DE102012015536B4 - Exhaust system for an internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

Abgasanlage (1) für eine Brennkraftmaschine, mit einem Abgasturbolader (2), dessen Turbinenrad mittels einer Bypassleitung (5) überbrückbar ist, wobei ein Durchströmungsquerschnitt einer der Bypassleitung (5) zugeordneten Ventilöffnung (7) mit einem runden oder einen runden Grundkörper (21) aufweisenden Ventilteller (8) einer Ventileinrichtung (6) einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilteller (8) in seiner Geschlossenstellung derart angeordnet ist, dass eine Längsmittelachse (20) des runden Ventiltellers (8) oder des runden Grundkörpers (21) beabstandet zu der Längsmittelachse (10) der Ventilöffnung (7) vorliegt.

Figure DE102012015536B4_0000
Exhaust system (1) for an internal combustion engine, with an exhaust gas turbocharger (2) whose turbine wheel can be bridged by means of a bypass line (5), wherein a flow cross section of a valve opening (7) assigned to the bypass line (5) has a round or round basic body (21) having valve disc (8) of a valve device (6) is adjustable, characterized in that the valve disc (8) is arranged in its closed position such that a longitudinal central axis (20) of the circular valve disc (8) or the round body (21) spaced apart the longitudinal central axis (10) of the valve opening (7) is present.
Figure DE102012015536B4_0000

Description

Die Erfindung betrifft eine Abgasanlage für eine Brennkraftmaschine, mit einem Abgasturbolader, dessen Turbinenrad mittels einer Bypassleitung überbrückbar ist, wobei ein Durchströmungsquerschnitt einer der Bypassleitung zugeordneten Ventilöffnung mit einem runden oder einen runden Grundkörper aufweisenden Ventilteller einer Ventileinrichtung einstellbar ist.The invention relates to an exhaust system for an internal combustion engine, with an exhaust gas turbocharger whose turbine wheel can be bridged by means of a bypass line, wherein a flow cross section of a valve opening associated with the bypass line with a round or a round body having valve plate of a valve device is adjustable.

Abgasanlagen der eingangs genannten Art sind aus dem Stand der Technik bekannt. Eine derartige Abgasanlage ist der Brennkraftmaschine zugeordnet und dient insbesondere dem Abführen von Abgasen der Brennkraftmaschine in Richtung einer Außenumgebung. Die Abgase werden der Abgasanlage also von der Brennkraftmaschine zugeführt. Die Abgasanlage weist den Abgasturbolader auf, der über eine Turbine und einen von der Turbine angetriebenen Verdichter verfügt. Die in die Abgasanlage eingeleiteten Abgase werden der Turbine zumindest zeitweise zugeführt. Durchströmt das Abgas die Turbine beziehungsweise überströmt es ein Turbinenrad der Turbine, so wird ein Drehmoment erzeugt, welches den Verdichter beziehungsweise ein Verdichterrad des Verdichters antreibt. Mithilfe des Verdichters wird Luft, beispielsweise Frischluft, komprimiert und der Brennkraftmaschine zugeführt. Auf diese Weise kann eine Leistungssteigerung der Brennkraftmaschine erzielt werden.Exhaust systems of the type mentioned are known from the prior art. Such an exhaust system is assigned to the internal combustion engine and is used in particular for discharging exhaust gases of the internal combustion engine in the direction of an external environment. The exhaust gases are thus supplied to the exhaust system of the internal combustion engine. The exhaust system includes the exhaust gas turbocharger having a turbine and a compressor driven by the turbine. The introduced into the exhaust system exhaust gases are supplied to the turbine at least temporarily. If the exhaust gas flows through the turbine or if it flows over a turbine wheel of the turbine, a torque is generated which drives the compressor or a compressor wheel of the compressor. By means of the compressor air, for example, fresh air, compressed and fed to the internal combustion engine. In this way, a performance increase of the internal combustion engine can be achieved.

Weil ein Betreiben des Verdichters nicht in allen Betriebszuständen der Brennkraftmaschine sinnvoll ist beziehungsweise nicht stets das gesamte Abgas der Turbine zugeführt werden soll, ist die Bypassleitung vorgesehen, mittels welcher Abgas um die Turbine beziehungsweise das Turbinenrad herumführbar ist. Beispielsweise mündet die Bypassleitung zu diesem Zweck stromaufwärts der Turbine in eine der Turbine das Abgas zuführende Abgasleitung ein oder ist stromaufwärts des Turbinenrads an ein Turbinengehäuse der Turbine angeschlossen. Die Bypassleitung liegt insoweit strömungstechnisch parallel zu der Turbine beziehungsweise dem Turbinenrad vor. Um den Durchsatz des Abgases, welches durch die Bypassleitung um das Turbinenrad herumgeführt wird, einzustellen, ist die Ventileinrichtung vorgesehen. Diese weist die der Bypassleitung zugeordnete Ventilöffnung sowie den Ventilteller auf. Durch eine bestimmte Anordnung des Ventiltellers bezüglich der Ventilöffnung ist nun der Durchströmungsquerschnitt der Ventilöffnung einstellbar. Die Bypassleitung ist beispielsweise an ein Waste-Gate des Abgasturboladers beziehungsweise der Turbine angeschlossen.Because operating the compressor is not meaningful in all operating states of the internal combustion engine or not always the entire exhaust gas of the turbine is to be supplied, the bypass line is provided, by means of which exhaust gas around the turbine or the turbine wheel is feasible. For example, the bypass line for this purpose opens into an exhaust pipe supplying the exhaust gas to the turbine upstream of the turbine or is connected to a turbine housing of the turbine upstream of the turbine wheel. In this respect, the bypass line is fluidically parallel to the turbine or the turbine wheel. In order to adjust the flow rate of the exhaust gas which is led around the turbine wheel through the bypass line, the valve device is provided. This has the valve line associated with the valve opening and the valve plate. By a certain arrangement of the valve disk with respect to the valve opening, the flow cross-section of the valve opening is now adjustable. The bypass line is connected, for example, to a wastegate of the exhaust gas turbocharger or the turbine.

In einer Geschlossenstellung des Ventiltellers liegt dieser derart bezüglich der Ventilöffnung vor, dass letztere vollständig verschlossen ist. Entsprechend strömt kein Abgas durch die Bypassleitung um das Turbinenrad herum. Vielmehr wird das gesamte Abgas dem Turbinenrad zugeführt. In einer Offenstellung des Ventiltellers ist dagegen die Ventilöffnung vollständig freigegeben, sodass der gesamte Durchströmungsquerschnitt freigegeben ist. In Abhängigkeit von den Druckverhältnissen stellt sich nun ein bestimmter Durchsatz durch die Bypassleitung beziehungsweise über das Turbinenrad ein. Der Ventilteller ist beispielsweise zwischen der Geschlossenstellung und der Offenstellung verschwenkbar gelagert.In a closed position of the valve disk this is so in relation to the valve opening that the latter is completely closed. Accordingly, no exhaust gas flows around the turbine wheel through the bypass line. Rather, the entire exhaust gas is supplied to the turbine wheel. In an open position of the valve disk, however, the valve opening is completely released, so that the entire flow cross-section is released. Depending on the pressure conditions, a certain throughput now sets in through the bypass line or via the turbine wheel. The valve disk is for example mounted pivotably between the closed position and the open position.

Aus der DE 20 2010 005 747 U1 ist beispielsweise eine Ventilklappe für ein Abblasventil eines Abgasturboladers bekannt. Diese umfasst einen Ventilteller sowie einen Schwenkarm, an dem der Ventilteller befestigt ist. Das Befestigen ist dabei derart vorgesehen, dass der Ventilteller relativ zu dem Schwenkarm ein Spiel aufweist, insbesondere eine Kippbewegung relativ zu dem Schwenkarm ausführen kann. Bei einer derartigen Ventilklappe kann es jedoch, insbesondere aufgrund des Spiels, infolge der über den Bypasskanal geführten Strömung und Strömungsimpulsen zu einer Schwingungsanregung der Ventilklappe und somit zu deutlich wahrnehmbaren Geräuschen während des Betriebs sowie zu einem erhöhten Verschleiß der Ventilklappenlagerung im Schwenkarm kommen, insbesondere wenn die Ventilklappe wenigstens bereichsweise geöffnet ist, also nicht vollständig in der Geschlossenstellung vorliegt. Diese Geräusche sind von Insassen eines Kraftfahrzeugs, welches den Abgasturbolader aufweist, beispielsweise als Rasseln wahrnehmbar, was zu Irritationen führen kann.From the DE 20 2010 005 747 U1 For example, a valve flap for a blow-off valve of an exhaust gas turbocharger is known. This includes a valve plate and a pivot arm to which the valve plate is attached. The fastening is provided such that the valve disk has a clearance relative to the pivoting arm, in particular can perform a tilting movement relative to the pivoting arm. However, in such a valve flap, in particular due to the game, as a result of the guided over the bypass channel flow and flow pulses to a vibration excitation of the valve flap and thus to clearly audible noise during operation and to increased wear of the valve flap bearing in the pivot arm, especially if the Valve flap is open at least partially, that is not completely present in the closed position. These noises are perceivable by passengers of a motor vehicle, which has the exhaust gas turbocharger, for example as rattles, which can lead to irritation.

