DE102009030520A1

DE102009030520A1 - Regelklappenanordnung eines Abgasturboladers

Info

Publication number: DE102009030520A1
Application number: DE102009030520A
Authority: DE
Inventors: Silvio Koch
Original assignee: BorgWarner Inc; Borg Warner Automotive Inc
Current assignee: BorgWarner Inc
Priority date: 2008-07-25
Filing date: 2009-06-25
Publication date: 2010-01-28

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Regelklappenanordnung (1) eines mit einem Turbinengehäuse (2) versehenen Abgasturboladers (3) mit einem Klappenteller (4); mit einer Klappenwelle (5); die über einen äußeren Klappenhebel (6) mit einer Regelstange (7) eines Antriebs (8) verbunden ist, die über einen Klappenwellenhebel (9) mit dem Klappenteller (4) verbunden ist, und die mittels einer Buchse (10) im Turbinengehäuse (2) geführt ist, und mit einer Dichteinrichtung (11) zur Abdichtung der Klappenwelle (5) an zumindest einer Dichtstelle (12, 13), wobei die Dichteinrichtung (11) zumindest eine federnde Dichtlippe (14) aufweist, die unter Vorspannung auf die Dichtstelle (12, 13) drückt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Regelklappenanordnung eines mit einem Turbinengehäuse versehenen Abgasturboladers gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Eine derartige Regelklappenanordnung ist in 6 schematisch vereinfacht dargestellt. Die Regelklappenanordnung K weist eine in einer Buchse B im Turbinengehäuse gelagerte Klappenwelle KW auf, an der ein Klappenteller K angebracht ist.
Die Klappenwelle weist zur Abdichtung zunächst eine Dichtscheibe DS auf, die mit geringem Spiel auf der Klappenwelle KW angebracht ist, so dass sie auf dieser axial verschieblich ist. Die Dichtscheibe DS ist zwischen einer Stirnfläche der Buchse B und der Klappenwelle KW angeordnet.
Gemäß der in 6 gewählten Darstellung oberhalb dieser Dichtscheibe S ist ferner eine Anordnung von Kolbenringen KR zwischen der Klappenwelle KW und der Buchse B vorgesehen. Dieses bekannte System ist nur unzureichend dazu in der Lage, die im Betrieb auftretenden Spalte und Spiele (Laufspiele, Verkippen, Rotation) auszugleichen, so dass sich der Nachteil ergibt, dass der Austritt von Abgas mit Ruß als Leckgas in die Motorperipherie nicht in zufriedenstellender Weise verhindert werden kann.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Regelklappenanordnung der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art zu schaffen, die auf sichere Art und Weise eine Abdichtung zwischen der Buchse und der Klappenwelle ermöglicht.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruches 1.
Dadurch, dass die Dichteinrichtung eine federnde Dichtlippe aufweist, die unter Vorspannung auf die Dichtstelle drückt, ergibt sich die Möglichkeit, in allen Betriebszuständen eine sichere Anlage der Dichtlippe an der Dichtstelle zu gewährleisten, so dass die Umgebung komplett gegen den Austritt von Abgas und/oder Ruß abgeschirmt werden kann.
Denn mit der erfindungsgemäßen Anordnung können Spiele und Spalte während des Betriebes ausgeglichen werden, so dass Emissionen in die Motorperipherie und damit in die Umwelt verhindert werden können.
Vielmehr werden sämtliche Abgase dazu gezwungen, den Katalysator und den Partikelfilter zu passieren.
Die Unteransprüche haben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt.
Die erfindungsgemäße Dichteinrichtung ist vorzugsweise als metallische Dichtung ausgebildet, die als einteilige Dichtanordnung oder auch als zweiteilige Dichtanordnung ausgebildet werden kann, die auch als ”Y-Dichtung” bezeichnet wird.
Hierbei ist es möglich, die Dichteinrichtung entweder auf dem Klappenhebel zu fixieren, so dass die Dichtlippe auf einer Stirnfläche der Buchse an der Dichtstelle aufliegt oder die Dichteinrichtung wird über ihren Halteabschnitt an der Buchse fixiert, so dass dementsprechend die Dichtlippe an einer Dichtstelle am Klappenhebel aufliegt.
Ebenfalls ist es möglich, die Dichteinrichtung an dem dem Klappenhebel gegenüber liegenden Ende der Klappenwelle zu fixieren, so dass dann die Dichtlippe auf einer des Klappentellers zugewandten Stirnfläche der Buchse angeordnet ist. Bevorzugt ist jedoch die Anordnung der Dichteinrichtung am Klappenhebel, da dort die Montage einfacher durchzuführen ist.
Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Es zeigt:
1 eine perspektivische geschnittene Darstellung eines erfindungsgemäßen Abgasturboladers,
2 eine Teilansicht einer erfindungsgemäßen Regelklappenanordnung im Bereich des äußeren Klappenhebels,
3 eine der 2 entsprechende Darstellung einer zweiten Ausführungsform der Regelklappenanordnung,
4 eine Darstellung einer dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Regelklappenanordnung,
