DE102007003315A1 - Stelleinrichtung für Abgasklappen - Google Patents

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DE102007003315A1
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Stefan Keul
Carmelo Gutierrez
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Stelleinrichtung zur Betätigung von zumindest zwei innerhalb einer Abgaseinrichtung eines Verbrennungsmotors schwenkbar gelagerten Abgasklappen, an denen zum Einleiten einer Rotationsbewegung jeweils zumindest ein kraftübertragendes Zug-Druckmittel (20, 22) angelenkt ist, wobei zwischen einer elektromotorischen Antriebseinheit (10) und den Zug-Druckmitteln (20, 22) eine Kopplungseinrichtung (30) zur Wandlung einer antriebsseitigen Rotationsbewegung in eine auf zumindest zwei Zug-Druckmittel (20, 22) gleichzeitig einwirkende Translationsbewegung vorgesehen ist (Figur 4).

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Stelleinrichtung zur Betätigung von zumindest zwei innerhalb einer Abgaseinrichtung eines Verbrennungsmotors schwenkbar gelagerten Abgasklappen.
  • Stand der Technik
  • Ventil- oder Klappenvorrichtungen zur Veränderung des Strömungswegs von Abgasen eines Verbrennungsmotors in einer Abgaseinrichtung, wie etwa in einer Auspuffanlage von Kraftfahrzeugen, sind als solche im Stand der Technik hinlänglich bekannt. Insbesondere bei Verbrennungsmotoren mit mehr als sechs Zylindern werden abhängig von bestimmten Fahrsituationen einzelne Zylinder abgeschaltet. Im Abgasstrang verstellbar angeordnete Abgasklappen dienen hier zur Aufrechterhaltung eines erforderlichen Gegendrucks in der Abgaseinrichtung.
  • Ferner ist es möglich, mit Hilfe von verstellbaren Abgasklappen das Motorengeräusch zu beeinflussen, sodass sich dieses bei den unterschiedlichen Betriebszuständen des Motors mit unterschiedlich ab- oder zugeschalteten Zylindern nur geringfügig und kaum wahrnehmbar ändert.
  • Aus der DE 10 2004 061 381 A1 ist eine Abgasklappeneinrichtung bekannt, bei welcher eine mit der Klappenwelle verbundene Hebeleinrichtung mittels eines Bowdenzugs betätigbar ist. Der Bowdenzug kann hierbei angeblich die zum Öffnen und Schließen der Abgasklappe erforderlichen Zug- und Druckkräfte übertragen.
  • Vor allem in dem Bereich, in welchem das innere Drahtseil keine Ummantelung aufweist, wird es schon bei nur leichten Druckbeanspruchungen einer Verformung unterliegen, anstatt die vom Bowdenzug übertragbaren Druckkräfte verlustfrei auf die Hebeleinrichtung zu übertragen.
  • Zudem sind für ein bidirektionales Drehen der Abgasklappe mehrere, in unterschiedliche Richtungen kraftübertragende Elemente erforderlich oder die Klappeneinrichtung ist mit einem Rückstellelement zu versehen, welches einem auf die Klappe einwirkenden Zugmittel entgegenwirkt.
  • Problem
  • Insbesondere bei solchen Abgaseinrichtungen, bei welchen mehrere oftmals auch in unterschiedlichen Abgassträngen vorgesehene Abgasklappen schwenkbar angeordnet sind muss für jede zu betätigende Abgasklappe jeweils gesondert eine Stelleinrichtung vorgesehen werden, die mittels eines kraftübertragenden Elements mit der Abgasklappe mechanisch gekoppelt ist. Die Implementierung jeweils einer einen Stellantrieb aufweisenden Stelleinrichtung für je eine zu betätigende Abgasklappe ist naturgemäß relativ kostenintensiv und aufwendig in der Montage. Zudem wird ein dementsprechend hohes Maß an Bauraum benötigt.
