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Die Erfindung betrifft eine Abgasklappenvorrichtung für Kraftfahrzeuge gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie ein Verfahren zur Montage einer solchen Abgasklappenvorrichtung gemäß Anspruch 4.
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Eine derartige Abgasklappenvorrichtung ist beispielsweise aus der
DE 10 2004 040 817 A1 bekannt. Mit Hilfe derartiger Abgasklappenvorrichtungen können einzelne Abgasrohre teilweise oder vollständig verschlossen werden, wodurch insbesondere bei großvolumigen Motoren es ermöglicht wird, einzelne Zylinder abzuschalten, um in bestimmten Fahrsituationen Treibstoff sparen zu können. Zum Betätigen der Abgasklappen, die unmittelbar in einem Abgasrohr oder einem in das Abgasrohr eingesetzten Gehäuse angeordnet sind, sind die Abgasklappen über Klappenwellen schwenkbar gelagert. Mit einem Ende der Klappenwelle ist eine Stelleinrichtung verbunden, wobei die Stelleinrichtung einen gewissen Abstand zum Abgasstrang besitzen sollte. Aufgrund dieser Maßnahmen können die hohen Temperaturen im Bereich des Abgasstrangs die Stelleinrichtung nicht beschädigen.
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Bei der aus jener Druckschrift Technik bekannten Abgasklappenvorrichtung ist die Antriebseinheit an einem L-förmigen Trägerelement befestigt, welches gleichzeitig als Abschirmelement dient, um von dem Abgasstrang abgegebene Wärmestrahlung der Antriebseinheit abzuhalten. Allerdings weisen das Trägerelement wie auch die Antriebseinheit eine große bauliche Ausdehnung auf, vor allem auch in axialer Richtung des Anschlusssegments des Abgasklappenmoduls, wodurch der Einbau der Abgasklappenvorrichtung in ein Abgasrohr sehr erschwert wird. Insbesondere ist dies dann der Fall, wenn das Anschlusssegment mit seinen beiden endseitigen Anschlussstellen mit dem beidseitig anschließenden Abgasrohr durch Verschweißen verbunden wird. Der Verbindungsprozess, insbesondere ein Verschweißen, wird jedoch durch die bauliche Größe des Halters wie auch der Antriebseinheit bei der bekannten Vorrichtung sehr erschwert.
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Eine ähnliche Anordnung einer Abgasklappe mit einem L-förmigen Halteblech zur Montage an dem Anschlusssegment ist aus der
DE 195 26 143 A1 bekannt.
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Aus der
DE 699 27 323 T2 ist ein stufenlos regelbares, elektrisch gesteuertes Ventil für Hochtemperaturanwendungen bekannt, wobei die Ventilplatte über eine von einem Stellantrieb betätigten Wellen betätigt wird. Die Wellen sind von einem äußeren Gehäuserohr umgeben, das über eine Flanschverbindung mit einem flanschartigen Befestigungsteil des Ventilkörpers verbunden ist.
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Aus der
DE 20 2007 006 463 U1 ist eine Drosselklappe und eine damit ausgestattete Auspuffanlage bekannt, wobei die Drosselklappe mit einer äußeren Auspuffmuffe mit dem Auspuffrohr verschweißt ist. Die Auspuffmuffe weist eine Befestigungslasche auf. Die Betätigung der Drosselklappe erfolgt über ein Lager.
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Aus der
DE 43 05 123 A1 ist ebenfalls die Anordnung einer Drosselklappe bekannt, wobei die Betätigung der Drosselklappe über einen Betätigungshebel mit Kugelkopf erfolgt.
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Demgegenüber liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Montage der Abgasklappenvorrichtung im Kraftfahrzeug, insbesondere die Verbindung des Anschlusssegments des Abgasklappenmoduls mit dem Abgasrohr zu vereinfachen.
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Diese Aufgabe wird nach der Erfindung mit einer Abgasklappenvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und 5 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.