5 eine Darstellung einer vierten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Regelklappenanordnung, und
6 eine Regelklappenanordnung gemäß dem Stand der Technik.
In 1 ist ein Abgasturbolader 3 dargestellt, der ein Turbinengehäuse 2 aufweist, in dem eine erfindungsgemäße Regelklappenanordnung 1 angeordnet werden kann, die nachfolgend unter Bezugnahme auf die 2–5 näher erläutert werden wird.
Die Regelklappenanordnung 1 weist einen Klappenteller 4 und eine Klappenwelle 5 auf, die über einen äußeren Klappenhebel 6 mit einer Regelstange 7 eines Antriebes 8 verbunden ist.
Die Klappenwelle 5 ist ferner über einen Klappenwellenhebel 9 mit dem Klappenteller 4 verbunden und mittels einer Buchse 10 im Turbinengehäuse 2 geführt.
Ansonsten weist der Abgasturbolader 3 natürlich sämtliche anderen üblichen Teile eines derartigen Laders auf, die jedoch für die Erläuterung vorliegenden Erfindung nicht erforderlich sind und dementsprechend nicht näher beschrieben werden.
Die erste Ausführungsform der Regelklappenanordnung 1 ist in 2 verdeutlicht. 2 zeigt hierbei den Bereich des äußeren Klappenhebels 6 und dementsprechend den in diesem Bereich befindlichen Abschnitt der Klappenwelle 5 und der Buchse 10. Hierbei ist bei der in 1 dargestellten ersten Ausführungsform eine Dichteinrichtung 11 vorgesehen, die eine Dichtlippe 14 aufweist, die über einen Halteabschnitt 5 am Klappenhebel 6 fixiert ist. Wie sich aus der Darstellung der 2 ergibt, ist die in dieser Figur dargestellte Ausführungsform der Dichteinrichtung 11 eine einlagige Dichtung, die einen im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt aufweist. Aus der Darstellung der 2 wird ferner die federnde Ausbildung der Dichtlippe 14 ersichtlich, die im Montagezustand auf eine Stirnfläche 16 der Buchse 10 drückt, so dass sich auf dieser Stirnfläche 16 eine erste Dichtstelle 12 ergibt. Eine zweite Dichtstelle 13 ergibt sich an dem Anlagepunkt des Halteabschnitts 15 am Klappenhebel 6. Die Fixierung des Halteabschnittes 15 am Klappenhebel 6 kann auf unterschiedliche Art und Weise, wie beispielsweise durch eine Schweißung oder eine Schraubverbindung oder Ähnliches, bewerkstelligt werden.
In 3 ist eine zweite Ausführungsform der Dichteinrichtung 11 dargestellt, wobei in diesem Falle eine zweilagige oder auch Y-Dichtung vorgesehen ist, die zwei Dichtlippen 14 und 17 aufweist, die wiederum über einen Halteabschnitt 15 am Klappenhebel 6 fixiert sind. Wie sich aus der 3 ergibt, liegt hierbei die Dichtlippe 14 wiederum auf der Stirnfläche 16 der Buchse 10 auf, so dass sich wiederum die Dichtstelle 12 ergibt. Die zweite Dichtlippe 17 liegt federnd auf einer der Stirnfläche 16 gegenüberliegenden Stirnfläche 18 des Klappenhebels 6 an, so dass beide Dichtlippen 14 und 17 unter Vorspannung an den jeweiligen Dichtpunkten 12 bzw. 13 anliegen und somit auf sichere Art und Weise Spiele und Spalte zur Verhinderung des Austritts von Abgas oder Ruß ausgleichen können. Durch die Fixierung des Halteabschnitts 15 am Klappenhebel 6 ergibt sich am Fixierungspunkt eine zusätzliche Dichtstelle.
Die dritte Ausführungsform gemäß 4 entspricht betreffend den Aufbau der Dichteinrichtung 11 im Wesentlichen der Ausführungsform der 2, wobei allerdings in diesem Falle die Dichteinrichtung 11 an dem dem Klappenhebel gegenüber liegenden Ende der Klappenwelle 5 angebracht ist. Dementsprechend wird der Halteabschnitt 15 am Klappenwellenhebel 9 fixiert und die Dichtlippe 14 legt sich an eine Stirnfläche 19 der Buchse 10 an. Ansonsten entspricht der Aufbau demjenigen der Ausführungsform gemäß 2, so dass auf die dortigen Ausführungen verwiesen werden kann.
Die vierte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Regelklappenanordnung 1 ist in 5 dargestellt und entspricht im Hinblick auf das Vorstehen einer Y-Dichtung derjenigen der 3. Auch bei dieser Anordnung ist jedoch die Dichteinrichtung 11 an dem Klappenwellenhebel 9 über ihren Halteabschnitt 15 festgelegt, wobei sich die Dichtlippen 14 und 17 jeweils federnd an der Stirnfläche 19 der Buchse 10 bzw. an der Stirnfläche 20 des Klappenwellenhebels 9 anlegen und somit die jeweiligen Dichtstellen bilden und die zuvor erläuterte Abdichtwirkung bewerkstelligen.
Obwohl die Ausführungsform gemäß den 2 und 3 aufgrund ihrer einfacheren Montagemöglichkeit bevorzugt ist, ergeben sich vom Prinzip her dieselben Vorteile mit den Ausführungsformen gemäß den 4 und 5, wobei es darüber hinaus möglich ist, sowohl im Bereich des Klappenhebels wie im Bereich der Spindel eine Dichteinrichtung gemäß einer der zuvor erläuterten Ausführungsvarianten vorzusehen.
Neben der voranstehenden schriftlichen Offenbarung der Erfindung wird hiermit explizit auf deren zeichnerische Darstellung in den 1 bis 6 verwiesen.