  • Aufgabe
  • Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Stelleinrichtung zur Betätigung von mehreren in einer Abgaseinrichtung gelagerten Abgasklappen zur Verfügung zu stellen, die einerseits mit möglichst wenigen mechanisch beweglichen Teilen implementiert werden kann und hinsichtlich Bauraumanforderungen optimiert ist. Zudem soll die Erfindung eine unter Kosten- und Montageaspekten optimierte Stelleinrichtung für mehrere Abgasklappen einer Abgaseinrichtung zur Verfügung stellen.
  • Erfindung und vorteilhafte Wirkungen
  • Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird mit Hilfe einer Stelleinrichtung gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Die erfindungsgemäße Stelleinrichtung ist zur Betätigung von zumindest zwei innerhalb einer Abgaseinrichtung eines Verbrennungsmotors schwenkbar gelagerten Abgasklappen ausgebildet. An jeder der Abgasklappen bzw. an der Abgasklappenwelle ist zum Einleiten einer Rotationsbewegung auf die Abgasklappe jeweils zumindest ein kraftübertragendes Zug-Druckmittel angelenkt, welches die von einem Antrieb zur Verfügung gestellte Kraft auf die Welle der Abgasklappe überträgt. Gemäß der Erfindung ist zwischen einer elektromotorischen Antriebseinheit der Stelleinrichtung und den Zug-Druckmitteln eine Kopplungseinrichtung vorgesehen, die zur Wandlung einer antriebsseitigen Rotationsbewegung, welche üblicherweise vom elektromotorischen Antrieb zur Verfügung gestellt wird, in eine auf zumindest zwei Zug-Druckmittel gleichzeitig einwirkende Translationsbewegung ausgebildet ist.
  • Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Kopplungseinrichtung kann eine vom elektromotorischen Antrieb zur Verfügung gestellte Rotationsbewegung gleichzeitig an zwei unterschiedliche Zug-Druckmittel gekoppelt werden, welche infolge der Rotationsbewegung einer translatorische Bewegung unterzogen werden können. Die beiden Zug-Druckmittel sind mit ihrem der Kopplungseinrichtung abgewandten Endabschnitt typischerweise an unterschiedlichen Abgasklappeneinrichtungen angelenkt.
  • Diese Kopplung mehrerer Abgasklappen an eine gemeinsame Kopplungseinrichtung birgt ein Einsparungspotenzial hinsichtlich der für die Betätigung der Abgasklappen erforderlichen Antriebe. Somit können mit nur einem einzigen Elektromotor mehrere, zumindest aber zwei Abgasklappen zeitgleich, synchron oder aber auch asynchron oder gegenläufig betätigt werden. Die Art der Betätigung, bzw. ein der einzelnen Klappen ist durch die abtriebsseitige Kopplung des jeweiligen Zug-Druckmittels mit der zu betätigenden Klappe definiert.
  • Nach einer ersten vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Kopplungseinrichtung abtriebsseitig zur Erzeugung zweier entgegengesetzter Translationsbewegungen ausgebildet. Folglich überträgt die Kopplungseinrichtung ein von der elektromotorischen Antriebseinheit zur Verfügung gestelltes Drehmoment in eine auf ein Zug-Druckmittel einwirkende Zugkraft und gleichzeitig auf das andere Zug-Druckmittel einwirkende Druckkraft.
  • Weiterhin ist vorgesehen, dass die Kopplungseinrichtung zur Wandlung einer vom Antrieb bereitgestellten Rotationsbewegung in zwei in Axialrichtung entgegengesetzt gerichtete Translationsbewegungen vorgesehen ist. Die von der Kopplungseinrichtung zur Verfügung gestellten und auf die daran angelenkten Zug-Druckmittel übertragbaren Translationsbewegungen verlaufen bezogen auf eine Welle der elektromotorischen Antriebseinheit in axialer Richtung, vorzugsweise entgegengesetzt.