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Dadurch, dass der mit dem Abgasklappenmodul verbundene Halter im Vergleich zu der axialen Erstreckung des Anschlusssegments eine im Wesentlichen gleiche oder geringe Abmessung in axialer Richtung aufweist, können die Anschlussstellen des Anschlusssegments des Abgasklappenmoduls einfach mit dem Abgasrohr durch Verschweißen verbunden werden. Der Halter selbst weist eine nur geringe axiale Baugröße auf, sodass das Anschlusssegment des Abgasklappenmoduls einfach und rasch mit dem Abgasrohr verbunden werden kann. Auch die Antriebseinheit ist insoweit mit ihrer baulichen Größe nicht störend, da diese bevorzugt erst nach dem Verbinden des Anschlusssegments des Abgasklappenmoduls mit dem Abgasrohr an dem Anschlusssegment montiert wird.
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Nach einem anderen unabhängigen Aspekt der Erfindung kann der Halter lediglich im unteren, dem Anschlusssegmente zugewandten Abschnitt eine gleiche oder geringere Abmessung in axialer Richtung als das Anschlusssegment selbst aufweisen, während der Halter in einem radial außenliegenden Endabschnitt unter Umständen auch eine größere Axialerstreckung aufweist. Auch aufgrund dieser Maßnahme werden die Vorteile eines leichten und einfachen Einbaus des Anschlusssegment in das Abgasrohr gewährleistet, da die Anschlussstellen des Anschlusssegments auch bei einem derart ausgebildeten Halter leicht mit dem Abgasrohr verbindbar sind, ohne dass Bauteile den Verbindungsprozess, beispielsweise den Schweißprozess, behindern könnten.
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Der Halter ist als U-förmiger Bügel ausgebildet und an einem Außenmantel des Anschlusssegments mit diesem durch Verschweißen verbunden. Das mit einem derartig ausgebildeten Halter versehenen Anschlusssegment kann dann ohne Weiteres mit dem Abgasrohr verschweißt werden, wobei die Antriebseinheit erst nach diesem Montagevorgang mit dem Abgasklappenmodul verbunden wird.
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Dabei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, dass die Antriebseinheit mit dem Halter durch Verschrauben oder Verschweißen verbunden ist.
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Um die Antriebseinheit vor starker Wärmeeinwirkung zu schützen, bietet es sich nach einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung an, zwischen Halter und Antriebseinheit ein Abschirm- und/oder Halteblech anzuordnen, welches mit dem Halter beispielsweise durch Verschweißen oder Verschrauben verbunden ist.
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Nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung bietet es sich von Vorteil an, dass das zwischen Halter und Antriebseinheit angeordnete Abschirm- und/oder Halteblech mit der Antriebseinheit durch Verschweißen oder Verschrauben verbunden ist.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung, unabhängig von den vorerwähnten Ausgestaltungen, ist es nach der Erfindung von Vorteil vorgesehen, dass der Halter an einem vom Anschlusssegment radial nach außen weisenden Anschlussstutzen mittels Verschweißen oder Verschrauben befestigt ist, wobei der Halter eine korrespondierende Aufnahme in Form eines Anschlussstutzens besitzt. Aufgrund dieser Maßnahmen wird ebenfalls eine leichte und einfache Montage des Anschlusssegments im Abgasrohr gewährleistet, da der Halter wenigstens in seinem unteren, dem Außenmantel des Anschlusssegments zugewandten Bereich eine geringere axiale Erstreckung als das Anschlusssegment selbst aufweist und ein einfacher Zugang zu den Anschlussstellen des Anschlusssegments zum Zwecke der Verbindung mit dem Abgasrohr ermöglicht ist. Darüber hinaus kann aufgrund dieser rotationssymmetrischen Anbindung des Halters an das Anschlusssegment die Antriebseinheit in beliebigen, der jeweiligen Einbausituation angepassten Winkelstellungen relativ zum Abgasklappenmodul positioniert und befestigt werden.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist es vorgesehen, dass an den Anschlussstutzen des Halters ein sich kelchförmig erweiternder Halteabschnitt anschließt, der mit einer Anschlussplatte durch Verschrauben oder Verschweißen verbunden ist. Diese kelchförmige Erweiterung des Halters bzw. die damit verbundene Anschlussplatte können unter Umständen eine größere axiale Erstreckung als das Anschlusssegment selbst aufweisen, ohne dass der Montageprozess, beispielsweise das Verschweißen des Anschlusssegments mit dem Abgasrohr, hierdurch behindert würde, da der erweiterte Halteabschnitt bzw. die Anschlussplatte bereits einen größeren radialen Abstand zu den Anschlussstellen des Anschlusssegmentes aufweisen und somit ein freier Zugang zur Montage gewährleistet ist. Dabei wirkt die Anschlussplatte nicht nur als Halteplatte für die Antriebseinheit, sondern dient auch der Wärmeabschirmung.