Weiterhin beschreibt die Druckschrift WO 1012/107224 A1 eine Ventileinrichtung für ein Abblaseventil eines Abgasturboladers, mit einem Ventilteller, mittels welchem ein Strömungsquerschnitt eines Umgehungskanals des Abgasturboladers, über welchen ein Laufrad des Abgasturboladers von einem Gas zu umgehen ist, einstellbar ist und durch welchen eine stirnseitige Ventilfläche gebildet ist, wobei die Ventilfläche asymmetrisch ausgebildet ist.Furthermore, the document describes WO 1012/107224 A1 a valve device for a blow-off valve of an exhaust gas turbocharger, with a valve disk, by means of which a flow cross-section of a bypass passage of the exhaust gas turbocharger over which an impeller of the exhaust gas turbocharger is to bypass a gas, is adjustable and through which a frontal valve surface is formed, wherein the valve surface is formed asymmetrically is.

Schließlich zeigt die DE 10 2009 050 227 A1 eine Verschlussklappe für einen Abgasturbolader zum Verschließen eines Strömungskanals, bestehend aus einem in einer Lagerung drehbar gelagerten Betätigungsarm an dessen der Lagerung abgewandten Seite ein Verschlussdeckel anordenbar ist, wobei der Betätigungsarm eine weitgehend tangential zur Drehrichtung ausgerichtete Öffnung aufweist zur Aufnahme eines an dem Verschlussdeckel weitgehend senkrecht zu einer Dichtebene ausgerichtet angeordneten Dornes zur spielbehafteten Befestigung des Verschlussdeckels an dem Betätigungsarm, wobei der Verschlussdeckel auf seiner dem Betätigungsarm zugewandten Seite drei erhabene Auflagepunkte aufweist, die eine Gaskraftschwerpunktlage umschließen.Finally, the shows DE 10 2009 050 227 A1 a closure flap for an exhaust gas turbocharger for closing a flow channel, consisting of a rotatably mounted in a bearing actuator arm on the side facing away from the storage a closure lid can be arranged, wherein the actuating arm has a substantially tangential to the direction of rotation opening for receiving a substantially perpendicular to the closure lid a sealing plane arranged arranged mandrel for play-affixed fastening of the closure lid on the actuating arm, wherein the closure lid on its side facing the actuating arm three raised Having support points which enclose a gas-force center of gravity.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Abgasanlage für eine Brennkraftmaschine vorzuschlagen, welche diesen Nachteil nicht aufweist, sondern insbesondere einen geräuscharmen Betrieb, auch bei nicht vollständig verschlossener Ventileinrichtung, ermöglicht.It is an object of the invention to propose an exhaust system for an internal combustion engine, which does not have this disadvantage, but in particular a low-noise operation, even with not completely closed valve device enabled.

Dies wird erfindungsgemäß mit einer Abgasanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Dabei ist vorgesehen, dass der Ventilteller in seiner Geschlossenstellung derart angeordnet ist, dass eine Längsmittelachse des runden Ventiltellers oder des runden Grundkörpers beabstandet zu der Längsmittelachse der Ventilöffnung vorliegt. Im Folgenden werden Richtungsangaben bezüglich der Ventilöffnung angegeben, wobei die axiale Richtung die Durchströmungsrichtung des Abgases durch die Ventilöffnung, die radiale Richtung eine auf dieser senkrecht stehende Richtung und eine Umfangsrichtung eine auf dem Umfang der Ventilöffnung liegende Richtung bezeichnet. In der Geschlossenstellung ist die Ventilöffnung durch den Ventilteller verschlossen. Ist der Ventilteller in seiner Geschlossenstellung angeordnet, dichtet also die Ventilöffnung vorzugsweise vollständig ab, so sollen die Längsmittelachsen von Ventilteller und Ventilöffnung beabstandet voneinander vorliegen. Besonders bevorzugt sind sie dabei parallel zueinander beabstandet. Anders ausgedrückt liegen die Schnittpunkte der beiden Längsmittelachsen mit der Ventilöffnungsebene, welche durch die Ventilöffnung aufgespannt wird, also senkrecht auf der axialen Richtung steht, beabstandet voneinander vor und fallen nicht aufeinander.This is achieved according to the invention with an exhaust system having the features of claim 1. It is provided that the valve disk is arranged in its closed position such that a longitudinal center axis of the circular valve disk or the round body is spaced from the longitudinal center axis of the valve opening. In the following, directional data relating to the valve opening will be given, wherein the axial direction designates the flow direction of the exhaust gas through the valve opening, the radial direction a direction perpendicular thereto, and a circumferential direction a direction lying on the circumference of the valve opening. In the closed position, the valve opening is closed by the valve plate. If the valve disk is arranged in its closed position, that is, if the valve opening preferably seals completely, then the longitudinal center axes of the valve disk and valve opening should be spaced apart from one another. Particularly preferably, they are spaced parallel to each other. In other words, the intersections of the two longitudinal central axes with the valve opening plane, which is spanned by the valve opening, that is perpendicular to the axial direction, are spaced apart from each other and do not fall on each other.

Die Längsmittelachse ist dabei beispielsweise die Achse durch den geometrischen Schwerpunkt des Ventiltellers und/oder einer von dem Ventilteller ausgebildeten, der Ventilöffnung zugewandten Ventilschließfläche, die in der Geschlossenstellung die Ventilöffnung zu deren Verschließen übergreift. Zu diesem Zweck liegt sie in der Geschlossenstellung beispielsweise an einem Ventilsitz an, welcher der Ventilöffnung zugeordnet ist. Beispielsweise umgreift der Ventilsitz die Ventilöffnung wenigstens bereichsweise. Die Längsmittelachse steht beispielsweise senkrecht auf der Ventilschließfläche. Die Ventilschließfläche ist besonders bevorzugt vollständig plan. Das bedeutet insbesondere, dass die Ventilschließfläche auch in der Geschlossenstellung des Ventiltellers vollständig außerhalb der Ventilöffnung vorliegt. Es kann nun vorgesehen sein, dass dies auch für den gesamten Ventilteller gilt, dass dieser also keine weitere, über die Ventilschließfläche in Richtung der Ventilöffnung überstehende Elemente aufweist. In einer alternativen Ausgestaltung des Ventiltellers ist dies jedoch vorgesehen. Die Ventilöffnung ist beispielsweise in einem Gehäuse des Abgasturboladers ausgebildet, in welchem die Turbine angeordnet ist. Alternativ kann sie auch in einem Turbinengehäuse vorliegen, welches die Turbine beziehungsweise das Turbinenrad aufnimmt.In this case, the longitudinal center axis is, for example, the axis through the geometric center of gravity of the valve disk and / or a valve closing surface formed by the valve disk and facing the valve opening, which in the closed position engages over the valve opening to close it. For this purpose, it is in the closed position, for example, to a valve seat, which is associated with the valve opening. For example, the valve seat surrounds the valve opening at least partially. The longitudinal central axis is, for example, perpendicular to the valve closing surface. The valve closing surface is particularly preferably completely flat. This means in particular that the valve closing surface is completely outside the valve opening even in the closed position of the valve disk. It can now be provided that this also applies to the entire valve disk, that this therefore has no further, over the valve closing surface in the direction of the valve opening protruding elements. However, this is provided in an alternative embodiment of the valve disk. The valve opening is formed for example in a housing of the exhaust gas turbocharger, in which the turbine is arranged. Alternatively, it may also be present in a turbine housing, which accommodates the turbine or the turbine wheel.

Mit der beschriebenen Anordnung beziehungsweise Ausgestaltung des Ventiltellers wird erreicht, dass zumindest bei teilweise und/oder vollständig geöffnetem Ventilteller von dem strömenden Abgas eine zusätzliche Kraft und/oder ein zusätzliches Drehmoment auf den Ventilteller ausgeübt wird. Die Anordnung beziehungsweise Ausgestaltung des Ventiltellers ist nun bevorzugt derart gewählt, dass diese zusätzliche Kraft und/oder das zusätzliche Drehmoment stets in dieselbe Richtung weisen, sodass also keine Vorzeichenwechsel der Kraft beziehungsweise des Drehmoments auftreten. Entsprechend wird der Ventilteller stets in dieselbe Richtung gedrängt und mithin das Entstehen von unerwünschten Geräuschen und Schwingungen des Ventiltellers verhindert oder zumindest verringert. Letzteres bedeutet neben den weiteren, bereits beschriebenen Vorteilen eine längere Lebensdauer der Abgasanlage.With the described arrangement or configuration of the valve disk is achieved that at least partially and / or fully open valve disk from the flowing exhaust gas, an additional force and / or an additional torque is exerted on the valve disk. The arrangement or configuration of the valve disk is now preferably selected such that these additional force and / or the additional torque always have in the same direction, so that therefore no change in sign of the force or the torque occur. Accordingly, the valve disk is always urged in the same direction and thus prevents or at least reduces the formation of unwanted noise and vibrations of the valve disk. The latter means in addition to the other, already described advantages a longer life of the exhaust system.