  • Nach einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Kopplungseinrichtung ein mit einer Antriebswelle der elektromotorischen Antriebseinheit verbundenes Stellelement aufweist. Dieses ist mit zwei axial voneinander beabstandeten Mitnehmern gekoppelt, die infolge einer Rotation des Stellelements einer zueinander entgegengesetzten Axialverschiebung unterliegen. Die beiden axial beabstandet am Stellelement gelagerten Mitnehmer sind hierbei mit den Zug-Druckmitteln verbunden und ermöglichen so die Erzeugung zweier entgegengesetzter translatorischer und kraftübertragender Bewegungen.
  • Weiterhin ist vorgesehen, dass die an der Kopplungseinrichtung angebundenen Zug-Druckmittel als flexible Betätigungszüge ausgebildet sind, welche sich im Bereich der Anbindung an das gemeinsame Stellelement in Axialrichtung erstrecken. Hierbei sind die freien Enden und insbesondere die Innenzüge der Betätigungszüge über die jeweiligen Mitnehmer an das Stellelement gekoppelt. Die an die axial beabstandet angeordneten Mitnehmer gekoppelten Betätigungszüge erstrecken sich vorzugsweise in entgegengesetzte Richtungen.
  • Es ist jedoch auch denkbar, die als Betätigungszüge ausgebildeten Zug-Druckmittel parallel zu führen. Bei einer solchen Konfiguration werden in einer ersten Drehrichtung des Stellelementes die beiden Mitnehmer aufeinander zu bewegt, so dass an einem der Zug-Druckmittel eine Zugkraft und am anderen Zug-Druckmittel eine Druckkraft anliegt.
  • Ebenso ist nach der Erfindung eine antiparallele Führung bzw. Anbindung der Betätigungszüge an die Mitnehmer vorgesehen, so dass bei einer Rotationsbewegung des Stellelements, bei welcher die Mitnehmer aufeinander zu bewegt werden, auf beide mit den Mitnehmern verbundene Betätigungszüge eine Zugkraft und bei einer entgegengesetzten Drehrichtung des Stellelementes, welche in einer Vergrößerung des axialen Abstandes der Mitnehmer mündet, eine Druckkraft auf die Züge übertragen wird.
  • Die Erfindung ist keinesfalls auf flexible Betätigungszüge als Zug-Druckmittel beschränkt. Es können vielmehr auch anders geartete Zug- und Druckkräfte übertragende Elemente, wie etwa Zug-Druckgestänge vorgesehen werden.
  • Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist das Stellelement als Gewindespindel mit einem ein Rechtsgewinde aufweisenden Abschnitt und einem ein Linksgewinde aufweisenden Abschnitt ausgebildet. Diese unterschiedlich gearteten Gewindeabschnitte der Gewindespindel sind in Axialrichtung aneinander angrenzend am Stellelement vorgesehen.
  • Von Vorteil weisen die mit dem Stellelement in Eingriff stehenden Mitnehmer eine mit dem jeweiligen Gewindeabschnitt des Stellelements korrespondierende Gewindebohrung auf. Der am Rechtsgewindeabschnitt der Gewindespindel angelenkte Mitnehmer weist ein Rechtsgewinde auf und der am Linksgewindeabschnitt der Gewindespindel vorgesehene Mitnehmer weist ein damit korrespondierendes Linksgewinde auf. Mittels des Spindelantriebs und der gegenläufigen Gewindeabschnitte kann eine Rotationsbewegung der Antriebswelle in zwei gegenläufige translatorische Bewegungen der Mitnehmer übertragen werden.
  • Die Anordnung von Links- und Rechtsgewinde auf einem Antriebselement, führt zu einer Egalisierung der Betätigungskräfte. Es werden dadurch keine Betätigungskräfte auf die Axiallager des Antriebsmotors übertragen. Dies reduziert den Verschleiss und führt zu einer höheren Lebensdauer des Antriebsmotors bzw. wird dadurch der Einsatz einer kompakteren Antriebseinheit ermöglicht.