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Weiterhin hat es sich als vorteilhaft erwiesen, dass die Antriebseinheit mit dem Halter oder der Anschlussplatte verschraubt ist.
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Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Montage der oben beschriebenen Abgasklappenvorrichtung für Kraftfahrzeuge mit einer in einem rohrförmigen Anschlusssegment eines Abgasklappenmoduls verstellbar gelagerten Abgasklappe und mit einer Antriebseinheit zum Verstellen der Abgasklappe, wobei der Abgasklappenmodul und die Antriebseinheit im eingebauten Zustand über einen Halter miteinander verbunden sind.
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Zur Lösung der Aufgabe, eine einfache Montage des Abgasklappenmoduls im Abgasrohr eines Kraftfahrzeugs anzugeben, ist es vorgesehen, dass die Antriebseinheit mit dem Abgasklappenmodul im Anschluss an den Einbau des Abgasklappenmoduls in ein Abgasrohr verbunden oder in die endgültige Montagestellung positioniert wird.
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Aufgrund dieser Maßnahme wird das Problem vermieden, dass die großbauende Antriebseinheit den Montageprozess, insbesondere Schweißprozess des Abgasklappenmoduls in dem Abgasrohr eines Kraftfahrzeugs behindert. Entweder wird die Antriebseinheit erst nach Beendigung des Montageprozesses mit dem Abgasklappenmodul verbunden, oder es wird die Antriebseinheit erst nach Beendigung des Montageprozesses in die endgültige Montagestellung positioniert, wobei zunächst die Antriebseinheit mit ihren Schmalseiten parallel zu den Anschlussstellen des Anschlusssegments ausgerichtet ist, aber nach Montage des Anschlusssegments am Abgasrohr beispielsweise um ca. 90° gedreht in die endgültige Montageposition überführt wird. In dieser endgültigen Montageposition können die Schmalseiten der Antriebseinheit unter Umständen in etwa parallel zur axialen Erstreckung des Anschlusssegments ausgerichtet sein und die Anschlussstellen des Anschlusssegments beidseitig erheblich überkragen.
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Die Erfindung wird anhand einiger Ausführungsbeispiele erläutert.
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Es zeigen:
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1 ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Abgasklappenvorrichtung in perspektivischer Ansicht,
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2 ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Abgasklappenvorrichtung in perspektivischer Ansicht und
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3a, b perspektivische Ansichten eines dritten Ausführungsbeispiels der Abgasklappenvorrichtung, wobei in 3b ein Teil des Halters zur Verdeutlichung weggebrochen dargestellt ist.
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Die in den Figuren dargestellte Abgasklappenvorrichtung 10 für Kraftfahrzeuge weist einen Abgasklappenmodul 14 mit einem rohrförmigen Anschlusssegment 12 auf. In dem Anschlusssegment 12 ist eine Abgasklappe verstellbar, insbesondere verschwenkbar gelagert. Hierzu ist die Abgasklappe 16 mit einer Abgasklappenwelle verbunden, welche in dem Anschlusssegment 12 drehbar gelagert ist. Mit der Abgasklappe 16 bzw. der Abgasklappenwelle steht eine Antriebseinheit 18 in Wirkverbindung, mit der die Abgasklappe 16 verstellt, insbesondere im Anschlusssegment 12 verschwenkt werden kann, um den Rohrquerschnitt des Anschlusssegments 12 zu verschließen oder mehr oder weniger zu öffnen.
