildet und, insbesondere in axialer Richtung des Zapfens 24, direkt aneinander abstützbar oder abgestützt. Die Abstützteile 36 und 38 sind aus dem gleichen dritten metallischen Werkstoff gebildet. Eine jeweilige, in axialer Richtung des Zapfens 24 verlaufende Dicke des jeweiligen Abstützteils 36, 38 beträgt vorliegend die Hälfte der Dicke d und somit beispielsweise 0,5 Millimeter. Vorliegend ist das jeweilige Abstützteil 36, 38 an sich, das heißt für sich alleine betrachtet, als eine jeweilige Scheibe ausgebildet.In the 1 In the exemplary embodiment shown, the support element 34 has at least, or in this case exactly, two support parts, namely a first support part 36 and a second support part 38. The first support part 36 is arranged between the partial area T2 and the support part 38, in particular in the axial direction of the pin 24, and the support part 38 is arranged between the support part 36 and the partial area T1, in particular in the axial direction of the pin 24. The support parts 36 and 38 are formed separately from one another and, in particular in the axial direction of the pin 24, can be or are supported directly against one another. The support parts 36 and 38 are formed from the same third metallic material. A respective thickness of the respective support part 36, 38 running in the axial direction of the pin 24 is in this case half the thickness d and thus, for example 0.5 millimeters. In this case, the respective support part 36, 38 is designed as a disc, i.e., viewed on its own.

Es ist erkennbar, dass die Teilbereiche T1 und T2 in axialer Richtung des Zapfens 24 über das Abstützelement 34 aneinander abstützbar oder abgestützt sind. Dabei sind die Abstützteile 36 und 38 in axialer Richtung des Zapfens 24 direkt aneinander abstützbar oder abgestützt. Außerdem sind die Teilbereiche T1 und T2 und das Abstützelement 34 in dem Hohlquerschnitt 20 des Ventilelements 12 angeordnet.It can be seen that the partial regions T1 and T2 can be supported or are supported against one another in the axial direction of the pin 24 via the support element 34. The support parts 36 and 38 can be supported or are supported directly against one another in the axial direction of the pin 24. Furthermore, the partial regions T1 and T2 and the support element 34 are arranged in the hollow cross section 20 of the valve element 12.

Der Zapfen 24 durchdringt, insbesondere in axialer Richtung des Zapfens 24, eine zweite Durchgangsöffnung 40 des Abstützelements 34, wobei das Abstützelement 34 den Zapfen 24 in um die axiale Richtung des Zapfens 24 herum verlaufender Umfangsrichtung des Zapfens 24 vollständig umlaufend umgibt. Dies bedeutet auch, dass die Durchgangsöffnung 40 des Abstützelements 34 in Umfangsrichtung des Zapfens 24 vollständig umlaufend und direkt durch das Abstützelement 34 begrenzt ist. Es ist erkennbar, dass sich die Durchgangsöffnungen 28 und 40 in axialer Richtung des Zapfens 24 gegenseitig überlappen, sodass der Zapfen 24 sowohl die Durchgangsöffnung 40 als auch die Durchgangsöffnung 28, insbesondere jeweils vollständig, durchdringt.The pin 24 penetrates, in particular in the axial direction of the pin 24, a second through-opening 40 of the support element 34, wherein the support element 34 completely surrounds the pin 24 in the circumferential direction of the pin 24, which runs around the axial direction of the pin 24. This also means that the through-opening 40 of the support element 34 is completely circumferential in the circumferential direction of the pin 24 and is directly delimited by the support element 34. It can be seen that the through-openings 28 and 40 overlap each other in the axial direction of the pin 24, so that the pin 24 penetrates both the through-opening 40 and the through-opening 28, in particular completely in each case.

Das Ventilelement 12 ist begrenzt bewegbar an dem Hebel 14 gehalten, sodass das Ventilelement 12 relativ zu dem Hebel 14 bewegbar an dem Hebel 14 gehalten ist. Mit anderen Worten kann sich das Ventilelement 12 relativ zu dem Hebel 14 bewegen, während das Ventilelement 12 mit dem Hebel 14 verbunden ist. Bei solchen Relativbewegungen zwischen dem Ventilelement 12 und dem Hebel 14 ist ein direkter Kontakt zwischen den Teilbereichen T1 und T2 und somit eine direkte Reibung zwischen den Teilbereichen T1 und T2 vermieden, da die Teilbereiche T1 und T2 unter Vermittlung des Abstützelements 34 aneinander abgestützt oder abstützbar sind. Vorliegend ist das Abstützteil 36 unter Umgehung des Ventilelements 12 an dem Hebel 14 befestigt, und das Abstützteil 38 ist unter Umgehung des Hebels 14 an dem Ventilelement 12 befestigt. Somit ist das Abstützteil 38 mit dem Ventilelement 12 relativ zu dem Hebel 14 und relativ zu dem Abstützteil 36 mitbewegbar. Bei solchen Relativbewegungen zwischen dem Ventilelement 12 und dem Hebel 14 und somit zwischen den Abstützteilen 36 und 38 reiben die Abstützteile 36 und 38, insbesondere ihre jeweiligen Oberflächen, insbesondere direkt, aneinander, wobei eine direkte Reibung zwischen den Teilbereichen T1 und T2 vermieden wird. Da die Abstützteile 36 und 38 aus dem dritten Werkstoff gebildet sind, welcher vorzugsweise Wolframkarbid ist, bildet der dritte Werkstoff die Oberflächen der Abstützteile 36 und 38, sodass die Oberflächen der Abstützteile 36 und 38 vorzugsweise Karbidoberflächen sind. Diese Karbidoberflächen sind sehr verschleißbeständig und sehr hart, sodass ein übermäßiger Verschleiß der Ventileinrichtung 10 vermieden werden kann. Insbesondere weist der dritte Werkstoff eine höhere Härte, insbesondere eine höhere Vickers-Härte und/oder Brinell-Härte, als der erste Werkstoff und der zweite Werkstoff auf. Hierdurch kann eine besonders hohe Verschleißbeständigkeit der Ventileinrichtung 10 dargestellt werden.The valve element 12 is held on the lever 14 with limited movement, so that the valve element 12 is held on the lever 14 so that it can move relative to the lever 14. In other words, the valve element 12 can move relative to the lever 14 while the valve element 12 is connected to the lever 14. During such relative movements between the valve element 12 and the lever 14, direct contact between the partial regions T1 and T2 and thus direct friction between the partial regions T1 and T2 is avoided, since the partial regions T1 and T2 are supported or can be supported against one another via the support element 34. In the present case, the support part 36 is fastened to the lever 14, bypassing the valve element 12, and the support part 38 is fastened to the valve element 12, bypassing the lever 14. Thus, the support part 38 can be moved along with the valve element 12 relative to the lever 14 and relative to the support part 36. During such relative movements between the valve element 12 and the lever 14, and thus between the support parts 36 and 38, the support parts 36 and 38, in particular their respective surfaces, rub against one another, in particular directly, thereby avoiding direct friction between the partial regions T1 and T2. Since the support parts 36 and 38 are formed from the third material, which is preferably tungsten carbide, the third material forms the surfaces of the support parts 36 and 38, so that the surfaces of the support parts 36 and 38 are preferably carbide surfaces. These carbide surfaces are very wear-resistant and very hard, so that excessive wear of the valve device 10 can be avoided. In particular, the third material has a higher hardness, in particular a higher Vickers hardness and/or Brinell hardness, than the first material and the second material. This allows a particularly high wear resistance of the valve device 10 to be achieved.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

