DE102015103453A1 - Ventil für einen Abgasstrang einer Brennkraftmaschine und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Ventil für einen Abgasstrang einer Brennkraftmaschine und Verfahren zu seiner Herstellung Download PDF

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Bernd Bareis
Julian Haselmaier
Patrick Wilde
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Ventil (1) für einen Abgasstrang einer Brennkraftmaschine und ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Ventils. Das Ventil hat folgende Merkmale: ein Gehäuse (2), welches einen Kanal (4) zur Führung von Abgasen enthält; in dem Kanal (4) ist ein Schließkörper (8, 8') angeordnet, mit welchem der Kanal (4) verschließbar ist; der Schließkörper (8, 8') ist an einer drehbar gelagerten Welle (12) drehfest befestigt und mit der Welle (12) um die Drehachse (14) der Welle (12) schwenkbar; an der Welle (12) ist drehfest eine antreibbare Antriebsscheibe (16) zum Schwenken der Welle (12) um ihre Drehachse (14) befestigt; wobei die Welle (12) aus einem faserverstärkten Kunststoffmaterial besteht und über eine formschlüssige Verbindung (30) mit der Antriebsscheibe (16) verbunden ist.

Description

  • Die Erfindung geht aus von einem Ventil für einen Abgasstrang einer Brennkraftmaschine mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 und einem Verfahren zum Herstellen eines Ventils mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 11.
  • Ein Ventil der eingangs genannten Art ist aus der DE 10 2011 119 139 A1 bekannt. Das bekannte Ventil enthält eine Welle aus Metall, welche in axialer Richtung in eine Antriebsscheibe eingepresst ist. Die Antriebsscheibe ist als Magnetrotor ausgebildet, welche von einem elektromagnetischen Drehantrieb direkt und ohne zwischengeschaltetes Getriebe angetrieben werden kann. Der elektromagnetische Drehantrieb enthält einen Stator mit Spulen, mit welchen ein Magnetfeld erzeugt wird, um den Magnetrotor anzutreiben. Derartige Ventile werden auch in großer Zahl in Kraftfahrzeugen eingesetzt. Ein Herstellungsverfahren der eingangs genannten Art ist daher ebenfalls bekannt.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein vereinfachtes Herstellungsverfahren und ein einfach herstellbares Ventil der eingangs genannten Art zu schaffen.
  • Die Aufgabe wird durch ein Ventil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Verfahren zum Herstellen mit den Merkmalen des Anspruchs 11 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Ein erfindungsgemäßes Ventil, insbesondere ein Niederdruck-Abgasrückfürventil, für einen Abgasstrang einer Brennkraftmaschine enthält ein Gehäuse, welches einen Kanal zur Führung von Abgas enthält. In dem Kanal ist ein Schließkörper angeordnet, mit welchem der Kanal verschließbar ist. Der Schließkörper ist drehfest an einer drehbar gelagerten Welle befestigt und mit der Welle um die Drehachse der Welle schwenkbar. Die Welle ist im Gehäuse gelagert und ragt, insbesondere quer, in den Kanal. An der Welle ist eine Antriebsscheibe zum Schwenken der Welle um ihre Drehachse drehfest befestigt. Die Antriebsscheibe kann von einer Antriebseinrichtung gedreht werden, wodurch der Schließkörper von einer Schließstellung, in welcher er den Kanal verschließt, in eine Offenstellung und wieder zurück verschwenkt werden kann. Die Antriebseinrichtung kann am Gehäuse des Ventils befestigt sein, wobei sich insbesondere die Welle mit ihrem die Antriebsscheibe enthaltenden Abschnitt bis in die Antriebseinrichtung hinein erstreckt. Die Welle besteht aus einem faserverstärktem Kunststoffmaterial. Es sind insbesondere faserverstärkte thermoplastische Kunststoffe, insbesondere PPA oder PPS, geeignet. Zur Verstärkung des Kunststoffmaterials können insbesondere Glasfasern oder Kohlefasern verwendet werden.
  • Die Welle ist über eine formschlüssige Verbindung mit der Antriebsscheibe verbunden. Insbesondere kann die formschlüssige Verbindung einen zum Übertragen des Antriebsdrehmoments geeigneten Formschluss, insbesondere eine Rändelung, und einen in axialer Richtung der Welle wirkenden Formschluss enthalten.
  • Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen eines Ventils für einen Abgasstrang einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Ventils der vorstehend beschriebenen Art, wird zunächst eine Welle drehfest mit einer Antriebsscheibe verbunden. Zum Verbinden der Antriebsscheibe mit der Welle wird eine vorgefertigte Antriebsscheibe in eine Spritzgussform eingelegt. Anschließend wird durch Einspritzen eines faserverstärkten Kunststoffes in die Spritzgussform die Welle geformt und gleichzeitig über eine formschlüssige Verbindung mit der Antriebsscheibe verbunden. Die Spritzgussform kann dabei eine Formtrennung aufweisen, welche parallele zur Drehachse der Welle orientiert ist und ein Öffnen der Spritzgussform in radialer Richtung der Welle erlaubt. Anschließend wird die Baugruppe, welche aus der mit der Antriebsscheibe verbundenen Welle besteht, in das Gehäuse des Ventils eingesetzt, und zwar so, dass die Welle in den Kanal hineinragt. Danach wird ein Schließkörper an der in den Kanal hineinragenden Welle drehfest befestigt.
  • Die Erfindung hat wesentliche Vorteile:
    • • Die Herstellung der Welle aus einem Kunststoffmaterial ist wesentlich einfacher als aus einem Metall.
    • • Die Welle aus einem Kunststoffmaterial weist eine wesentlich höhere Medienbeständigkeit als eine Metallwelle auf.
    • • Während des Einsatzes eines erfindungsgemäßen Ventils in einem Kraftfahrzeug kann es zu einer Eisbildung innerhalb des Ventils durch im Abgas enthaltenes Wasser kommen, wenn das Kraftfahrzeug bei Temperaturen unter dem Gefrierpunkt abgestellt wird. Es hat sich gezeigt, dass sich auf der Kunststoffoberfläche der erfindungsgemäßen Welle anhaftendes Eis leichter löst als es bei den Metallwellen der Fall war.
    • • Es hat sich überraschend gezeigt, dass – bei den Temperaturen, denen das Ventil während des Betriebs ausgesetzt ist und welche dauerhaft 180°C und kurzzeitig sogar bis 200°C betragen können – ein faserverstärktes Kunststoffmaterial, insbesondere wenn es einen hohen Faseranteil von beispielsweise etwa 50% aufweist, eine ausreichende Steifigkeit, Stabilität und Festigkeit für die Halterung und Positionierung des Schließkörpers im Abgaskanal sowie zur Übertragung des notwendigen Drehmoments zum Verschwenken des Schließkörpers aufweist.
    • • Durch die Herstellung der Welle als Spritzgussteil, bei dessen Herstellung das Kunststoffmaterial gleichzeitig über eine formschlüssige Verbindung an die Antriebsscheibe angespritzt wird, wird die Herstellung stark vereinfacht, da der bisherige separate Arbeitsschritt des Aufpressens der Antriebsscheibe auf die metallische Welle ersatzlos entfällt.
    • • Insbesondere wenn die formschlüssige Verbindung einen zum Übertragen des Antriebsdrehmoments geeigneten Formschluss und einen in axialer Richtung der Welle wirkenden Formschluss enthält, ist eine sehr sichere formschlüssige Verbindung gewährleistet, welche auch bei den während des Betriebs des Ventils auftretenden Temperaturschwankungen und den daraus resultierenden Dehnungs- und Schrumpfungsvorgängen der Bauteile, deren Größe sich bei unterschiedlichen Materialen durchaus signifikant unterscheiden kann. Dadurch lässt sich vermeiden, dass sich die Antriebsscheibe auf der Welle lockert.
  • In Ausgestaltung kann die Welle eine Ausnehmung zum Aufnehmen des Schließkörpers aufweisen, welche quer zur Drehachse der Welle durch die Welle hindurchgeht und in welcher der Schließkörper sitzt. Bei dem Herstellungsverfahren kann beim Spritzgießen der Welle die zum Aufnehmen des Schließkörpers ausgebildete Ausnehmung, welche quer zur Drehachse der Welle durch die Welle hindurchgeht, in der Welle geformt werden. Die Ausnehmung kann insbesondere ringsherum durch das Kunststoffmaterial der Welle umgeben sein. Die Herstellung des Ventils wird dadurch weiter vereinfacht, da die aufwändigen Fertigungsschritte des Fräsens und/oder Räumens der Ausnehmung in der metallischen Welle ersatzlos entfallen und die Ausnehmung ohne Zusatzaufwand beim Spritzgießen der Welle durch die Spritzgussform erzeugt werden kann.