In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Ventilteller mittels einer ein Spiel in zumindest eine Richtung und/oder um zumindest eine Achse aufweisende Stelleinrichtung zum Einstellen des Durchströmungsquerschnitts der Ventilöffnung verlagerbar ist. Der Ventilteller ist mittels der Stelleinrichtung verlagerbar beziehungsweise verstellbar, sodass der Durchströmungsquerschnitt der Ventilöffnung einstellbar ist. Die Stelleinrichtung weist das Spiel auf, was bedeutet, dass eine zumindest geringfügige Verlagerung des Ventiltellers auch dann auftreten kann, wenn dieser nicht mittels der Stelleinrichtung verstellt, beispielsweise zwischen der Geschlossenstellung und der Offenstellung beziehungsweise umgekehrt verlagert werden soll. Das Spiel kann dabei lediglich in der Stelleinrichtung oder zwischen dem Ventilteller und der Stelleinrichtung auftreten. Auch ein gleichzeitiges Auftreten jeweils eines Spiels in der Stelleinrichtung und zwischen dem Ventilteller und der Stelleinrichtung kann gegeben sein.In a preferred embodiment of the invention, it is provided that the valve disk is displaceable by means of a setting device for adjusting the flow cross-section of the valve opening, having a clearance in at least one direction and / or about at least one axis. The valve disk is displaceable or adjustable by means of the adjusting device, so that the flow cross-section of the valve opening is adjustable. The adjusting device has the play, which means that an at least slight displacement of the valve disk can also occur if it is not adjusted by means of the adjusting device, for example, to be displaced between the closed position and the open position or vice versa. The game can only occur in the adjusting device or between the valve disk and the adjusting device. Also, a simultaneous occurrence of each game in the adjusting device and between the valve disk and the adjusting device may be given.

Das Spiel tritt in die wenigstens eine Richtung beziehungsweise um die zumindest eine Achse auf. Die Bewegung des Ventiltellers im Rahmen des Spiels wird üblicherweise durch das die Ventilöffnung durchströmende Abgas bewirkt, bei welchem der Ventilteller überströmt und/oder umströmt wird. Durch dieses Überströmen beziehungsweise Umströmen, bei welchem die Strömungsgeschwindigkeiten des Abgases häufig im turbulenten Bereich liegen, kommt es zu Druckschwankungen an dem Ventilteller, wodurch dieser im Rahmen des Spiels bezüglich der Ventilöffnung verlagert wird. Bei ungünstigen Strömungsverhältnissen tritt also eine zyklische Bewegung des Ventiltellers bezüglich der Ventilöffnung auf, welche insbesondere zwischen zwei das Spiel begrenzenden Endanschlägen erfolgt. Die zyklische Bewegung kann alternativ oder zusätzlich durch die während des Arbeitsspiels der Brennkraftmaschine auftretenden Druckschwankungen verursacht beziehungsweise verstärkt werden. Das periodische Anschlagen des Ventiltellers an zumindest einen dieser Endanschläge bewirkt die eingangs beschriebene Geräuschentwicklung. Dennoch ist das Spiel üblicherweise notwendig, um einen Winkelausgleich zu realisieren beziehungsweise Toleranzen zu kompensieren, welche beispielsweise fertigungs- und/oder bauteilbedingt sind. Wie bereits vorstehend erläutert, soll nun die zusätzliche Kraft beziehungsweise das zusätzliche Drehmoment die zyklische Bewegung des Ventiltellers unterbinden, insbesondere indem sie beziehungsweise es ihn in Richtung eines der Endanschläge drängt und ihn dort hält.The game occurs in the at least one direction or about the at least one axis. The movement of the valve disk in the context of the game is usually effected by the exhaust gas flowing through the valve opening, in which the valve disk flows over and / or flows around. By this overflow or recirculation, in which the flow rates of the exhaust gas are often in the turbulent range, there are pressure fluctuations on the valve disk, whereby this is displaced in the context of the game with respect to the valve opening. In unfavorable flow conditions thus occurs a cyclic Movement of the valve disk with respect to the valve opening, which takes place in particular between two game limiting end stops. The cyclic movement can alternatively or additionally be caused or amplified by the pressure fluctuations occurring during the working cycle of the internal combustion engine. The periodic striking of the valve disk on at least one of these end stops causes the noise development described above. Nevertheless, the game is usually necessary to realize an angle compensation or compensate for tolerances, which are, for example, manufacturing and / or component-related. As already explained above, the additional force or the additional torque should now prevent the cyclical movement of the valve disk, in particular by urging it in the direction of one of the end stops and holding it there.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Ventilteller über einen Lagerstift an einem Stellelement der Stelleinrichtung gelagert ist. Der Lagerstift ist bevorzugt starr an dem Ventilteller angebracht, kann jedoch bereits der Stelleinrichtung zugeordnet sein. Das Stellelement ist beispielsweise Bestandteil einer Verstellwelle oder zumindest an dieser befestigt. Das Spiel ist üblicherweise zumindest teilweise zwischen dem Lagerstift und dem Stellelement vorgesehen. Das bedeutet, dass der Lagerstift derart an dem Stellelement gelagert ist, dass er im Rahmen des Spiels, insbesondere zwischen Endanschlägen, verlagerbar ist. Das Stellelement bildet beispielsweise einen Hebelarm aus, über welchen der Ventilteller von einer Drehachse einer Verstellwelle beabstandet ist.A development of the invention provides that the valve disk is mounted via a bearing pin on an adjusting element of the adjusting device. The bearing pin is preferably rigidly attached to the valve disk, but may already be associated with the adjusting device. The actuator is for example part of an adjusting or at least attached to this. The game is usually at least partially provided between the bearing pin and the actuator. This means that the bearing pin is mounted on the actuating element in such a way that it can be displaced within the framework of the game, in particular between end stops. The actuating element forms, for example, a lever arm, via which the valve disk is spaced from a rotational axis of an adjusting shaft.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann der Ventilteller mit einer drehbar gelagerten Verstellwelle der Stelleinrichtung, insbesondere über den Lagerstift und/oder das einen Hebelarm ausbildende Stellelement, wirkverbunden sein. Die Verstellwelle ist mit einem Antrieb verbunden, mittels welchem sie in eine gewünschte Winkelstellung gedreht werden kann. Durch diese Drehbewegung wird eine Verlagerung des Ventiltellers bezüglich der Ventilöffnung bewirkt. Beispielsweise ist die Wirkverbindung zwischen der Verstellwelle und dem Ventilteller dabei über den Lagerstift und/oder das Stellelement hergestellt. Mithilfe des Stellelements kann der Ventilteller beziehungsweise dessen Längsmittelachse von einer Drehachse der Verstellwelle beabstandet sein. Entsprechend bildet das Stellelement den Hebelarm aus, über welchen die Drehbewegung der Verstellwelle in eine Bewegung des Ventiltellers umgesetzt wird.In a preferred embodiment of the invention, the valve disk can be operatively connected to a rotatably mounted adjusting shaft of the adjusting device, in particular via the bearing pin and / or the actuating element forming a lever arm. The adjusting shaft is connected to a drive, by means of which it can be rotated in a desired angular position. This rotational movement causes a displacement of the valve disk with respect to the valve opening. For example, the operative connection between the adjusting and the valve disc is made via the bearing pin and / or the actuator. By means of the adjusting element, the valve disk or its longitudinal central axis can be spaced from a rotational axis of the adjusting shaft. Accordingly, the actuating element forms the lever arm, via which the rotational movement of the adjusting shaft is converted into a movement of the valve disk.

Im Rahmen einer bevorzugten Ausführungsform liegt der Ventilteller als Ventilscheibe vor. Die Ventilscheibe zeichnet sich dadurch aus, dass ihre Dicke, also ihre Erstreckung in axialer Richtung, um ein Vielfaches geringer ist als ihre Erstreckung in radialer Richtung. Sie ist dabei im Wesentlichen zylinderförmig, weist also zwei parallele, vorzugsweise ebene Flächen auf, von welchen eine die Ventilschließfläche bildet. Die beiden Flächen werden von einer Mantelfläche miteinander verbunden, die beispielsweise von parallelen Geraden gebildet wird. Alternativ können die Geraden jedoch auch geneigt sein, insbesondere gegeneinander geneigt, sodass die Ventilscheibe nicht in Form eines Zylinders, sondern vielmehr in Form eines Kegelstumpfes vorliegt. Beispielsweise ist der Lagerstift auf der der Ventilschließfläche abgewandten Seite des Ventiltellers an diesem befestigt. Zu diesem Zweck ist auf dieser Seite bevorzugt eine Aufnahme zur Lagerung des Lagerstifts vorgesehen. Alternativ kann der Lagerstift auch stoffschlüssig an dem Ventilteller befestigt oder einstückig mit ihm ausgebildet sein.Within the scope of a preferred embodiment, the valve disk is present as a valve disk. The valve disk is characterized by the fact that its thickness, ie its extent in the axial direction, is many times smaller than its extent in the radial direction. It is substantially cylindrical, so has two parallel, preferably flat surfaces, one of which forms the valve closing surface. The two surfaces are connected by a lateral surface, which is formed for example by parallel lines. Alternatively, however, the straight lines may also be inclined, in particular inclined relative to one another, so that the valve disk is not in the form of a cylinder but rather in the form of a truncated cone. For example, the bearing pin is fastened on the side of the valve disk facing away from the valve closing surface. For this purpose, a receptacle for mounting the bearing pin is preferably provided on this page. Alternatively, the bearing pin can also be firmly attached to the valve plate or be formed integrally with it.

