DE102004061381A1

DE102004061381A1 - Abgasklappeneinrichtung

Info

Publication number: DE102004061381A1
Application number: DE200410061381
Authority: DE
Inventors: Hans Gerards; Tobias Wagner; Stephan Chassée
Original assignee: Pierburg GmbH
Current assignee: Pierburg GmbH
Priority date: 2004-12-21
Filing date: 2004-12-21
Publication date: 2006-07-06

Abstract

Eine Abgasklappeneinrichtung für Kraftfahrzeuge weist eine Abgasklappe (12) auf, die mit einer Klappenwelle (14) verbunden ist. Zum Schwenken der Abgasklappe (12) ist die Klappenwelle (14) mit einer Hebeleinrichtung (18) verbunden. Diese ist über eine flexible Betätigungseinrichtung (22) mit einer Stelleinrichtung (24) bzw. einem Elektromotor verbunden. Erfindungsgemäß handelt es sich bei der Betätigungseinrichtung um einen Bowden-Zug (22), der derart ausgebildet ist, dass zum Öffnen und Schließen der Abgasklappe (12) sowohl Druck- als auch Zugkräfte übertragen werden können.

Description

Die Erfindung betrifft eine Abgasklappeneinrichtung für Kraftfahrzeuge.
Insbesondere bei Kraftfahrzeugen mit einem großvolumigen Motor, die häufig mehr als sechs Zylinder aufweisen, ist es bekannt, zur Verringerung des Kraftstoffverbrauches einzelne Zylinder in bestimmten Fahrsituationen abzuschalten. Um den erforderlichen Gegendruck im Abgasstrang aufrecht zu erhalten, werden im Abgasstrang Abgasklappen angeordnet. Ferner ist es durch das Vorsehen von Abgasklappen möglich, den Klang des Motors zu beeinflussen, so dass sich durch das Abschalten von Zylindern das Motorgeräusch nicht oder nur geringfügig ändert. Die Abgasklappen sind üblicherweise zwischen dem Katalysator und dem Endschalldämpfer angeordnet.

Die in dem Abgasstrang angeordnete Abgasklappe ist mit einer Klappenwelle verbunden, um ein Schwenken der Abgasklappe zu ermöglichen. Die Klappenwelle ist mit einer Hebeleinrichtung verbunden. Die Hebeleinrichtung ist über ein Gestänge oder eine flexible Betätigungseinrichtung, wie einen Bowden-Zug, mit einer Stelleinrichtung verbunden, wobei pneumatische oder elektrische Stelleinrichtungen bekannt sind. Beim Vorsehen von Bowden-Zügen als flexible Betätigungseinrichtungen ist es erforderlich, zwei Bowden- Züge zum Schwenken der Klappe in die beiden Endstellungen, offen bzw. geschlossen, vorzusehen. Alternativ kann mit der Klappenwelle eine spiralförmige Rückstellfeder verbunden sein. Die Klappenwelle mit einer Rückstellfeder zu verbinden, weist den Nachteil auf, dass in diesem Bereich sehr hohe Temperaturen herrschen, die negative Einflüsse auf den Federstahl haben können.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Abgasklappeneinrichtung für Kraftfahrzeuge zu schaffen, mit der ein einfaches und zuverlässiges Betätigen der Abgasklappe gewährleistet ist.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1.

Erfindungsgemäß weist die Abgasklappeneinrichtung als Betätigungseinrichtung einen einzigen Bowden-Zug auf. Dieser Bowden-Zug ist derart ausgebildet, dass er sowohl Zug- als auch Druckkräfte in dem zum Öffnen und Schließen der Abgasklappe geforderten Kraftbereich übertragen kann. Bei dem erfindungsgemäßen Vorsehen eines derartigen Bowden-Zugs kann das Vorsehen einer Rückstellfeder vollständig entfallen. Auch das Vorsehen eines zweiten Bowden-Zugs ist nicht erforderlich. Die erfindungsgemäße Verwendung eines Bowden-Zugs, durch den auch Druckkräfte übertragen werden können, ist möglich, da zum Betätigen der Abgasklappe nur relativ geringe Kräfte erforderlich sind. Die Erfindung hat ferner den Vorteil, dass durch das Verwenden eines Bowden-Zugs ein einfaches und an die Einbausituation angepasstes Verlegen der Betätigungseinrichtung möglich ist.

Durch das Vorsehen eines Bowden-Zugs als Betätigungseinrichtung ist es möglich, die Stelleinrichtung, insbesondere einen Elektromotor, in einem Abstand zu dem heißen Abgasstrang anzuordnen.

