DE102005004532A1 - Klappe zum Verschließen und Öffnen eines Kanals - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Klappe mit einem Klappenrahmen, welcher die Klappe umschließt. An diesem Klappenrahmen ist ein erstes Lager für die Klappe vorgesehen sowie ein zweites Lager, wobei wenigstens eines der Lager ein Kugellager ist und wobei an dem Klappenrahmen ein Gehäuseoberteil über eine Schnappverbindung befestigt ist. Am Gehäuseoberteil ist ein Stützarm vorgesehen, welcher die Klappenachse übergreift. Wenigstens eine Stirnseite der Klappenachse steht in Kontakt mit einer Stützfläche des Stützarmes bzw. es ist zwischen Stützfläche und Stirnseite ein geringer Luftspalt eingestellt, der eine nahezu spielfreie axiale Lagerung der Klappe gewährleistet.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft eine Klappe zum Verschließen und Öffnen eines Kanals, insbesondere in einer Ansauganlage einer Brennkraftmaschine, nach dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 1.
  • Eine solche Klappe ist der EP 0 736 137 B1 zu entnehmen. Es handelt sich um ein Kunststoffbauteil, das in einer Ansauganlage einer Brennkraftmaschine angeordnet ist. Dieses auch als Schaltwalze bezeichnete Bauteil ist an beiden Enden mit Wellenstümpfen versehen, von denen ein Wellenstumpf über eine Nadelhülse in einem Flansch gelagert ist und der andere Wellenstumpf an einer Stirnwand eines Bauteils angeschraubt ist. Auf einem Wellenstumpf ist ein Hebel angebracht, der mit einer Unterdruckdose verbunden wird. Über diesen Hebel wird die Schaltwalze gedreht.
  • Ein Nachteil dieser Vorrichtung liegt darin, dass eine Verschraubung der Schaltwalze erforderlich ist, damit kein Axialspiel entsteht. Diese Verschraubung ist einerseits aufwendig, andererseits besteht die Gefahr, dass durch diese axiale Fixierung Reibung entsteht, die zu einer Schwergängigkeit des Systems führt. Durch diesen Aufbau ist die Systemverfügbarkeit nicht unter allen Betriebsbedingungen gewährleistet.
    •
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die genannten Nachteile zu vermeiden und eine Klappe zum Verschließen und Öffnen eines Kanals zu schaffen, welche zuverlässig arbeitet und wirtschaftlich aufgebaut werden kann.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Kennzeichnens des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Der wesentliche Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die axiale Fixierung nicht über Schraubverbindungen oder über Nut-Feder-Verbindungen erfolgt, sondern ein gehäusefester Stützarm vorgesehen ist, der punktuell oder über eine sehr kleine Stützfläche die Klappenwelle axial abstützt. Dies erleichtert in erheblicher Weise die Montage der Klappe, sie wird lediglich eingeschoben und benötigt keine axialen Lagerkomponenten. Während an der einen Seite der Klappenwelle die axiale Lagerung über den gehäusefesten Stützarm erfolgt, kann auf der anderen Seite die Lagerung beispielsweise über ein Spitzenlager oder über ein Radiallager mit axialer Begrenzung erfolgen.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird die Klappe mit einem Antriebshebel und einer daran angeordneten Antriebsstange bewegt, wobei eine Unterdruckdose zur Erzeugung einer Linearbewegung für den Antrieb vorgesehen ist. Im Kraftfahrzeugbau hat sich eine solche Unterdruckdose bewährt, sie setzt eine Unterdruckänderung in eine Bewegungskomponente um und arbeitet mit einer hohen Zuverlässigkeit.
  • Weiterbildungsgemäß ist die radialwirksame Lagerung wenigstens ein Kugellager. Eine Abdichtung des Kugellagers kann über eine entsprechende Abdichtlippe erfolgen.
  • In einer Ausgestaltung der Erfindung besteht das Gehäuse bzw. Gehäuseteile aus thermoplastischem Kunststoff. Sofern der Stützarm ebenfalls aus thermoplastischem Kunststoff besteht, kann dieser über eine Verschweißung an dem Gehäuse fixiert werden.
  • Selbstverständlich besteht auch die Möglichkeit, den Stützarm mit einer Schraubverbindung oder einer Rastverbindung an dem Gehäuse anzuordnen. Bei einer Schweißverbindung bietet sich das Reib- oder Ultraschallschweißen an.
  • Diese und weitere Merkmale von bevorzugten Weiterbildungen der Erfindung gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und der Zeichnung hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei der Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird.
    •
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Weitere Einzelheiten der Erfindung werden in der Zeichnung anhand von schematischen Ausführungsbeispielen beschrieben. Hierbei zeigt
  • 1 eine dreidimensionale Darstellung einer Schaltklappe und
  • 2 eine Schnittdarstellung der Wellenlagerung.