Es ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Ventilteller oder ein Grundkörper des Ventiltellers rund ist. Unter dem Ventilteller ist der gesamte Aufbau zu verstehen, welcher beispielsweise über den Lagerstift an dem Stellelement der Stelleinrichtung gelagert ist. Der Grundkörper ist dagegen nur ein Abschnitt dieses Ventiltellers. Im Längsschnitt gesehen, also in axialer Richtung geschnitten, oder in Längsdraufsicht auf die Ventildichtfläche ist nun der Ventilteller beziehungsweise der Grundkörper rund beziehungsweise kreisförmig. Die vorstehend genannte Längsmittelachse des Ventiltellers ist entweder dem Ventilteller selbst oder nur dem Grundkörper des Ventiltellers zugeordnet. Liegen also an dem Grundkörper noch weitere, sich beispielsweise in radialer Richtung erstreckende Fortsätze oder dergleichen vor, so werden diese bei letzterer Ausführungsform nicht bei der Bestimmung der Längsmittelachse des Ventiltellers berücksichtigt. Ist die Längsmittelachse dagegen dem gesamten Ventilteller zugeordnet, so finden sie sehr wohl Berücksichtigung. Die Verlagerung der Längsmittelachse des Ventiltellers gegenüber der Längsmittelachse der Ventilöffnung kann also entweder durch eine entsprechende Verlagerung des Ventiltellers in seiner Geschlossenposition und/oder durch seine Gestaltung erzielt werden. Alternativ ist auch eine entsprechende Gestaltung der Ventilöffnung realisierbar. Dabei ist die Ventilöffnung beispielsweise unrund ausgebildet, ist also nicht kreisförmig. Sie kann zum Beispiel oval oder mehreckig sein. Bei einer derartigen Ausführungsform ist der Ventilteller bevorzugt rund. Er kann jedoch ebenfalls unrund ausgestaltet sein.It is inventively provided that the valve disk or a main body of the valve disk is round. Under the valve disc is the entire structure to understand, which is mounted for example on the bearing pin on the actuator of the actuator. The main body, however, is only a portion of this valve disk. Seen in longitudinal section, that is cut in the axial direction, or in a longitudinal plan view of the valve sealing surface is now the valve disk or the main body round or circular. The abovementioned longitudinal central axis of the valve disk is assigned either to the valve disk itself or only to the main body of the valve disk. Thus, if there are further projections extending on the main body, for example in the radial direction, or the like, these are not taken into account in the determination of the longitudinal central axis of the valve disk in the latter embodiment. If, however, the longitudinal central axis is assigned to the entire valve disk, then they are very well taken into account. The displacement of the longitudinal central axis of the valve disk with respect to the longitudinal central axis of the valve opening can thus be achieved either by a corresponding displacement of the valve disk in its closed position and / or by its design. Alternatively, a corresponding design of the valve opening can be realized. In this case, the valve opening is formed, for example, non-circular, that is not circular. It can be, for example, oval or polygonal. In such an embodiment, the valve disk is preferably round. However, it can also be configured out of round.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der Ventilteller im Längsschnitt gesehen zumindest bereichsweise asymmetrisch ausgebildet. Unter dem Längsschnitt ist wiederum ein Schnitt in axialer Richtung durch den Ventilteller zu verstehen, wobei der Ventilteller in seiner Geschlossenstellung angeordnet ist. Der Ventilteller ist nun beispielsweise punktasymmetrisch bezüglich seines geometrischen Mittelpunkts und/oder achsenasymmetrisch bezüglich einer auf der axialen Richtung senkrecht stehenden, durch den Ventilteller beziehungsweise die Ventilschließfläche verlaufenden Achse. Auf diese Weise wird das zusätzliche Drehmoment erzielt, welches bevorzugt über der Zeit lediglich in eine Richtung des Spiels gerichtet ist, also insbesondere stets dasselbe Vorzeichen aufweist. Auf diese Weise kann es nicht zu einer Anregung von Schwingungen des Ventiltellers im Rahmen des Spiels kommen. Vielmehr wird der Ventilteller stets an einen der Endanschläge des Spiels gedrängt, sodass keine Geräuschbildung auftreten kann. Zusätzlich wird durch das Vermeiden der Schwingungen auch die Lebensdauer der Abgasanlage beziehungsweise der Stelleinrichtung verlängert.In a further embodiment of the invention, the valve disk seen in longitudinal section is at least partially asymmetrical. Under the longitudinal section is again a section in the axial direction through the valve disc to understand, the valve disc in its closed position is arranged. The valve disk is now, for example, point-asymmetrically with respect to its geometric center and / or axis-asymmetrical with respect to an axis perpendicular to the axial direction, passing through the valve disk or the valve closing surface axis. In this way, the additional torque is achieved, which is preferably directed over time only in one direction of the game, so in particular always has the same sign. In this way, it can not come to an excitation of vibrations of the valve disk in the context of the game. Rather, the valve disk is always urged to one of the end stops of the game, so that no noise can occur. In addition, the life of the exhaust system or the adjusting device is extended by avoiding the vibrations.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Ventilteller wenigstens einen, sich ausgehend von dem Grundkörper in radialer Richtung erstreckenden Fortsatz aufweist. Der Grundkörper ist, wie vorstehend bereits erläutert, beispielsweise im Längsschnitt kreisrund. An dem Grundkörper ist nun der wenigstens eine Fortsatz angeordnet. Dabei kann der Fortsatz entweder an dem Grundkörper befestigt oder einstückig mit diesem ausgeführt sein. Bedingt durch den Fortsatz ist mithin der Ventilteller asymmetrisch ausgebildet. Der Fortsatz ist an einer bestimmten Umfangsposition des Grundkörpers angeordnet und weist auf seiner an den Grundkörper anschließenden Seite eine bestimmte Erstreckung in Umfangsrichtung auf. Die Form des Fortsatzes kann prinzipiell beliebig gewählt werden. Besonders vorteilhaft ist jedoch eine Ausgestaltung, bei welcher eine Außenkontur des Fortsatzes zumindest in demjenigen Bereich, in welchem sie nicht an dem Grundkörper anliegt, einen stetigen Verlauf aufweist. Entsprechend ist der Fortsatz auf seiner von dem Grundkörper abgewandten Seite bevorzugt rund. Beispielsweise sind sowohl der Grundkörper als auch ein Zusatzelement, welches dem Grundkörper zur Bildung des Fortsatzes geometrisch überlagert wird, im Längsschnitt beziehungsweise in Draufsicht rund.A further development of the invention provides that the valve disk has at least one projection which extends in the radial direction starting from the main body. The main body is, as already explained above, for example, in longitudinal section circular. On the main body of at least one extension is now arranged. In this case, the extension can either be attached to the main body or be made in one piece with this. Due to the extension of the valve plate is therefore formed asymmetrically. The extension is arranged at a certain circumferential position of the base body and has on its adjoining the body side a certain extent in the circumferential direction. The shape of the extension can be chosen arbitrarily in principle. However, an embodiment in which an outer contour of the extension has a continuous course at least in that region in which it does not bear against the base body is particularly advantageous. Accordingly, the extension is preferably round on its side facing away from the base body. For example, both the base body and an additional element, which is geometrically superimposed on the main body to form the extension, are round in longitudinal section or in plan view.