  • Für die Mitnehmer ist weiterhin eine Zwangsführung vorgesehen, die die Mitnehmer und/oder die daran angebundenen Zug-Druckmittel in Axialrichtung zur Antriebswelle oder zum Stellelement fixieren. Auf diese Art und Weise wird vermieden, dass sich die Mitnehmer bei einer krafteinleitenden Rotationsbewegung des Stellelements um dieses herum drehen.
  • Von Vorteil sind die mit dem Stellelement in Eingriff stehenden Mitnehmer in unterschiedlichen radialen Richtungen an das Stellelement angebunden. Die Mitnehmer können einen in Radialrichtung zur Antriebswelle verlaufenden Verbindungssteg zur Verfügung stellen, wobei die Radialerstreckung der Mitnehmer bezogen auf die Drehachse der Antriebswelle oder des Stellelementes diametral gegenüberliegend ausgerichtet sein kann.
  • Darüber hinaus sind weitere beliebige Winkelpositionen der Radialerstreckung der Mitnehmer denkbar. Von Vorteil sind die Mitnehmer mit ihren sich in Radialrichtung erstreckenden Stegen in Axialrichtung gesehen im Wesentlichen nicht überlappend zueinander ausgerichtet bzw. angeordnet. Somit wird vermieden, dass etwaige am jeweiligen Mitnehmer in Axialrichtung zum jeweils anderen Mitnehmer überstehende Anbindungspunkte bei einem translatorischen Zusammenführen der Mitnehmer miteinander kollidieren.
  • Folglich können die beiden Mitnehmer jeweils bis an den anders gearteten Gewindeabschnitt der Gewindespindel verfahren werden. Beide Mitnehmer können somit nahezu vollständig auf ihrem zugeordneten Gewindeabschnitt durch eine entsprechende Rotationsbewegung der Gewindespindel verschoben werden.
  • Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist an jedem Mitnehmer eine radial vom Stellelement beabstandete Aufnahmebuchse zur Aufnahme oder Befestigung eines Endabschnitts des Zug-Druckmittels vorgesehen. Die Anbindung des Zug-Druckmittels an dem jeweiligen Mitnehmer und die Kopplung zum Stellelement erfolgt somit über einen sich im Wesentlichen in Radialrichtung erstreckenden Mitnehmersteg.
  • Nach einer Weiterbildung der Erfindung weisen die an den Mitnehmern vorgesehenen Aufnahmebuchsen zwei formschlüssig miteinander verbindbare Halbschalen aus Kunststoff auf. Diese vorzugsweise rastend oder einrastend miteinander verbindbaren Halbschalen ermöglichen eine einfache Befestigung und Montage des Betätigungszuges am Mitnehmer. Hierbei ist vorgesehen, dass insbesondere der Innenzug des Betätigungszuges innerhalb einer der beiden Halbschalen angelenkt wird und eine Verbindung bzw. Kopplung zwischen Aufnahmebuchse und Betätigungszug durch simples Aufclipsen der anderen Halbschale erfolgt.
  • Weitere Befestigungsmittel, wie etwa Schrauben oder dergleichen sind folglich zur Befestigung oder Anlenkung des Betätigungszuges am Mitnehmer nicht erforderlich.
  • Die Fertigung der beiden die Aufnahmebuchse bildenden Halbschalen aus Kunststoff ist unter Kostenaspekten und hinsichtlich einer Gewichtseinsparung gegenüber Metallteilen von Vorteil.
  • Nach einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Kopplung oder Anbindung eines Zug-Druckkabels eines als Betätigungszug ausgebildeten Zug-Druckmittels an der Aufnahmebuchse des Mitnehmers mittels zumindest einem Federelement erfolgt. Der Betätigungszug ist demnach nicht starr an die Aufnahmebuchse bzw. an den mit dem Stellelement in Wirkverbindung stehenden Mitnehmer gekoppelt. Das Federelement ermöglicht insbesondere eine Ausgleichsbewegung, um beispielsweise die gesamte Stelleinrichtung unter Vorspannung zu halten, sodass ein spielfreier Betrieb der Stelleinrichtung und eine entsprechend spielfreie Betätigung der mit den Zug-Druckmitteln verbundenen Abgasklappen erfolgen kann.