  • Ausführungsform(en) der Erfindung
  • Die dreidimensionale Darstellung in 1 zeigt ein Gehäuse 10, welches einen Klappenrahmen 11 aufweist. Das Gehäuse 10 kann über die Befestigungsbohrungen 12, 13, 14, 15 an einer Ansauganlage einer Brennkraftmaschine fixiert werden. Das Gehäuse ist zweiteilig aufgebaut, wobei der Klappenrahmen mit dem Gehäuseoberteil 16 mit zwei Schnappverbindungselementen 17, 18 verrastet ist. Das Gehäuseoberteil 16 ist im Kontaktbereich mit dem Klappenrahmen 11 eingelegt und wird durch die definierten Konturen und durch die Schnappverbindungselemente 17, 18 justiert. An dem Gehäuseoberteil 16 ist eine Unterdruckdose 19 angeordnet. Diese Unterdruckdose weist einen Stößel 20 auf, der sich über eine entsprechende Ansteuerung mittels Unterdruck in axialer Richtung bewegt. Innerhalb des Klappenrahmens 11 befindet sich eine Klappe 21 zum Öffnen bzw. Verschließen eines Durchgangs oder eines Kanals. Der Kanal ist nicht dargestellt. In der hier gezeigten Stellung der Klappe 21 verläuft der Kanal senkrecht zu der Klappenebene in Pfeilrichtung „A". Die Klappe ist auf der Unterseite in einem Gleitlager 22, das durch den Klappenrahmen 11 gebildet wird, gelagert. An der Oberseite befindet sich ein Kugellager 26, welches in 2 näher erläutert wird. Die Ansteuerung der Klappe 21 erfolgt über einen Hebel 23, der sich an der Oberseite befindet. Das Zentrum des Hebels liegt unterhalb einer Abstützung 24. Der Hebel ist an seinem Angriffspunkt mit einem kugeligen Anschluss 25 ausgestattet. Über diesen Anschluss greift der Stößel 20 mit einer entsprechend geformten Öffnung. Die Verbindung wird durch das Einschnappen des Stößels 20 auf dem kugeligen Anschluss bewirkt.
  • Die 2 zeigt in einer Schnittdarstellung die Detaillösung für die axiale und radiale Lagerung der Klappe 21. An der Unterseite befindet sich das Gleitlager 22, im oberen Bereich ist ein Kugellager 26 vorgesehen. Dieses Kugellager liegt mit seinem Innenring auf der Klappenachse 27 auf. Ein Außenring ist nicht vorgesehen, die Kugeln liegen unmittelbar an einer Lagerfläche 28 des Klappenrahmens 11 an. Zur Abdichtung des Lagerspalts ist eine Abdichtlippe 29 in Form einer Profildichtung vorgesehen.
  • Die axiale Bewegung der Klappe 21 wird begrenzt durch die Abstützung 24, die mit dem Gehäuseoberteil 16 im Bereich 25 mit dem Klappenrahmen 11 verschweißt ist. Die Abstützung 24 weist der Achsenklappe zugewandt eine Stützfläche 30 auf, die einen geringen Abstand zu der Stirnseite 31 der Klappenachse zeigt. Damit wird ein geringfügiges axiales Lagerspiel erzielt, das einstellbar ist und sich insbesondere durch den Schweißvorgang für die Abstützung 24 definieren lässt. Sofern die Abstützung 24 gemeinsam mit dem Gehäuseoberteil 16 an den Klappenrahmen 11 angeklipst ist, erfolgt die Definition des axialen Spiels durch die konstruktive Ausgestaltung und die Bemessung zueinander.
  • Zur Gewichtsoptimierung der Klappe 21 weist die Klappenachse einen Hohlraum 32 auf. Gleichzeitig dient dieser auch zur kunststoffgerechten Gestaltung der Klappe selbst.

Claims (5)

  1. Klappe zum Verschließen und Öffnen eines Kanals, insbesondere in einer Ansauganlage einer Brennkraftmaschine, mit einer beidseitigen Lagerung, wobei auf einer Lagerseite ein Antrieb vorgesehen ist, wobei die Lagerung radial wirksam ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstützung der Klappenwelle in wenigstens eine axiale Richtung über einen gehäusefesten Stützarm erfolgt.
  2. Klappe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb über einen Antriebshebel und einer darin angeordneten Antriebsstange erfolgt, wobei eine Unterdruckdose zur Erzeugung einer Linearbewegung für den Antrieb vorgesehen ist.
  3. Klappe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die radialwirksame Lagerung wenigstens ein Kugellager ist und im Bereich des Kugellagers eine Abdichtlippe vorgesehen ist.
  4. Klappe nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützarm und das Gehäuse bzw. Gehäuseteile aus thermoplastischem Kunststoff bestehen und die Verbindung zwischen Stützarm und Gehäuse bzw. Gehäuseteile durch eine Schnappverbindung oder Reibschweißen erfolgt.
  5. Klappe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Klappenrahmen vorgesehen ist, welcher die Klappe umschließt, und an diesem Klappenrahmen ein erstes Lager für die Klappe vorgesehen ist sowie ein zweites Lager, wobei wenigstens eines der Lager ein Kugellager ist und wobei an dem Klappenrahmen ein Gehäuseoberteil über eine Schnappverbindung befestigt ist und an diesem Gehäuseoberteil ein Stützarm vorgesehen ist, welcher die Klappenachse übergreift und wobei wenigstens eine Stirnseite der Klappenachse in Kontakt mit einer Stützfläche des Stützarmes steht oder zwischen Stützfläche und Stirnseite ein geringer Luftspalt eingestellt ist, der eine nahezu spielfreie axiale Lagerung der Klappe gewährleistet.
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