Mit Vorteil kann vorgesehen sein, dass der Ventilteller auf seiner der Ventilöffnung zugewandten Seite wenigstens ein Strömungsleitelement aufweist. Das Strömungsleitelement erstreckt sich vorzugsweise in axialer Richtung, sodass es bei Anordnung des Ventiltellers in seiner Geschlossenposition in die Ventilöffnung hineinragt. Das Strömungsleitelement dient ebenfalls der Erzeugung des zusätzlichen Drehmoments um wenigstens eine Achse, welches derart gerichtet ist, dass der Ventilteller stets an einen der Endanschläge des Spiels gedrängt wird. Das Strömungsleitelement liegt beispielsweise als Strömungsleitsteg vor, dessen größte Erstreckung parallel zu der Ventilschließfläche vorliegt. Die Erstreckungen des Strömungsleitelements beziehungsweise des Strömungsleitstegs in die beiden anderen Richtungen können mit zueinander gleichen oder zumindest ähnlichen Abmessungen ausgeführt sein. Beispielsweise verläuft das Strömungsleitelement im Längsschnitt oder in Draufsicht gesehen entlang eines Teilkreises, beispielsweise eines Halbkreises. Alternativ kann das Strömungsleitelement auch mehrere Strömungsleitschenkel aufweisen, welche vorzugsweise im Wesentlichen senkrecht aufeinander stehen, beispielsweise in Form eines U. Die Schenkel laufen dabei entweder unmittelbar ineinander ein oder sind durch Kreisbögen beziehungsweise Teilkreisbögen, insbesondere Viertelkreisbögen, miteinander verbunden.It can advantageously be provided that the valve disk has at least one flow-guiding element on its side facing the valve opening. The flow-guiding element preferably extends in the axial direction, so that when the valve disk is arranged in its closed position it projects into the valve opening. The flow guide also serves to generate the additional torque about at least one axis which is directed so that the valve disk is always urged to one of the end stops of the game. The flow guide element is present, for example, as a flow guide web, the largest extent of which is present parallel to the valve closing surface. The extensions of the flow guide element or of the flow guide web in the other two directions can be designed with identical or at least similar dimensions. By way of example, the flow-guiding element runs along a partial circle, for example a semicircle, when viewed in longitudinal section or in plan view. Alternatively, the flow-guiding element can also have a plurality of flow guide legs, which are preferably substantially perpendicular to one another, for example in the form of a U. The legs either run directly into one another or are connected to each other by circular arcs or partial arcs, in particular quarter-circle arcs.

Mit Vorteil kann es schließlich vorgesehen sein, dass die Ventilöffnung wenigstens bereichsweise von einem als Ventilkragen ausgebildeten Ventilsitz der Ventileinrichtung eingeschlossen ist. Der Ventilsitz ist also im Bereich der Ventilöffnung vorgesehen und fasst diese zumindest bereichsweise ein. Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Ventilsitz in radialer Richtung unmittelbar an die Ventilöffnung anschließt. Dabei kann er die Ventilöffnung vollständig einschließen.With advantage, it may finally be provided that the valve opening is enclosed at least in regions by a valve seat of the valve device designed as a valve collar. The valve seat is thus provided in the region of the valve opening and summarizes this at least in some areas. It is particularly advantageous if the valve seat directly adjoins the valve opening in the radial direction. He can completely enclose the valve opening.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne dass eine Beschränkung der Erfindung erfolgt. Dabei zeigen:

  • 1 einen Bereich einer Abgasanlage für eine Brennkraftmaschine,
  • 2 eine weitere Ansicht eines Bereichs der Abgasanlage,
  • 3 eine Draufsicht in axialer Richtung auf einen Ventilteller einer Ventileinrichtung in einer ersten Ausführungsform,
  • 4 eine Draufsicht in axialer Richtung auf den Ventilteller der Ventileinrichtung in einer zweiten Ausführungsform,
  • 5 eine Ansicht des Ventiltellers der Ventileinrichtung in einer dritten Ausführungsform,
  • 6 eine Draufsicht auf den Ventilteller der Ventileinrichtung in einer vierten Ausführungsform, und
  • 7 eine Draufsicht auf einen Bereich einer Ventileinrichtung der Abgasanlage.
The invention will be explained in more detail with reference to the embodiments illustrated in the drawings, without any limitation of the invention. Showing:
  • 1 a portion of an exhaust system for an internal combustion engine,
  • 2 another view of an area of the exhaust system,
  • 3 a plan view in the axial direction of a valve plate of a valve device in a first embodiment,
  • 4 a plan view in the axial direction of the valve plate of the valve device in a second embodiment,
  • 5 a view of the valve disk of the valve device in a third embodiment,
  • 6 a plan view of the valve plate of the valve device in a fourth embodiment, and
  • 7 a plan view of a portion of a valve device of the exhaust system.

Die 1 zeigt einen Bereich einer Abgasanlage 1 für eine hier nicht näher dargestellte Brennkraftmaschine. Die Abgasanlage 1 ist derart strömungstechnisch an die Brennkraftmaschine angeschlossen, dass einem Abgasturbolader 2 beziehungsweise einer Turbine 3 des Abgasturboladers 2, von welcher hier lediglich ein Turbinengehäuse 4 dargestellt ist, Abgas der Brennkraftmaschine zuführbar ist, beispielsweise über eine hier nicht näher dargestellte Abgasleitung. Die Turbine 3 weist ein in dem Turbinengehäuse 4 beziehungsweise in der Turbinenspirale angeordnetes Turbinenrad auf, welches drehbar gelagert und von dem Abgas überströmbar ist. Durch dieses Überströmen wird ein Drehmoment erzeugt, welches über eine Wirkverbindung zwischen dem Turbinenrad und einem Verdichterrad eines Verdichters des Abgasturboladers 2 übertragen wird beziehungsweise übertragbar ist. Die Turbine 3 dient insoweit dem Antrieb des Verdichters. Der Verdichter ist der Brennkraftmaschine vorgeschaltet, wobei er der Brennkraftmaschine zugeführte Luft, beispielsweise Frischluft, zunächst verdichtet, bevor diese in die Brennkraftmaschine eintritt beziehungsweise dieser zugeführt wird. Mit dieser Maßnahme kann die Leistung der Brennkraftmaschine deutlich vergrößert werden.The 1 shows a portion of an exhaust system 1 for an internal combustion engine, not shown here. The exhaust system 1 is fluidly connected to the internal combustion engine such that an exhaust gas turbocharger 2 or a turbine 3 the exhaust gas turbocharger 2 , of which here only a turbine housing 4 is shown, exhaust gas of the internal combustion engine fed is, for example via an exhaust pipe not shown here. The turbine 3 has a in the turbine housing 4 or arranged in the turbine spiral turbine wheel, which is rotatably mounted and can be overflowed by the exhaust gas. By this overflow torque is generated, which via an operative connection between the turbine wheel and a compressor wheel of a compressor of the exhaust gas turbocharger 2 is transferred or is transferable. The turbine 3 serves as far as the drive of the compressor. The compressor is connected upstream of the internal combustion engine, wherein it first compresses the internal combustion engine supplied air, such as fresh air, before it enters the internal combustion engine or this is supplied. With this measure, the performance of the internal combustion engine can be significantly increased.

Es ist jedoch nicht in allen Betriebsbereichen der Brennkraftmaschine zweckdienlich, das gesamte Abgas der Brennkraftmaschine durch die Turbine 3 beziehungsweise über das Turbinenrad zu leiten. Entsprechend ist eine Bypassleitung 5 vorgesehen, durch welche Abgas an der Turbine 3 oder zumindest dem Turbinenrad vorbeigeführt werden kann. Zu diesem Zweck mündet die Bypassleitung 5 stromaufwärts des Turbinenrads in die Abgasleitung beziehungsweise das Turbinengehäuse 4 ein. Um die Menge beziehungsweise den Durchsatz des um das Turbinenrad beziehungsweise die Turbine 3 herumgeführten Abgases einstellen zu können, ist eine Ventileinrichtung 6 vorgesehen. Diese verfügt über eine - beispielsweise runde - Ventilöffnung 7, die der Bypassleitung 5 zugeordnet ist und deren Durchströmungsquerschnitt mittels eines Ventiltellers 8 der Ventileinrichtung 6 einstellbar ist. Die Ventilöffnung 7 ist in der hier dargestellten Ausführungsform von einem hier nur ansatzweise erkennbaren Ventilsitz 9 in Umfangsrichtung (bezüglich einer Längsmittelachse 10 der Ventilöffnung 7) vollständig umgeben, insbesondere unmittelbar umgeben. Die Ventilöffnung 7 spannt dabei eine Ventilöffnungsebene 11 auf. In einer alternativen Ausgestaltung kann die Ventilöffnung 7 auch unrund sein. Entsprechend kann, muss jedoch nicht, der Verlauf des Ventilsitzes 9 ebenfalls unrund sein.However, it is not expedient in all operating ranges of the internal combustion engine, the entire exhaust gas of the internal combustion engine through the turbine 3 or to guide over the turbine wheel. Accordingly, a bypass line 5 provided by which exhaust gas on the turbine 3 or at least the turbine wheel can be passed. For this purpose, the bypass line opens 5 upstream of the turbine wheel in the exhaust pipe or the turbine housing 4 on. To the amount or throughput of the turbine or the turbine 3 To be able to adjust the bypassed exhaust gas is a valve device 6 intended. This has a - for example round - valve opening 7 that of the bypass line 5 is assigned and whose flow cross section by means of a valve disk 8th the valve device 6 is adjustable. The valve opening 7 is in the embodiment shown here of a only slightly recognizable valve seat 9 in the circumferential direction (with respect to a longitudinal central axis 10 the valve opening 7 ) completely surrounded, in particular immediately surrounded. The valve opening 7 clamps a valve opening plane 11 on. In an alternative embodiment, the valve opening 7 also be out of round. Correspondingly, but need not, the course of the valve seat 9 also be out of round.