Die Auswahl des Bowden-Zugs hängt insbesondere von der zwischen der Stelleinrichtung und der Hebeleinrichtung angeordneten freien Länge des Bowden-Zugs ab. Je größer diese freie Länge ist, desto steifer muss der Bowden-Zug ausgebildet sein, um die erforderlichen Druckkräfte übertragen zu können. Vorzugsweise ist der Bowden-Zug derart ausgewählt, dass Druckkräfte von mindestens 50 N, insbesondere mindestens 100 N und besonders bevorzugt mindestens 150 N übertragen werden können. Die übertragbaren Druckkräfte müssen insbesondere durch Versuche ermittelt werden. Vorzugsweise sollten die vorstehenden Druckkräfte bei einer Auskraglänge des in dem Bowden-Zug angeordneten Drahtseils von bis zu 80 mm, zumindest von bis zu 40 mm übertragen werden können. Hierbei handelt es sich bei der Auskraglänge um eine freie Länge des Drahtseils in unummanteltem Zustand. Je nach Art der Ummantelung erhöht sich die Steifigkeit des Bowden-Zugs und somit die mögliche freie Länge des Bowden-Zugs.

Vorzugsweise sind ein, insbesondere mehrere Halteelemente zur Lagefixierung des Bowden-Zugs vorgesehen. Die Halteelemente sind beispielsweise an der Fahrzeugkarosserie oder anderen Bauteilen befestigt. Durch das Fixieren der Lage des Bowden-Zugs ist ein Auskragen in diesem Bereich vermieden. Es kann somit ein erheblich längerer Bowden-Zug vorgesehen werden.

Eine besonders bevorzugte Ausführungsform des Bowden-Zugs weist eine mehradrige Litze zur Übertragung der Druck- und Zugkräfte auf. Vorzugsweise weist diese eine zentrale Litze als Innendraht auf, die sodann von mindestens einem, vorzugsweise mehreren Außendrähten, insbesondere spiralförmig umgeben ist. Besonders bevorzugt ist es hierbei, als Innenrad einen dickeren Draht von 0,7 bis 1 mm vorzusehen, der sodann von mehreren, vorzugsweise mindestens vier, insbesondere mindestens sechs dünneren Drähten spiralförmig umgeben ist. Die dünneren Drähte weisen einen Durchmesser von 0,5 bis 0,8 mm auf.

Vorzugsweise ist der Bowden-Zug von einer Ummantelung umgeben, die an ihrer Innenseite eine Gleitbeschichtung, insbesondere eine Teflonbeschichtung aufweist. Hierdurch können die Reibungsverluste erheblich verringert werden. Vorzugsweise ist die Ummantelung von einer weiteren Außenhülle zum Schutz von äußeren Umwelteinflüssen umgeben. Hierdurch ist das Eindringen von Wasser, Staubpartikeln etc. vermieden, so dass die Leichtgängigkeit des Bowden-Zugs und somit die Funktionsfähigkeit gewährleistet ist.

Nachfolgend wird die Erfindung an Hand einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die anliegende Zeichnung näher erläutert.