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Weiterhin ist aus den Figuren ersichtlich, dass der Abgasklappenmodul 14 und die Antriebseinheit 18 im eingebauten bzw. montierten Zustand über einen Halter 20 miteinander verbunden sind. Im verbundenen Zustand ist eine Abtriebswelle der Antriebseinheit 18 mit der Abgasklappe 16 bzw. der Abgasklappenwelle gekoppelt, sodass die Abgasklappe 16 mittels der Antriebseinheit verstellt bzw. verschwenkt werden kann.
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Der Abgasklappenmodul 14 weist an dem Anschlusssegment 12 jeweils eine Anschlussstelle 22, 24 auf, welche mit dem Abgasrohr insbesondere mittels Verschweißen verbunden werden. Damit dieser Montageprozess zum Verbinden des Anschlusssegments 12 mit dem Abgasrohr nicht durch den Halter 20 bzw. die Antriebseinheit 18 behindert wird, ist an dem Abgasklappenmodul 14 vor der Montage am Abgasrohr zunächst nur der Halter 20, aber noch nicht die Antriebseinheit 18 befestigt, wie dies aus den 1 und 2 ersichtlich ist. Auch weist der mit dem Abgasklappenmodul 14 verbundene Halter 20 im Vergleich zu der axialen Erstreckung des Anschlusssegments 12 eine im Wesentlichen gleiche oder geringere Abmessung in axialer Richtung auf. Durch diese Maßnahme lässt sich der Abgasklappenmodul mit bereits daran befestigten Halter 20 einfach mit dem Abgasrohr verbinden. Anschließend wird dann die Antriebseinheit 18 mit dem Halter 20 verbunden. Wie aus den 1 und 2 entnommen werden kann, ist der Halter als U-förmiger Bügel 26 ausgebildet und an einem Außenmantel des Anschlusssegments 12 durch Verschweißen oder Verschrauben verbunden.
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Gemäß 1 weist der U-förmige Bügel 26 zwei diametral einander gegenüberliegende radial vom Anschlusssegment 12 nach oben gerichtete Laschen 40, 42 auf. Diese Laschen liegen an einem Ringbund 48 der Antriebseinheit 18 bzw. eines Abschirm- und/oder Haltebleches 30 an, sodass die Antriebseinheit nach Montage des Anschlusssegments 12 am Abgasrohr über den Halter 20 mit dem Abgasmodul 14 durch den Einsatz zweier Schrauben 44, 46 lösbar befestigt werden kann. Es versteht sich, dass selbstverständlich der Ringbund 48 auch mit dem U-förmigen Bügel 26 auf andere Weise verbunden werden kann, beispielsweise durch Verschweißen, Vernieten oder dergleichen.
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Abweichend zu der Ausführungsform des Halters 20 gemäß 1, besitzt der Halter 20 der 2 nicht die Laschen 40, 42 zur Befestigung der Antriebseinheit 18 an dem Halter 20. Die Ausführungsform gemäß 2 zeichnet sich dadurch aus, dass die Antriebseinheit 18 bzw. das Abschirm- und/oder Halteblech 30 mit dem U-förmigen Bügel 26 verschweißt wird, nachdem der Abgasklappenmodul 14 am Abgasrohr befestigt worden ist.
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Der Halter 20 gemäß dem Ausführungsbeispiel der 3 ist an einem vom Anschlusselement 12 radial nach außen weisenden Anschlussstutzen 32 beispielsweise mittels Verschweißen oder Verschrauben befestigt. Der Halter 20 selbst weist eine mit dem Anschlussstutzen 32 korrespondierende Aufnahme 34 auf, die beispielsweise auch die Form eines Anschlussstutzens besitzen kann. An die Aufnahme 34 des Halters 20 schließt ein sich kelchförmig erweiternder Halterabschnitt 36 an, der endseitig mit einer Anschlussplatte 38 durch Verschrauben oder Verschweißen verbunden ist. Dabei sind die Aufnahme 34 und der Halteabschnitt 36 bevorzugt einstückig miteinander verbunden.