Der Ventilteller 8 ist mittels einer Stelleinrichtung 12 in Richtung des Doppelpfeils 13 verlagerbar. Zu diesem Zweck weist die Stelleinrichtung 12 eine Verstellwelle 14 auf, die in einer Lagerstelle 15 beziehungsweise einem Lager drehbar gelagert ist. Insbesondere sitzt die Lagerstelle 15 in einer Ausnehmung des Turbinengehäuses 4 oder der Bypassleitung 5 beziehungsweise einem entsprechenden Gehäuse. Die Verstellwelle 14 ist über ein Stellelement 16 und einen hier nicht erkennbaren Lagerstift 17 mit dem Ventilteller 8 wirkverbunden. Das Stellelement 16 kann dabei an der Verstellwelle 14 befestigt oder einstückig mit dieser ausgeführt sein. Das Stellelement 16 bildet einen Hebelarm, sodass eine Drehbewegung der Verstellwelle 14 in eine Verlagerung des Ventiltellers 8 entsprechend des Doppelpfeils 13 umgesetzt wird.The valve plate 8th is by means of an adjusting device 12 in the direction of the double arrow 13 displaced. For this purpose, the adjusting device 12 an adjusting shaft 14 on that in a depository 15 or a bearing is rotatably mounted. In particular, the depository sits 15 in a recess of the turbine housing 4 or the bypass line 5 or a corresponding housing. The adjusting shaft 14 is about an actuator 16 and a not recognizable here bearing pin 17 with the valve plate 8th operatively connected. The actuator 16 can do this on the adjusting shaft 14 attached or be integral with this executed. The actuator 16 forms a lever arm, so that a rotational movement of the adjusting 14 in a displacement of the valve disk 8th according to the double arrow 13 is implemented.

Es wird deutlich, dass der Ventilteller 8 als Ventilscheibe 18 vorliegt. Der Ventilteller 8 weist eine Ventilschließfläche 19 auf, die der Ventilöffnung 7 zugewandt ist. Bei Anordnung des Ventiltellers 8 in seiner Geschlossenstellung liegt die Ventilschließfläche 19 parallel oder zumindest näherungsweise parallel zu der Ventilöffnungsebene 11 vor. Dabei liegt sie zum Verschließen der Ventilöffnung 7 an dem Ventilsitz 9 an. Der Ventilteller 8 verfügt über eine Längsmittelachse 20, die beispielsweise zentral durch den Lagerstift 17 verläuft. Die Längsmittelachse 20 verläuft durch einen geometrischen Mittelpunkt des Ventiltellers 8 beziehungsweise eines Grundkörpers 21 (hier nicht dargestellt) des Ventiltellers 8. In der hier gezeigten Ausführungsform ist der Ventilteller 8 im Längsschnitt, also senkrecht zu der Längsmittelachse 20, rund. Entsprechend ist auch die Ventilschließfläche 19 beziehungsweise deren Außenkontur rund.It becomes clear that the valve disk 8th as a valve disc 18 is present. The valve plate 8th has a valve closing surface 19 on, the valve opening 7 is facing. When arranging the valve disk 8th in its closed position, the valve closing surface is located 19 parallel or at least approximately parallel to the valve opening plane 11 in front. It lies to close the valve opening 7 at the valve seat 9 on. The valve plate 8th has a longitudinal central axis 20 , for example, centrally through the bearing pin 17 runs. The longitudinal central axis 20 passes through a geometric center of the valve disk 8th or a basic body 21 (not shown here) of the valve disk 8th , In the embodiment shown here is the valve disk 8th in longitudinal section, that is perpendicular to the longitudinal central axis 20 , round. The valve closing surface is also corresponding 19 or their outer contour around.

Die Lagerung des Ventiltellers 8 mithilfe der Stelleinrichtung 12 weist nun ein Spiel in zumindest eine Richtung und/oder um zumindest eine Achse auf. Besonders bevorzugt ist der Ventilteller 8 mithilfe des Lagerstifts 17, der beispielsweise einstückig mit dem Ventilteller 8 ausgebildet ist, derart an dem Stellelement 16 gelagert, dass zwischen dem Stellelement 16 und dem Lagerstift 17 das Spiel vorliegt. Auch ohne eine Verlagerung beziehungsweise Drehbewegung der Verstellwelle 14 kann entsprechend, insbesondere bei wenigstens teilweise freigegebener Ventilöffnung 17, eine Verlagerung des Ventiltellers 8 in die wenigstens eine Richtung beziehungsweise um die wenigstens eine Achse auftreten. Diese Bewegung wird durch das durch die Ventilöffnung 7 hindurchtretende Abgas bewirkt. Beispielsweise liegt das Lagerspiel in axialer und/oder radialer Richtung bezüglich der Längsmittelachse 20 vor.The storage of the valve disk 8th using the adjusting device 12 now has a game in at least one direction and / or at least one axis. Particularly preferred is the valve disk 8th using the bearing pin 17 , for example, integral with the valve disk 8th is formed, on the actuating element 16 stored that between the actuator 16 and the bearing pin 17 the game is available. Even without a displacement or rotational movement of the adjusting 14 can accordingly, in particular at least partially released valve opening 17 , a displacement of the valve disk 8th in the at least one direction or around the at least one axis occur. This movement is through the valve opening 7 passing exhaust gas causes. For example, the bearing clearance is in the axial and / or radial direction with respect to the longitudinal central axis 20 in front.

Ist der Ventilteller 8 im Längsschnitt symmetrisch ausgestaltet beziehungsweise ist er derart angeordnet, dass die Längsmittelachse 10 in der Geschlossenstellung des Ventiltellers 8 mit der Längsmittelachse 20 zusammenfällt, so kann das Abgas unter Umständen Schwingungen des Ventiltellers 8 im Rahmen des Spiels anregen. Weil die Durchströmung der Ventilöffnung 7 üblicherweise turbulent ist, können dabei Kräfte beziehungsweise Drehmomente abwechselnd in unterschiedliche Richtungen auftreten, sodass der Ventilteller 8 zwischen Endanschlägen, die das Spiel begrenzen, hin und her verlagert wird. Dies kann zu einer unerwünschten Geräuschbildung und zu einer Verringerung der Lebensdauer führen. Aus diesem Grund ist die Abgasanlage 1 derart ausgestaltet, dass in der Geschlossenstellung des Ventiltellers 8 die Längsmittelachse 10 nicht mit der Längsmittelachse 20 zusammenfällt. Vielmehr sollen sie parallel zueinander beabstandet sein. Anders ausgedrückt sind die Schnittpunkte der Längsmittelachsen 10 und 20 mit der Ventilöffnungsebene 11 voneinander verschieden, fallen also auch in der Geschlossenstellung des Ventiltellers 8 nicht zusammen. Entsprechend sind die Ventilöffnung 7 und der Ventilteller 8 oder die Ventilöffnung und der Grundkörper 21 des Ventiltellers 8 nicht koaxial zueinander angeordnet.Is the valve plate 8th in longitudinal section symmetrically designed or is it arranged such that the longitudinal central axis 10 in the closed position of the valve disk 8th with the longitudinal central axis 20 coincides, the exhaust gas may under certain circumstances vibrations of the valve disk 8th in the framework of the game. Because the flow through the valve opening 7 Usually turbulent, forces or torques can occur alternately in different directions, so that the valve disc 8th between stops that limit the game, is shifted back and forth. This can lead to unwanted noise and to a reduction in the life. That's why the exhaust system is 1 configured such that in the closed position of the valve disk 8th the longitudinal central axis 10 not with the longitudinal central axis 20 coincides. Rather, they should be spaced parallel to each other. In other words, the intersections of the longitudinal central axes 10 and 20 with the valve opening plane 11 different from each other, so fall even in the closed position of the valve disk 8th not together. Accordingly, the valve opening 7 and the valve plate 8th or the valve opening and the body 21 of the valve disk 8th not arranged coaxially with each other.