1: Regelklappenanordnung
2: Turbinengehäuse
3: Abgasturbolader
4: Klappenteller
5: Klappenwelle
6: Klappenhebel
7: Regelstange
8: Antrieb
9: Klappenwellenhebel
10: Buchse
11: Dichteinrichtung
12, 13: Dichtstellen
14, 17: Dichtlippe
15: Halteabschnitt
16–20: Stirnfläche
K: Regelklappenanordnung/Klappenteller
B: Buchse
KW: Klappenhebel
OS: Dichtscheibe
S: Klappenwellenhebel
KR: Kolbenringe
DSP: Dichtspalte

Claims

Regelklappenanordnung (1) eines mit einem Turbinengehäuse (2) versehenen Abgasturboladers (3) – mit einem Klappenteller (4); – mit einer Klappenwelle (5); • die über einen äußeren Klappenhebel (6) mit einer Regelstange (7) eines Antriebs (8) verbunden ist, • die über einen inneren Klappenwellenhebel (9) mit dem Klappenteller (4) verbunden ist, und • die mittels einer Buchse (10) im Turbinengehäuse (2) geführt ist, und – mit einer Dichteinrichtung (11) zur Abdichtung der Klappenwelle (5) an zumindest einer Dichtstelle (12, 13), dadurch gekennzeichnet, – dass die Dichteinrichtung (11) zumindest eine federnde Dichtlippe (14) aufweist, die unter Vorspannung auf die Dichtstelle (12, 13) drückt.
Regelklappenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtlippe (14) mit einem Halteabschnitt (15) versehen ist.
Regelklappenanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Halteabschnitt (15) am Klappenhebel (6) fixiert ist und die Dichtlippe (14) auf eine dem Klappenhebel (6) zugewandten Stirnfläche (16) der Buchse (10) drückt.
Regelklappenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichteinrichtung (11) zwei federnde Dichtlippen (14, 17) aufweist, von denen eine (14) auf die Stirnfläche (16) der Buchse (10) und die andere (17) auf eine gegenüberliegende Stirnfläche (18) des Klappenhebels (6) drückt.
Regelklappenanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Halteabschnitt (15) an der Buchse (10) fixiert ist und die Dichtstelle (12, 13) am Klappenhebel (6) angeordnet ist.
Regelklappenanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Halteabschnitt (15) am inneren Klappenwellenhebel (9) fixiert ist und die Dichtlippe (14) auf einer dem Klappenwellenhebel zugewandten Stirnfläche (19) der Buchse (10) drückt.
Regelklappenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichteinrichtung (11) zwei federnde Dichtlippen (14, 17) aufweist, von denen eine (14) auf die Stirnfläche (19) der Buchse (10) und die andere (17) auf eine gegenüberliegende Stirnfläche (20) des Klappenwellenhebels (9) drückt.
Regelklappenanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Halteabschnitt (15) an der Buchse (10) fixiert ist und die Dichtstelle (12, 13) am Klappenwellenhebel (9) angeordnet ist.
Abgasturbolader (3) – mit einem Turbinengehäuse (2), und – mit einer im Turbinengehäuse (2) angeordneten Regelklappenanordnung (1) gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1, dadurch gekennzeichnet, – dass die Dichteinrichtung (11) zumindest eine federnde Dichtlippe (14) aufweist, die unter Vorspannung auf die Dichtstelle (12, 13) drückt.
Abgasturbolader nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch wenigstens eines der Merkmale der Ansprüche 2 bis 8.