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Der sich kelchförmig erweiternde Halterabschnitt 36 kann im äußeren Endbereich die Anschlussstelle 22 bzw. 24 leicht überkragen, allerdings mit einem bereits recht großen radialen Abstand zu der Anschlussstelle 22, 24, sodass der Verbindungsprozess zur Verbindung des Anschlusssegments 12 mit dem Abgasrohr durch den Halter 20 nicht behindert wird. Mit dem Halter 20 bzw. der Anschlussplatte 38 gemäß 3 wird die Antriebseinheit 18 verschraubt oder ggf. auch mittels Schweißen verbunden. Die Anschlussplatte 38 wirkt nicht nur als Halteblech, sondern auch als Abschirmblech und stützt die Antriebseinheit 18 vor Wärmeeinwirkung.
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Der Vorteil der Ausführungsform gemäß 3 besteht auch darin, dass der Halter 20 zusammen mit der Antriebseinheit 18 in jeder beliebigen Winkelstellung bezüglich des Abgasklappenmoduls 14 positioniert und befestigt werden kann, sodass den individuellen Einbauverhältnissen beim Kraftfahrzeug Rechnung getragen werden kann.
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Das Verfahren zur Montage der Abgasklappenvorrichtung 10 für Kraftfahrzeuge zeichnet sich dadurch aus, dass das Anschlusssegment 12 des Abgasklappenmoduls 14 mit dem Abgasrohr beispielsweise durch Schweißen verbunden wird. Der Halter 20 ist bereits mit dem Anschlusssegment 12 verbunden und behindert aufgrund der im Bereich der Anschlussstelle 22, 24 schmalen Ausbildung den Verbindungsprozess nicht. Nachdem das Anschlusssegment 12 mit dem Abgasrohr verbunden ist, wird die Antriebseinheit 18 mit dem Halter 20 bzw. einem Abschirm- und/oder Halteblech 30 verbunden. Alternativ ist es auch bei dem Ausführungsbeispiel der 3 möglich, vor dem Verbindungsvorgang von Anschlusssegment 12 und Abgasrohr die bereits am Abgasklappenmodul 14 angeordnete Antriebseinheit 18 aus der in 3 gezeigt Positionierung um ca. 90° zu verschwenken, sodass die Antriebsvorrichtung 18 bzw. der Halter 20 mit den Schmalseiten zu den Anschlussstellen 22, 24 ausgerichtet ist, wodurch der Verbindungsprozess von Anschlusssegment 12 und Abgasrohr ebenfalls nicht behindert wird. Nach Abschluss des Verbindungsprozesses wird dann die Antriebseinheit 18 zusammen mit dem Halter 20 und ggf. vorgesehenen Anschlussplatte 38 in die endgültige Winkellage verschwenkt und mit dem Abgasklappenmodul 14 endgültig fixiert bzw. verbunden.
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Es bleibt zu erwähnen, dass das Gehäuse des Antriebs 18 bevorzugt ein Kunststoffgehäuse ist, welches mittels des Abschirm- und/oder Haltebleches 30 vor vom Abgasrohr abgegebener Strahlungswärme geschützt wird. Sofern das Abschirmblech eine Haltefunktion nicht besitzt, erfolgt die Anbindung des Halters 20 direkt an die Antriebseinheit 18.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Abgasklappenvorrichtung
- 12
- Anschlusssegment
- 14
- Abgasklappenmodul
- 16
- Abgasklappe
- 18
- Antriebseinheit
- 20
- Halter
- 22
- Anschlussstelle
- 24
- Anschlussstelle
- 26
- Bügel
- 28
- Außenmantel
- 30
- Abschirm-/Halteblech
- 32
- Anschlussstutzen
- 34
- Aufnahme
- 36
- Halterabschnitt
- 38
- Anschlussplatte
- 40
- Lasche
- 42
- Lasche
- 44
- Schraube
- 46
- Schraube
- 48
- Ringbund