Die 2 zeigt einen Bereich der Abgasanlage 1 in einer alternativen Ansicht. Deutlich zu erkennen sind hier Achsen 22, 23 und 24, welche ihren Schnittpunkt vorzugsweise in einem Mittelpunkt des Lagerstifts 17 haben. Die Achse 23 liegt üblicherweise stets parallel zu einer Drehachse der Verstellwelle 14, während die Achse 22 mit der Längsmittelachse 20 des Ventiltellers 8 zusammenfallen kann. Die Achse 24 steht senkrecht auf den beiden Achsen 22 und 23. In der Geschlossenstellung des Ventiltellers 8 liegt somit die Achse 22, wie auch die Längsmittelachse 20, bevorzugt parallel zu der Längsmittelachse 10 der Ventilöffnung 7 (hier nicht dargestellt). Die Abgasanlage 1 soll nun derart ausgestaltet sein, insbesondere durch die vorstehend beschriebene Anordnung der Längsmittelachsen 10 und 20 zueinander, dass gegenüber einer herkömmlichen Anordnung, bei welcher die Längsmittelachse 10 und 20 in der Geschlossenstellung des Ventiltellers 8 aufeinanderfallen, in zumindest einer von der Geschlossenstellung verschiedenen Stellung des Ventiltellers 8 ein größeres Drehmoment um die Achse 24 und/oder um die Achse 23 erzeugt wird. Dieses Drehmoment ist dabei bevorzugt derart bemessen, dass bei einer Überlagerung mit dem von der Strömung verursachten Wechselmoment das resultierende Drehmoment stets ein gleichbleibendes Vorzeichen aufweist.The 2 shows an area of the exhaust system 1 in an alternative view. Clearly visible here are axes 22 . 23 and 24 , which preferably have their point of intersection in a center of the bearing pin 17 to have. The axis 23 usually always lies parallel to a rotation axis of the adjusting 14 while the axle 22 with the longitudinal central axis 20 of the valve disk 8th can coincide. The axis 24 is perpendicular to the two axes 22 and 23 , In the closed position of the valve disk 8th is thus the axis 22 , as well as the longitudinal central axis 20 , preferably parallel to the longitudinal central axis 10 the valve opening 7 (not shown here). The exhaust system 1 should now be configured in such a way, in particular by the arrangement of the longitudinal central axes described above 10 and 20 to each other, that over a conventional arrangement, wherein the longitudinal central axis 10 and 20 in the closed position of the valve disk 8th coincident, in at least one of the closed position different position of the valve disk 8th a greater torque around the axle 24 and / or around the axis 23 is produced. This torque is preferably dimensioned such that in a superposition with the change moment caused by the flow, the resulting torque always has a constant sign.

Auf diese Weise wird erreicht, dass der Ventilteller 8 stets in lediglich eine Richtung beziehungsweise in Richtung nur eines der Endanschläge des Spiels gedrängt wird. Entsprechend können keine Schwingungen des Ventiltellers 8 entstehen, sodass zum einen die Geräuschbildung verringert ist und zum anderen die mechanische Belastung der Stelleinrichtung 12 verkleinert wird. Insgesamt wird somit sowohl der Komfort für Insassen eines Kraftfahrzeugs, welchem die Abgasanlage 1 beziehungsweise die Brennkraftmaschine zugeordnet ist, verbessert und zum anderen die Lebensdauer der Stelleinrichtung 12 erhöht.In this way it is achieved that the valve disk 8th is always urged in only one direction or towards only one of the end stops of the game. Accordingly, no vibrations of the valve disk 8th arise so that on the one hand the noise is reduced and on the other hand, the mechanical stress on the actuator 12 is reduced. Overall, thus both the comfort for occupants of a motor vehicle, which the exhaust system 1 or the internal combustion engine is assigned, and on the other hand improves the life of the actuator 12 elevated.

Die 3 zeigt eine Draufsicht auf den Ventilteller 8 sowie einen Bereich der Stelleinrichtung 12, von welcher ein Bereich der Verstellwelle 14 sowie ein Bereich des Stellelements 16 erkennbar ist. Es wird wiederum deutlich, dass in dieser Ausführungsform der Ventilteller 8 beziehungsweise die Ventilscheibe 18 kreisrund ist. Angedeutet ist hier zusätzlich der Lagerstift 17, welcher eigentlich von dem Ventilteller 8 verdeckt ist. Bei dieser Ausführungsform, bei welcher der Ventilteller 8 als solches rund ist, wird die Erzeugung des vorstehend beschriebenen zusätzlichen Drehmoments durch die Verlagerung der Längsmittelachse 20 gegenüber der Längsmittelachse 10 der Ventilöffnung 7 erzielt.The 3 shows a plan view of the valve plate 8th and a portion of the actuator 12 , of which an area of the adjusting shaft 14 and a region of the actuating element 16 is recognizable. It will again be clear that in this embodiment the valve disk 8th or the valve disc 18 is circular. Also indicated here is the bearing pin 17 which is actually from the valve plate 8th is covered. In this embodiment, in which the valve disc 8th As such, the generation of the additional torque described above by the displacement of the longitudinal center axis 20 opposite the longitudinal central axis 10 the valve opening 7 achieved.

Die 4 zeigt den Ventilteller 8 einer zweiten Ausführungsform der Ventileinrichtung 6. Bei dieser besteht der Ventilteller 8 aus dem Grundkörper 21 sowie einem Fortsatz 25. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Grundkörper 21 im Längsschnitt beziehungsweise in der dargestellten Draufsicht rund. Der Fortsatz 25 erstreckt sich in radialer Richtung ausgehend von dem Grundkörper 21 nach außen. Er weist dabei beispielsweise eine Außenkontur in Form eines Kreisabschnitts vor, sodass insbesondere der Ventilteller 8 aus zwei, überlagerten kreisförmigen Elementen, nämlich dem Grundkörper 21 und einem weiteren, den Fortsatz 25 bildenden Element, besteht. Bei der hier dargestellten Ausführungsform des Ventiltellers 8 kann es vorgesehen sein, dass auch in der Geschlossenstellung des Ventiltellers 8 die Längsmittelachse 20 - bezogen auf den Grundkörper 21 - mit der Längsmittelachse 10 der Ventilöffnung 7 zusammenfällt, also nicht von dieser beabstandet ist. Dies ist jedoch besonders bevorzugt zusätzlich vorgesehen, um ein größeres zusätzliches Drehmoment zu erzielen.The 4 shows the valve plate 8th a second embodiment of the valve device 6 , In this consists of the valve plate 8th from the main body 21 as well as an extension 25 , In the present embodiment, the main body 21 in longitudinal section or in the illustrated plan view around. The extension 25 extends in the radial direction, starting from the main body 21 outward. He has, for example, an outer contour in the form of a circular section, so that in particular the valve disc 8th from two superimposed circular elements, namely the main body 21 and another, the extension 25 forming element, consists. In the embodiment of the valve disk shown here 8th It may be provided that even in the closed position of the valve disk 8th the longitudinal central axis 20 - based on the basic body 21 - With the longitudinal center axis 10 the valve opening 7 coincides, that is not spaced from this. However, this is particularly preferably additionally provided in order to achieve a larger additional torque.

Die 5 zeigt den Ventilteller 8 einer dritten Ausführungsform der Ventileinrichtung 6. In dieser schließt sich in axialer Richtung in Richtung der Ventilöffnung 7 (hier nicht dargestellt) an den Ventilteller 8 ein Strömungsleitelement 26 an, welches insbesondere als Strömungsleitsteg vorliegt. Das Strömungsleitelement 26 ist dabei im Längsschnitt gesehen teilkreisförmig, insbesondere halbkreisförmig. Das Strömungsleitelement 26 ist derart an dem Ventilteller 6 angeordnet, dass es bei Vorliegen des Ventiltellers 8 in seiner Geschlossenstellung in die Ventilöffnung 7 eindringt. Das Strömungsleitelement 26 kann in beliebiger Form ausgestaltet sein beziehungsweise beliebig an dem Ventilteller 8 angeordnet sein. Dabei soll jedoch stets die gewünschte zusätzliche Kraft beziehungsweise das gewünschte zusätzliche Drehmoment erzielt werden. Der Ventilteller 8 ist in der gezeigten Ausführungsform kreisförmig. Er kann jedoch zusätzlich über den beschriebenen Fortsatz 25 verfügen. Zusätzlich oder alternativ dazu kann auch die versetzte Anordnung der Längsmittelachsen 10 und 20 vorgesehen sein.The 5 shows the valve plate 8th a third embodiment of the valve device 6 , In this closes in the axial direction in the direction of the valve opening 7 (not shown here) to the valve plate 8th a flow guide 26 on, which is present in particular as Strömungsleitsteg. The flow guide 26 is seen in longitudinal section part-circular, in particular semicircular. The flow guide 26 is so on the valve plate 6 arranged that it is in the presence of the valve disk 8th in its closed position in the valve opening 7 penetrates. The flow guide 26 can be configured in any form or arbitrarily on the valve disk 8th be arranged. However, the desired additional force or the desired additional torque should always be achieved. The valve plate 8th is circular in the embodiment shown. However, he can also use the described extension 25 feature. Additionally or alternatively, the staggered arrangement of the longitudinal central axes can also 10 and 20 be provided.

