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Die
Erfindung betrifft eine Abgasklappenvorrichtung für einen
Abgastrakt einer Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff von Patentanspruch
1 sowie ein Verfahren zum Justieren einer solchen Abgasklappenvorrichtung.
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Hinter
einem Turbolader in einem Abgastrakt einer Brennkraftmaschine anzuordnende
Abgasklappen sind allgemein bekannt. Sie dienen einerseits zur Aufrechterhaltung
des erforderlichen Gegendrucks im Abgasstrang bei Motoren mit Zylinderabschaltung und
andererseits zur Aufrechterhaltung einer bestimmten Mindesttemperatur
des Abgases bei Kraftwagen mit Dieselpartikelfiltern. Hier ist die
Abgastemperatur von besonderer Bedeutung, da bei zu tiefen Temperaturen
ein Zusetzen des Partikelfilters droht.
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Da
solche Systeme stark toleranzbehaftet sind, wobei sowohl in der
jeweiligen Stellmechanik als auch in der Steuerelektronik Toleranzen
auftreten, ist eine exakte Einstellung der Abgasklappe auf eine
gewünschte Position nicht immer gewährleistet. Um
dieses Problem zu umgehen, werden üblicherweise Softwarelösungen
eingesetzt, wobei in einer Steuerelektronik für die Abgasklappenvorrichtung aufwändig
Korrekturrechnungen nötig sind.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Abgasklappenvorrichtung nach
dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 so weiterzubilden, dass ein
einfacher Ausgleich von Toleranzen möglich wird. Der Erfindung
liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, ein einfach und kostengünstig
zu realisierendes Verfahren zum Justieren einer solchen Abgasklappenvorrichtung
bereitzustellen.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Abgasklappenvorrichtung mit den Merkmalen
des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Verfahren zum Justieren einer
solchen Abgasklappenvorrichtung mit den Merkmalen von Patentanspruch
6 gelöst.
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Eine
solche Abgasklappenvorrichtung für einen Abgastrakt einer
Brennkraftmaschine umfasst eine auf einer Klappenwelle schwenkbar
gelagerte Abgasklappe. Über ein Stellelement steht weiterhin eine
Stelleinrichtung zum Schwenken der Abgasklappe mechanisch mit der
Klappenwelle in Wirkverbindung. Erfindungsgemäß ist
vorgesehen, dass die Stelleinrichtung relativ zu der Klappenwelle
verstellbar angeordnet ist. Dies ermöglicht einen einfachen mechanischen
Toleranzausgleich, in dem bei der Montage der Abgasklappenvorrichtung
jeweilige Stellpositionen in der Stelleinrichtung direkt mit den korrespondierenden
Positionen der Abgasklappe korreliert werden können. Durch
eine Verstellung der Relativlage von Stelleinrichtung und Klappenwelle können
so den jeweiligen Stellpositionen der Stelleinrichtung problemlos
die gewünschten Abgasklappenpositionen zugeordnet werden.
Eine aufwändige rechnerische Korrektur der Toleranzen durch
eine selbst lernende Steuersoftware ist nicht nötig. Dadurch
wird weiterhin die Betriebssicherheit der Abgasklappenvorrichtung
erhöht, indem die Wahrscheinlichkeit von Elektronikausfällen
aufgrund der Systemkomplexität verringert wird.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform ist die Stelleinrichtung
auf einem Führungselement verschiebbar angeordnet. Dies
ermöglicht eine besonders einfache konstruktive Darstellung
der relativen Verstellbarkeit von Stelleinrichtung zur Klappenwelle.
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In
einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist ein Einstellelement
zum Einstellen einer Relativposition von Stelleinrichtung und Führungselement
vorgesehen. Bevorzugt handelt es sich hierbei um eine Einstellschraube.
Damit ist es möglich, die Verschiebbarkeit der Stelleinrichtung
auf dem Führungselement selbsthemmend auszuführen.
Eine Verschiebung der Stelleinrichtung auf dem Führungselement
ist nur möglich, wenn das Einstellelement entsprechend
bedient wird. Finden keine Veränderungen am Einstellelement
statt, so ist die Relativlage von Stelleinrichtung und Führungselement
fixiert, so dass keine unerwünschte Verstellung auftreten
kann.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst die
Stelleinrichtung einen pneumatischen Stellzylinder. Damit ist eine
besonders gute Betriebssicherheit der Abgasklappenvorrichtung gewährleistet,
da eine derartige pneumatische Stelleinrichtung nur einen geringen
Bedarf an beweglichen Teilen hat und somit betriebssicherer zu realisieren ist,
als beispielsweise ein Elektromotor.