Die Figur zeigt eine schematische perspektivische Ansicht einer Abgasklappeneinrichtung.
Die Abgasklappeneinrichtung weist in einem Abgasrohr 10 eine Abgasklappe 12 auf. An Stelle des Abgasrohres 10 kann es sich auch um ein vorzugsweise rohrförmiges Gehäuse handeln, das in das Abgasrohr eingesetzt bzw. mit diesem verbunden ist. Die Abgasklappe 12 ist mit einer Klappenwelle 14 verbunden, die über Lager 16 schwenkbar in dem Abgasrohr 10 gehalten ist. Mit der Klappenwelle 14 ist eine Hebeleinrichtung 18 fest verbunden. Mit einem von der Welle 14 beabstandeten Ende der Hebeleinrichtung 18, bzw. des Hebels 18, ist über eine Gelenkverbindung 20 oder dgl. eine flexible Betätigungseinrichtung 22 verbunden, bei der es sich erfindungsgemäß um einen Bowden-Zug handelt. Der Bowden-Zug 22 ist mit einer Stelleinrichtung 24, bei der es sich im dargestellten Ausführungsbeispiel um einen Elektromotor handelt, verbunden.
Der Bowden-Zug 22 weist ein sich innerhalb einer Ummantelung 26 befindendes Drahtseil 28 auf, das mit der Gelenkverbindung 20 verbunden ist. Die Ummantelung 26 erstreckt sich von einem Aufnahmeelement 30, das an der Stelleinrichtung 24 vorgesehen ist, bis zu einem ortsfesten Halteelement 32. Das Halteelement 32 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel über Stützelemente 34 mit dem Abgasrohr 10 verbunden. Das Halteelement 32 kann auch mit einem Rahmenteil eines Kraftfahrzeuges verbunden sein. Das in der Ummantelung 26 angeordnete Drahtseil 28, tritt an dem Halteelement 32 aus der Ummantelung aus und ist mit der Gelenkverbindung 20 verbunden. Beim Betätigen des elektrischen Stellantriebs wird eine Druck- oder Zugkraft auf das Drahtseil 28 übertragen. Diese wird durch den Hebel 18 auf die Klappenwelle 14 übertragen und führt zum Schwenken der Abgasklappe 12.
Da der Bowden-Zug 22 erfindungsgemäß derart ausgebildet ist, dass sowohl Druck- als auch Zugkräfte zum Schwenken der Abgasklappe 12 übertragen werden können, ist das Vorsehen eines Rückstellelements, wie einer Rückstellfeder, oder das Vorsehen eines zweiten Bowden-Zugs nicht erforderlich.
Um ein Ausknicken des Bowden-Zugs 22 zu vermeiden, bzw. um die Steifigkeit des Bowden-Zugs verringern zu können, ist zur Lagefixierung des Bowden-Zugs 22 mindestens ein Halteelement 36 vorgesehen. Das Halteelement 36 weist eine Schelle oder Lasche auf, die den Bowden-Zug 22 hält. Das Halteelement ist mit der Karosserie oder einem anderen Bauteil verbunden. Vorzugsweise sind über die Länge des Bowden-Zugs 22 mehrere Halteelemente 36 vorgesehen.
Mit der Stelleinrichtung 24 ist bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform eine Steuereinrichtung verbunden, um die Abgasklappe 12 auch in Zwischenpositionen, d. h. in Positionen zwischen der Offen-Stellung und der Geschlossen-Stellung, anordnen zu können. Hierbei weist die Stelleinrichtung, insbesondere der Elektromotor 24, vorzugsweise zusätzlich einen Positionssensor zum Erfassen des Drehwinkels bzw. des Öffnungswinkels der Abgasklappe 12 auf.

Claims

Abgasklappeneinrichtung für Kraftfahrzeuge, mit einer mit der Klappenwelle (14) verbundenen Abgasklappe (12), einer mit der Klappenwelle (14) verbundenen Hebeleinrichtung (18) und einem über eine flexible Betätigungseinrichtung (22) mit der Hebeleinrichtung (18) verbundenen Stelleinrichtung (24), dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungseinrichtung einen Bowden-Zug (22) aufweist, der derart ausgebildet ist, dass dieser zum Öffnen und Schließen der Abgasklappe (12) die erforderlichen Zug- und Druckkräfte übertragen kann.
Abgasklappeneinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Bowden-Zug (22) Druckkräfte von mindestens 50 N, insbesondere mindestens 100 N und besonders bevorzugt mindestens 150 N übertragen kann.
Abgasklappeneinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckkräfte bei einer Auskraglänge von bis zu 80 mm, zumindest von bis zu 40 mm übertragbar sind.
Abgasklappeneinrichtung nach einem der Ansprüche 1–3, dadurch gekennzeichnet, dass der Bowden-Zug (22) eine mehradrige Litze aufweist.
Abgasklappeneinrichtung nach einem der Ansprüche 1–4, dadurch gekennzeichnet, dass der Bowden-Zug einen Innendraht aufweist, der spiralförmig von mindestens einem Außendraht umgeben ist.
Abgasklappeneinrichtung nach einem der Ansprüche 1–5, dadurch gekennzeichnet, dass der Bowden-Zug (22) eine Ummantelung mit einer Gleitbeschichtung, insbesondere einer Teflonbeschichtung an der Innenseite aufweist.
Abgasklappeneinrichtung nach einem der Ansprüche 1–6, gekennzeichnet durch mindestens ein Halteelement (36) zur Lagefixierung des Bowden-Zugs (22).
Abgasklappeneinrichtung nach einem der Ansprüche 1–7, dadurch gekennzeichnet, dass die Stelleinrichtung (24) einen Elektromotor aufweist.
Abgasklappeneinrichtung nach einem der Ansprüche 1–8, dadurch gekennzeichnet, dass die Stelleinrichtung (24) mit einer Steuereinrichtung zum Anordnen der Abgasklappe (12) auch in Zwischenpositionen verbunden ist.
Abgasklappeneinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Steuereinrichtung ein Positionssensor zum Bestimmen der Position der Abgasklappe (12) verbunden ist.
Abgasklappeneinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Positionssensor mit dem Elektromotor verbunden ist.