  • Nach einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass zur Vorspannung des Betätigungszuges der Endabschnitt des Zug-Druckkabels zwischen zwei axial beabstandeten Stirnseiten der Aufnahmebuchse zu liegen kommt und mit jeder dieser Stirnseiten über jeweils ein zwischen Stirnseite und dem Kabelabschnitt angeordneten Federelement gekoppelt ist. Auf diese Art und Weise wird für jede Translationsrichtung des Mitnehmers, egal ob Zug- oder Druckbeanspruchung eine federbelastete Kopplung zwischen Betätigungszug und Mitnehmer zur Verfügung gestellt.
  • Die beiden Federelemente können beispielsweise als Druckfedern ausgebildet sein und können so einen scheibenartig ausgebildeten Endabschnitt des Betätigungszuges in beiden vorgesehenen Translationsrichtungen mit einer Federwegreserve ausstatten.
  • Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das als Gewindespindel ausgebildete Stellelement aus Kunststoff gefertigt und ist direkt mit einer Motorwelle des Antriebs verbunden. Die Verbindung zwischen der antriebsseitigen Motorwelle und der Gewindespindel kann durch eine Verformung, insbesondere durch Aufpressen der Kunststoffgewindespindel auf die Antriebswelle des Motors erfolgen.
  • Aufgrund der erfindungsgemäßen Kopplung einer Rotationsbewegung in zwei gleichgeartete oder zueinander entgegengesetzte Translationsbewegungen mit Hilfe einer Gewindespindel und entsprechender jeweils korrespondierende Gegengewinde aufweisenden Mitnehmer kann aktuatorseitig eine Stelleinrichtung zur Betätigung mehrerer Abgasklappen zur Verfügung gestellt werden, bei welcher eine Kraftumwandlung mit einer geringen Anzahl beweglicher Funktionsteile unter Einsparung eines Übersetzungsgetriebes erfolgen kann. Zudem ermöglicht die erfindungsgemäße Kopplung mehrerer Abgasklappen an einer gemeinsamen Antriebseinrichtung eine Einsparung elektromotorischer Antriebseinheiten.
  • Die Erfindung ist keineswegs auf eine Implementierung mittels einer Gewindespindel und daran angeordneter Mitnehmer beschränkt. Vielmehr ist auch denkbar, die Betätigungszüge an Mitnehmer anzulenken, die nicht auf einer gemeinsamen, sondern auf parallel zueinander verlaufenden Gewindespindeln angeordnet sind. Diese vorzugsweise parallel zueinander verlaufenden Gewindespindeln sind derart voneinander beabstandet und weisen bspw. an einem Abschnitt ein oder mehrere Zahnräder auf, welche diametral gegenüberliegend mit einem mit der Antriebswelle des Motors verbundenen Zahnrad kämen. Eine solche Ausgestaltung ermöglicht eine Erzeugung zweier entgegengesetzter Rotationsbewegungen der parallel zueinander angeordneten Gewindespindeln. Je nach Anforderungsprofil können diese gleichgeartete oder entgegengesetzte Gewinderichtungen aufweisen und jeweils mit einem oder mit mehreren an Betätigungszüge koppelbare Mitnehmern in mechanischer Wirkverbindung stehen.
  • Weiterhin oder alternativ kann vorgesehen werden, das mit der Motorwelle verbundene Stellelement als Zahnrad auszubilden, welches mit zwei an gegenüberliegenden Seiten der Motorwelle parallel angeordneten oder parallel verlaufenden Zahnstangen kämmt. Diese beiden Zahnstangen verlaufen somit bezogen auf die Motorwelle in Axialrichtung und im Wesentlich parallel zueinander.