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Die
Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Justieren einer Abgasklappenvorrichtung
der genannten Art. Dazu wird zunächst eine Endposition eines
Stellweges der Stelleinrichtung eingestellt. Im Falle der Verwendung
eines pneumatischen Stellzylinders wird dieser mit seinem maximalen
Druck beaufschlagt, so dass der Stellzylinder in seine Endposition
ausfährt. Im folgenden Schritt des Verfahrens wird eine
Relativlage der Stelleinrichtung zu der Klappenwelle so eingestellt,
dass sich die Abgasklappe in einer vollständig geschlossenen
Stellung befindet. Damit ist sichergestellt, dass beim vollständigen
Ausfahren der Stelleinrichtung in ihre Endposition tatsächlich
eine vollständig geschlossene Stellung der Abgasklappe
erreicht wird. Eventuelle Toleranzen des Systems, welche dies verhindern
würden, werden durch diesen Schritt auf einfachste Weise
ausgeglichen. Im folgenden Verfahrensschritt wird die Relativposition
von Stelleinrichtung und Klappenwelle schließlich noch
fixiert, um eine zufällige Verstellung des Systems aus
der gewünschten Position zu verhindern. Dies kann durch
zusätzliche Befestigungselemente, welche die Stelleinrichtung
auf einer zugeordneten Führung fixieren geschehen. Im Falle
der Verwendung einer eingangs beschriebenen Stellschraube zum Justieren
der Relativposition kann dieses Fixieren auch einfach durch die
Selbsthemmung von Stelleinrichtung und zugeordneter Führung
realisiert werden, ohne dass aktive Schritte zum Fixieren der Position
ergriffen werden müssen.
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Im
Folgenden soll die Erfindung und ihre Ausführungsform anhand
der Zeichnung näher erläutert werden. Die einzige
Figur zeigt hierbei eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels
einer erfindungsgemäßen Abgasklappenvorrichtung.
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Die
Figur zeigt eine im Ganzen mit 10 bezeichnete Abgasklappenvorrichtung
für den Abgasstrang einer Brennkraftmaschine. In einer
Abgasleitung 12 ist dabei eine schwenkbare Abgasklappe 14 angeordnet.
Diese ist auf einer nicht gezeigten Klappenwelle gelagert, welche
um die Achse 16 schwenkbar ist. Um die Abgasklappe 14 zwischen
verschiedenen Verschlusspositionen verstellen zu können,
ist eine Stelleinrichtung 18 vorgesehen. Diese umfasst einen
pneumatischen Zylinder 20, welcher über eine Hebelanordnung 22 mit
der Klappenwelle befestigt ist. Der pneumatische Stellzylinder 20 ist
in einer Führungsschiene 24 verschiebbar gelagert,
welche an einem Stutzen 26 der Abgasleitung 12,
durch welchen auch die Klappenwelle verläuft, festgelegt
ist.
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Um
bei der Fertigung solcher Abgasklappenvorrichtungen 10 auftretende
Toleranzen ausgleichen zu können und einen sicheren Verschluss
der Abgasleitung 12 durch die Abgasklappe 14 zu
gewährleisten, wird zum Justieren der Abgasklappenvorrichtung 10 der
pneumatische Stellzylinder 20 zunächst über
eine Pneumatikleitung 26 mit vollem Druck beaufschlagt,
so dass der Verstellzylinder 20 in seine Endposition ausfährt.
In dieser Endposition soll die Abgasklappe 14 geschlossen
sein. Ist dies aufgrund von Fertigungstoleranzen nicht der Fall,
so kann über eine Stellschraube 28 der pneumatische Stellzylinder 20 in
der Führungsschiene 24 verschoben werden. Diese
Verschiebung wird über die Hebelanordnung 22 ebenfalls
auf die Klappenwelle übertragen. Hierdurch kann durch Betätigen
der Stellschraube 28 der pneumatische Stellzylinder 20 in eine
Position gebracht werden, in welcher – bei voll ausgefahrener
Stellposition des Stellzylinders 20 – die Abgasklappe 14 vollständig
geschlossen ist. Damit sind etwaige Fertigungstoleranzen ausgeglichen und
ein vollständiger Verschluss der Abgasleitung 12 durch
die Abgasklappe 14 bei voll ausgefahrenem Stellzylinder 20 ist
gewährleistet. Ein weiterer Toleranzausgleich, etwa durch
eine Steuereinrichtung, welche über eine Steuerleitung 30 Steuersignale
an den Stellzylinder 20 übermittelt, ist nicht
mehr nötig.
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Eine
sichere Arretierung der Position des pneumatischen Stellzylinders 20 in
der Führung 24 kann in der Folge durch das Anbringen
eines Verdrehschutzelementes an der Stellschraube 28 oder durch
eine direkte Fixierung des pneumatischen Stellzylinders 20 an
der Führungsschiene 24 über geeignete
Halteschrauben 32 erfolgen.
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- 10
- Abgasklappenvorrichtung
- 12
- Abgasleitung
- 14
- Abgasklappe
- 16
- Achse
- 18
- Stelleinrichtung
- 20
- Stellzylinder
- 22
- Hebelanordnung
- 24
- Führungsschiene
- 26
- Stutzen
- 28
- Stellschraube
- 30
- Steuerleitung
- 32
- Halteschraube
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102004061381
A1 [0003]