1010: VentileinrichtungValve device
1212: Ventilelementvalve element
1414: Hebellever
1616: HaltebereichHolding area
1818: HohlquerschnittHollow cross-section
2020: HohlquerschnittHollow cross-section
2222: BefestigungselementFastening element
2424: Zapfencones
2626: Doppelpfeildouble arrow
2828: Durchgangsöffnungpassage opening
3030: BundFederal
3131: Durchgangsöffnungpassage opening
3232: Hülsesleeve
3434: AbstützelementSupport element
3636: AbstützteilSupport part
3838: AbstützteilSupport part
4040: Durchgangsöffnungpassage opening
dd: Dickethickness
EE: EndeEnd
E2E2: EndeEnd
L1L1: LängenbereichLength range
L2L2: LängenbereichLength range
S1S1: axiale Stirnseiteaxial end face
S2S2: axiale Stirnseiteaxial end face
T1T1: erster Teilbereichfirst sub-area
T2T2: zweiter Teilbereichsecond sub-area

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES CONTAINED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 10 2021 117 020 A1 [0002]

Claims

Valve device (10) for opening and closing at least one opening of a turbine of an exhaust gas turbocharger of the internal combustion engine through which exhaust gas of an internal combustion engine can flow, comprising a valve element (12) movable between at least one closed position for closing the opening and at least one open position for opening the opening, comprising a lever (14) formed separately from the valve element (12) and connected to the valve element (12), by means of which lever the valve element (12) can be moved between the closed position and the open position, characterized by at least one support element (14) arranged between at least one partial region (T1) of the valve element (12) formed from a first material and at least one partial region (T2) of the lever (14) formed from a second material and formed from a metallic third material different from the first material and the second material, via which support element the partial regions (T1, T2) can be or are supported against one another.

Valve device (10) according to Claim 1 , characterized in that the metallic third material is a hard metal.

Valve device (10) according to Claim 1 or 2 , characterized in that the third metallic material is tungsten carbide.

Valve device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the lever (14) has a holding area (16) and the valve element (14) has a hollow cross-section (20) into which the holding area (16) is inserted, whereby the valve element (12) is plugged onto the holding area (16).

Valve device (10) according to Claim 4 , characterized in that the partial regions (T1, T2) and the support element (34) are arranged in the hollow cross section (20) of the valve element (12).

Valve device (10) according to Claim 4 or 5 , characterized in that the holding area (16) of the lever (14) has a second hollow cross-section (18), wherein the valve element (12) has a pin (24) which completely penetrates a through-opening (28) of the holding area (16), and wherein a fastening element (22) is provided which is formed separately from the lever (14), separately from the valve element (12) and separately from the support element (34) and is provided in addition to the support element (34), is arranged in the second hollow cross-section (18) of the holding area (16) and on a longitudinal area (L2) of the pin (24), by means of which fastening element the valve element (12) is held on the lever (14).

Valve device (10) according to the Claims 5 and 6 , characterized in that the pin (24) penetrates a second through-opening (40) of the support element (34), which completely surrounds the pin (24) in the circumferential direction of the pin (24).

Valve device (10) according to Claim 6 or 7 , characterized in that the partial regions (T1, T2) can be or are supported against one another in the axial direction (26) of the pin (24) via the support element (34).

Valve device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the support element (34) has a first support part (38) fastened to the partial region (T1) of the valve element (34) and a second support part (36) fastened to the partial region (T2) of the lever (14) and formed separately from the first support part (38), wherein the support parts (36, 38) can be supported or are supported directly on one another.

Turbine for an exhaust gas turbocharger of an internal combustion engine, with a turbine housing through which exhaust gas can flow and which has at least one opening through which the exhaust gas can flow, and with a valve device (10) according to one of the preceding claims designed to close and open the opening.