  • Aufgrund der Anordnung der Zahnstangen an gegenüberliegenden Seiten der Motorwelle, bzw. des Zahnrades, werden bei einer Rotation der Welle einander gegenläufige oder entgegengerichtete Translationsbewegungen der Zahnstangen hervorgerufen. Erfindungsgemäß sind diese beiden Zahnstangen jeweils mit zumindest einem Endabschnitt eines Betätigungszuges gekoppelt, welcher wiederum mit zumindest einer zu betätigenden Abgasklappe in Wirkverbindung steht.
  • Ausführungsbeispiel
  • Weitere Ziele, Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der Zeichnungen. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger sinnvoller Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
  • Es zeigen:
  • 1 eine perspektivische Ansicht der Stelleinrichtung mit einem Elektromotor und zwei Betätigungszügen,
  • 2 eine Darstellung gemäß 1 im Querschnitt,
  • 3 eine Seitenansicht der Stelleinrichtung und
  • 4 eine Ansicht gemäß 2, teils geschnitten,
  • 5 eine schematische Darstellung einer alternativen Ausführungsform einer Stelleinrichtung.
  • Die in den 1 bis 4 gezeigte Stelleinrichtung weist einen elektromotorischen Antrieb 10 mit einer Motorwelle 18 auf. Auf dieser Motorwelle 18 ist ein als Gewindespindel 12 ausgebildetes Stellelement angeordnet. Die Verbindung zwischen der Gewindespindel 12 und der Motorwelle 18 erfolgt vorzugsweise durch Aufpressen oder Verpressen. Die Gewindespindel kann zur Gewichts- und Kostenreduzierung aus Kunststoff gefertigt sein. Sie weist in Axialrichtung zwei unterschiedlich geartete Gewindeabschnitte 13 und 15 auf. Der Gewindeabschnitt 13 ist bspw. als Linksgewinde ausgebildet, während der Gewindeabschnitt 15 als Rechtsgewinde ausgebildet ist.
  • An den unterschiedlich ausgestalteten Gewindespindelabschnitten 13, 15 ist jeweils ein mit einem entsprechenden Gegengewinde ausgestatteter und mit dem jeweiligen Gewindeabschnitt 13, 15 der Spindel 12 in Eingriff stehender Mitnehmer 14, 16 angeordnet.
  • Durch eine Rotationsbewegung der Gewindespindel 12 werden zueinander entgegengesetzte Translationsbewegung auf die beiden Mitnehmer 14, 16 übertragen. Dreht der mit Links- und Rechtslauf ausgestattete Motor 10 etwa in eine Drehrichtung, so bewegen sich die beiden Mitnehmer 14, 16 aufeinander zu. Dreht der Motor 10 in die andere Richtung, werden die beiden Mitnehmer 14, 16 voneinander weg bewegt.
  • Die beiden Mitnehmer 12, 14 haben eine kurbelähnliche Gestalt und erstrecken sich unter unterschiedlichen Winkeln in Radialrichtung von der Gewindespindel 12, was insbesondere in 2 deutlich zu erkennen ist. Die an den Mitnehmern 12, 14 angeordneten Aufnahmebuchsen 32, 34 sind zur Anbindung bzw. zur Anlenkung der beiden sich in unterschiedlichen Richtungen erstreckenden Betätigungszüge 20, 22 ausgebildet.
  • Die Aufnahmebuchsen 32, 34 sind insbesondere zweiteilig aufgebaut. Sie weisen beispielsweise zwei halbzylindrische Schalen auf, welche formschlüssig, bzw. rastend miteinander verbunden werden können. Bei der Montage der Stelleinrichtung kann ein Endabschnitt des Betätigungszuges 20, 22 in die mit dem jeweiligen Mitnehmer 12, 14 fest verbundene Halbschale eingelegt werden. Durch Aufclipsen der jeweils anderen Halbschale kann das Ende des Betätigungszuges in einfacher Art und Weise an der Aufnahmebuchse befestigt werden.