Die 6 zeigt eine vierte Ausführungsform. In dieser liegt das Strömungsleitelement 26 in U-Form vor. Es besteht insoweit aus drei Stegen 27, 28 und 29, die ineinander übergehen, beispielsweise über Teilkreisbogenelemente, oder unmittelbar aneinander angrenzen. Der Ventilteller 8 ist hier kreisförmig ausgebildet. Er kann jedoch zusätzlich den aus der 4 bekannten Fortsatz 25 aufweisen. Zusätzlich oder alternativ dazu kann auch die versetzte Anordnung der Längsmittelachsen 10 und 20 vorgesehen sein, wobei bereits das Vorsehen des Strömungsleitelements 26 allein ausreichend sein kann, um das gewünschte zusätzliche Drehmoment zu erzeugen.The 6 shows a fourth embodiment. In this lies the flow guide 26 in U-shape. It consists in this respect of three bars 27 . 28 and 29 which merge into one another, for example via partial arc elements, or adjoin one another directly. The valve plate 8th is here formed circular. He can, however, additionally from the 4 known extension 25 respectively. Additionally or alternatively, the staggered arrangement of the longitudinal central axes can also 10 and 20 be provided, which already provides the provision of the flow guide 26 alone may be sufficient to produce the desired additional torque.

Die 7 schließlich zeigt einen Bereich der Ventileinrichtung 6 der Abgasanlage 1 in einer Draufsicht. Zu erkennen ist, dass der Ventilteller 8 kreisförmig, also rund, ist. Dagegen soll die Ventilöffnung 7 unrund sein, also eine von einer Kreisform abweichende Kontur aufweisen. Der Ventilteller 8 ist dabei derart bemessen, dass er die Ventilöffnung 7 trotz ihrer unrunden Form vollständig abdeckt. Unter der unrunden Form ist beispielsweise eine ovale Form, eine mehreckige Form, oder eine Bogenform mit über den gesamten Umfang stetigem Verlauf zu verstehen. Es wird deutlich, dass auch bei einer derartigen Ausgestaltung von Ventilteller 8 und Ventilöffnung 7 die Längsmittelachsen 10 und 20 in der Geschlossenstellung nicht aufeinander fallen, sondern vielmehr parallel beabstandet zueinander vorliegen.The 7 finally, shows an area of the valve device 6 the exhaust system 1 in a top view. It can be seen that the valve disk 8th circular, that is round, is. In contrast, the valve opening 7 be out of round, so have a deviating from a circular shape contour. The valve plate 8th is dimensioned such that it the valve opening 7 despite its non-round shape completely covers. By the non-round shape is meant, for example, an oval shape, a polygonal shape, or an arc shape with continuous over the entire circumference course. It is clear that even with such a design of valve disk 8th and valve opening 7 the longitudinal central axes 10 and 20 in the closed position do not fall on each other, but rather parallel spaced to each other.

Insgesamt kann festgehalten werden, dass durch jede der genannten Maßnahmen allein, also das versetzte Anordnen der Längsmittelachsen 10 und 20 zueinander, beispielsweise durch entsprechende Positionierung eines runden Ventiltellers 8 und einer runden Ventilöffnung 7, das Vorsehen zumindest eines Fortsatzes 25 an dem Grundkörper 21 des Ventiltellers 8, die unrunde Gestalt der Ventilöffnung 7 oder des Ventiltellers 8 sowie das Vorsehen des wenigstens einen Strömungsleitelements 26 an dem Ventilteller 8 die gewünschte zusätzliche Kraft beziehungsweise das gewünschte zusätzliche Drehmoment bereitgestellt werden kann. Besonders vorteilhaft wird jedoch eine Kombination von zwei, drei oder allen vier Maßnahmen herangezogen. Auf diese Weise wird sowohl die Geräuschbildung verringert, als auch die Lebensdauer der Abgasanlage 1 oder zumindest der Stelleinrichtung 12 verlängert.Overall, it can be stated that by each of the above measures alone, so the staggered arranging the longitudinal center axes 10 and 20 to each other, for example by appropriate positioning of a circular valve disk 8th and a round valve opening 7 , the provision of at least one extension 25 on the body 21 of the valve disk 8th , the non-circular shape of the valve opening 7 or the valve disk 8th and the provision of the at least one flow guide 26 on the valve plate 8th the desired additional force or the desired additional torque can be provided. However, it is particularly advantageous to use a combination of two, three or all four measures. In this way, both the noise is reduced, as well as the life of the exhaust system 1 or at least the adjusting device 12 extended.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Abgasanlageexhaust system
22
Abgasturboladerturbocharger
33
Turbineturbine
44
Turbinengehäuseturbine housing
55
Bypassleitungbypass line
66
Ventileinrichtungvalve means
77
Ventilöffnungvalve opening
88th
Ventiltellervalve disc
99
Ventilsitzvalve seat
1010
LängsmittelachseLongitudinal central axis
1111
VentilöffnungsebeneValve opening level
1212
Stelleinrichtungsetting device
1313
Doppelpfeildouble arrow
1414
Verstellwelleadjusting
1515
Lagerstelledepository
1616
Stellelementactuator
1717
Lagerstiftbearing pin
1818
Ventilscheibevalve disc
1919
VentilschließflächeValve closing surface
2020
LängsmittelachseLongitudinal central axis
2121
Grundkörperbody
2222
Achseaxis
2323
Achseaxis
2424
Achseaxis
2525
Fortsatzextension
2626
Strömungsleitelementflow guide
2727
Stegweb
2828
Stegweb
2929
Stegweb

Claims (9)

Abgasanlage (1) für eine Brennkraftmaschine, mit einem Abgasturbolader (2), dessen Turbinenrad mittels einer Bypassleitung (5) überbrückbar ist, wobei ein Durchströmungsquerschnitt einer der Bypassleitung (5) zugeordneten Ventilöffnung (7) mit einem runden oder einen runden Grundkörper (21) aufweisenden Ventilteller (8) einer Ventileinrichtung (6) einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilteller (8) in seiner Geschlossenstellung derart angeordnet ist, dass eine Längsmittelachse (20) des runden Ventiltellers (8) oder des runden Grundkörpers (21) beabstandet zu der Längsmittelachse (10) der Ventilöffnung (7) vorliegt.Exhaust system (1) for an internal combustion engine, with an exhaust gas turbocharger (2) whose turbine wheel can be bridged by means of a bypass line (5), wherein a flow cross section of a valve opening (7) assigned to the bypass line (5) has a round or round basic body (21) having valve disc (8) of a valve device (6) is adjustable, characterized in that the valve disc (8) is arranged in its closed position such that a longitudinal central axis (20) of the circular valve disc (8) or the round body (21) spaced apart the longitudinal central axis (10) of the valve opening (7) is present. Abgasanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilteller (8) mittels einer ein Spiel in zumindest einer Richtung und/oder um zumindest eine Achse (22,23,24) aufweisende Stelleinrichtung (12) zum Einstellen des Durchströmungsquerschnitts der Ventilöffnung (7) verlagerbar ist.Exhaust system after Claim 1 , characterized in that the valve disc (8) by means of a play in at least one direction and / or at least one axis (22,23,24) having adjusting means (12) for adjusting the flow cross-section of the valve opening (7) is displaceable. Abgasanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilteller (8) über einen Lagerstift (17) an einem Stellelement (16) der Stelleinrichtung (12) gelagert ist. Exhaust system according to one of the preceding claims, characterized in that the valve disc (8) via a bearing pin (17) on an adjusting element (16) of the adjusting device (12) is mounted. Abgasanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilteller (8) mit einer drehbar gelagerten Verstellwelle (14) der Stelleinrichtung (12), insbesondere über den Lagerstift (17) und/oder das einen Hebelarm ausbildende Stellelement (16), wirkverbunden ist.Exhaust system according to one of the preceding claims, characterized in that the valve disc (8) with a rotatably mounted adjusting shaft (14) of the actuating device (12), in particular via the bearing pin (17) and / or the lever arm forming an actuating element (16), operatively connected is. Abgasanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilteller (8) als Ventilscheibe (18) vorliegt.Exhaust system according to one of the preceding claims, characterized in that the valve disc (8) is present as a valve disc (18). Abgasanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilteller (8) im Längsschnitt gesehen zumindest bereichsweise asymmetrisch ausgebildet ist.Exhaust system according to one of the preceding claims, characterized in that the valve disk (8), viewed in longitudinal section, is asymmetrical at least in some areas. Abgasanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilteller (8) wenigstens einen, sich ausgehend von dem Grundkörper (21) in radialer Richtung erstreckenden Fortsatz (25) aufweist.Exhaust system according to one of the preceding claims, characterized in that the valve disc (8) has at least one, starting from the base body (21) in the radial direction extending extension (25). Abgasanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilteller (8) auf seiner der Ventilöffnung (7) zugewandten Seite wenigstens ein Strömungsleitelement (26) aufweist.Exhaust system according to one of the preceding claims, characterized in that the valve disc (8) has on its side facing the valve opening (7) at least one flow guide element (26). Abgasanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilöffnung (7) wenigstens bereichsweise von einem als Ventilkragen ausgebildeten Ventilsitz (9) der Ventileinrichtung (6) eingeschlossen ist.Exhaust system according to one of the preceding claims, characterized in that the valve opening (7) is at least partially enclosed by a valve seat formed as a valve seat (9) of the valve device (6).
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