  • Die Radialerstreckung der kurbelartig ausgebildeten Mitnehmer bzw. deren Ausrichtung zueinander ist so gewählt, dass die den jeweiligen Betätigungszug 20, 22 aufnehmenden Aufnahmebuchsen 32, 34 in Axialrichtung nicht überlappend angeordnet sind. Diese Konfiguration ist unter anderem recht deutlich in 2 zu erkennen. Die Radialerstreckung der beiden axial voneinander beabstandeten Mitnehmer 12, 14 ist dergestalt, dass die Aufnahmebuchsen 32, 34 auch bei einem nur geringen axialen Abstand der Mitnehmer 12, 14 aneinander vorbeigeführt werden können. Eine solche Konfiguration zeigen zum Beispiel auch die 3 und 4 in einer Draufsicht bzw. Seitenansicht.
  • Wie in 4 angedeutet, kommt ein im Querschnitt T-förmiger oder scheibenartig ausgebildeter Endabschnitt des Betätigungszuges 22 inmitten der Aufnahmebuchse 34 zu liegen. Links und rechts dieses Endabschnitts des Betätigungszuges und angrenzend zu den axialen Stirnflächen der Aufnahmebuchse ist jeweils ein Federelement 24, 26 vorgesehen. Diese beiden Federelemente, welche vorzugsweise als Druckfedern ausgebildet sind, bringen eine erforderliche Zu- bzw. Aufhaltekraft am Anschlag zur Vorspannung der Betätigungszüge 20, 22 permanent auf.
  • In 5 ist eine alternative Ausführungsform einer Stelleinheit dargestellt. Diese, vereinfachte Darstellung, zeigt das Prinzip einer Stelleinheit, bei der zwei Zahnstangen 36, 38 gegenläufig angetrieben werden. Der Antrieb der Zahnstangen erfolgt über ein Zahnrad 19, welches mit beiden Zahnstangen 36, 38 in Eingriff steht. Die Zahnstangen 36, 38 befinden sich jeweils an gegenüberliegenden Seiten des Zahnrades 19. Das Zahnrad 19 wird von einem Elektromotor, ggf. unter Zwischenschaltung eines Getriebes, angetrieben. An den Zahnstangen 36, 38 ist jeweils ein Betätigungszug 20, 22 angebunden. Eine Drehbewegung des Zahnrads 19 erzeugt eine gegenläufige Bewegung der Zahnstangen 36, 38. Durch die an die Zahnstangen 36, 38 angebundenen Betätigungszüge 20, 22, die ihrerseits wiederum mit den Abgasklappen bzw. den Abgasklappenwellen gekoppelt sind, erfolgt entsprechend der Drehrichtung des Zahnrades 19 eine Betätigung der Abgasklappen.
  • In einer weiteren Ausgestaltung der Vorrichtung ist vorgesehen, dass unter Zwischenschaltung von Federelementen, die bspw. zwischen Zahnstange 36, 38 und Außenhülle der Betätigungszüge 20, 22 angeordnet werden, eine spielfreie und synchrone Betätigung der Abgasklappen zu ermöglichen.
  • 10
    Elektromotor
    12
    Gewindespindel
    13
    Linksgewindeabschnitt
    14
    Mitnehmer
    15
    Rechtsgewindeabschnitt
    16
    Mitnehmer
    18
    Antriebswelle
    19
    Zahnrad
    20
    Betätigungszug
    22
    Betätigungszug
    24
    Druckfeder
    26
    Druckfeder
    30
    Kopplungseinrichtung
    32
    Aufnahmebuchse
    34
    Aufnahmebuchse
    36
    Zahnstange
    38
    Zahnstange
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 102004061381 A1 [0004]

Claims (15)

  1. Stelleinrichtung zur Betätigung von zumindest zwei innerhalb einer Abgaseinrichtung eines Verbrennungsmotors schwenkbar gelagerten Abgasklappen, an denen zum Einleiten einer Rotationsbewegung jeweils zumindest ein kraftübertragendes Zug-Druckmittel (20, 22) angelenkt ist, wobei zwischen einer elektromotorischen Antriebseinheit (10) und den Zug-Druckmitteln (20, 22) eine Kopplungseinrichtung (30) zur Wandlung einer antriebsseitigen Rotationsbewegung in auf zumindest zwei Zug-Druckmittel (20, 22) gleichzeitig einwirkende Translationsbewegungen vorgesehen ist.
  2. Stelleinrichtung nach Anspruch 1, wobei die Kopplungseinrichtung (30) abtriebsseitig zur Erzeugung von zumindest zwei entgegengerichteten Translationsbewegungen ausgebildet ist.
  3. Stelleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kopplungseinrichtung (30) zur Wandlung einer vom Antrieb (10) bereitgestellten Rotationsbewegung in zwei in Axialrichtung entgegengesetzt gerichteten Translationsbewegungen vorgesehen ist.
  4. Stelleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kopplungseinrichtung (30) ein mit einer Antriebswelle (18) der elektromotorischen Antriebseinheit (10) verbundenes Stellelement (12) aufweist, welches mit zwei axial voneinander beabstandeten Mitnehmern (14, 16) gekoppelt ist, die infolge einer Rotation des Stellelements (12) einer Axialverschiebung unterliegen.
  5. Stelleinrichtung nach Anspruch 4, wobei an jedem der Mitnehmer (14, 16) jeweils ein Endabschnitt eines mit jeweils einer Abgasklappe in Wirkverbindung stehenden Zug-Druckmittels (20, 22) angeordnet ist.
  6. Stelleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 4 oder 5, wobei das Stellelement (12) als Gewindespindel mit einem ein Rechtsgewinde (15) aufweisenden Abschnitt und einem ein Linksgewinde (13) aufweisenden Abschnitt ausgebildet ist.
  7. Stelleinrichtung nach Anspruch 6, wobei die Mitnehmer (14, 16) eine mit dem jeweiligen Gewindeabschnitten (13, 15) des Stellelements (12) korrespondierende Gewindebohrung aufweisen.
  8. Stelleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 4 bis 7, wobei die Mitnehmer (14, 16) und/oder die daran angebundenen Zug-Druckmittel (20, 22) in Axialrichtung zwangsgeführt sind.
  9. Stelleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 4 bis 8, wobei die mit dem Stellelement (12) in Eingriff stehenden Mitnehmer (14, 16) in unterschiedlichen radialen Richtungen an das Stellelement (12) angebunden sind.
  10. Stelleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 4 bis 9, wobei an jedem Mitnehmer (14, 16) zumindest eine radial vom Stellelement (12) beabstandet angeordnete Aufnahmebuchse (32, 34) für je einen Endabschnitt des Zug-Druckmittels (20, 22) vorgesehen ist.
  11. Stelleinrichtung nach Anspruch 10, wobei die Aufnahmebuchsen (32, 34) zwei formschlüssig miteinander verbindbare Halbschalen aus Kunststoff aufweist.
  12. Stelleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 10 oder 11, wobei die Kopplung oder Anbindung eines Zug-Druckkabels eines als Betätigungszug (20, 22) ausgebildeten Zug-Druckmittels an der Aufnahmebuchse (32, 34) mittels zumindest einem Federelement (24, 26) erfolgt.
  13. Stelleinrichtung nach Anspruch 12, wobei zur Vorspannung des Betätigungszuges (20, 22) der Endabschnitt des Zug-Druckkabels zwischen den beiden axialen Stirnseiten der Aufnahmebuchsen (32, 34) zu liegen kommt und mit jeder dieser Stirnseiten über jeweils ein zwischen Stirnseite und dem Kabelendabschnitt angeordnetes Federelement (24, 26) gekoppelt ist.
  14. Stelleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6 bis 13, wobei das als Gewindespindel ausgebildete Stellelement (12) aus Kunststoff besteht und direkt mit einer Motorwelle (18) des Antriebs drehfest verbunden ist.
  15. Stelleinrichtung nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei das Stellelement als ein mit einer Motorwelle verbundenes Zahnrad (19) ausgebildet ist, welches mit zwei an gegenüberliegenden Seiten der Motorwelle parallel angeordneten Zahnstangen (36, 38) kämmt.
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