  • In vorteilhafter Ausgestaltung kann der Schließkörper plattenförmig, insbesondere als kreisförmige oder elliptische Scheibe, ausgebildet sein. Der Schließkörper kann eine Klappe sein, so dass es sich bei dem Ventil insbesondere um ein Klappenventil handeln kann. Ein plattenförmiger Schließkörper lässt sich besonders gut durch Einsetzen in eine Ausnehmung in der Welle an dieser befestigen, insbesondere wenn die Ausnehmung als Schlitz ausgebildet ist. Der Schließkörper kann aus Kunststoff bestehen. Ein solcher Schließkörper kann beispielsweise mit der Welle verschweißt sein, insbesondere durch Laserschweißen oder Reibschweißen. Der Schließkörper kann wenigstens ein federndes Halteelement, beispielsweise einen Klips, aufweisen, welches den in die Ausnehmung der Welle hineingeschobenen Schließkörper an der Welle fixiert. Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn der Schließkörper aus Kunststoff besteht.
  • In Ausgestaltung kann der Schließkörper mittels wenigstens einer Schraube an der Welle, insbesondere in der Ausnehmung der Welle, befestigt sein. Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn der Schließkörper aus Metall besteht. Ein metallischer Schließkörper, welcher in einem Schlitz der Welle sitzt, führt zu einer signifikanten Verstärkung der Welle und kann die durch den Schlitz verursachte Schwächung der Welle kompensieren. Die Schraube kann zwischen ihrem Kopf und ihrem Schraubengewinde wenigstens einen axialen Anschlag enthalten, welcher einen größeren Außendurchmesser als das Schraubengewinde aufweist. Der axiale Anschlag kann durch einen zylindrischen Abschnitt der Schraube gebildet werden, welcher an das Schraubengewinde angrenzt und einen größeren Außendurchmesser als das Schraubengewinde aufweist. Ein axialer Anschlag kann auch durch zwei aneinander grenzende zylindrische Abschnitte mit unterschiedlichem Außendurchmesser gebildet werden. Der axiale Anschlag hat den Vorteil, dass die Klemmkraft auf die Kunststoffwelle, welche von der auf das Außengewinde der Schraube aufgeschraubten Mutter ausgeübt wird, begrenzt ist, so dass eine unzulässig hohe Klemmbelastung und ein Setzen des Kunststoffes vermieden werden kann.
  • Die Antriebsscheibe kann beispielsweise Teil eines Planetengetriebes sein, beispielsweise wenn der Antrieb des Ventils durch einen Gleichstrommotor erfolgt. Die Antriebsscheibe kann aus Kunststoff bestehen, welcher sich insbesondere von dem Kunststoff der Welle unterscheiden kann. Die beiden unterschiedlichen Kunststoffe können anhand der unterschiedlichen Anforderungen der Antriebsscheibe und der Welle ausgewählt werden. Der Kunststoff der Welle sollte insbesondere gegenüber dem im Kanal des Ventils geführten Abgas beständig sein und muss die erforderliche hohe Steifigkeit aufweisen. Der Kunststoff für die Antriebsscheibe kann, insbesondere wenn die Antriebsscheibe mit einer Verzahnung versehen ist, auf einen geringen Reibungskoeffizienten und eine Verschleißminimierung optimiert sein.
  • Die Antriebsscheibe kann aus Metall, insbesondere Weicheisen bestehen, insbesondere wenn das Ventil von einem elektromagnetischen Drehantrieb angetrieben wird. Auf der Antriebsscheibe können Permanentmagnete befestigt sein, welche von Elektromagneten des elektromagnetischen Drehantriebs antreibbar sind. Eine metallische Antriebsscheibe kann durch einen Stanzvorgang mit einem Durchgang für die Welle versehen werden. Im Bereich des Durchgangs für die Welle kann die Antriebsscheibe durch eine Prägung geformt sein. Auf einer Seite der Antriebsscheibe kann eine den Durchgang umgebende Prägung vorgenommen werden, durch welche das Material der Antriebsscheibe in den Durchgang hinein verdrängt wird, so dass dort eine Art Wulst oder Hinterschnitt entsteht. Nach dem Anspritzen der Kunststoffwelle entsteht an dieser Stelle ein besonders guter Formschluss in axialer Richtung der Welle.
  • In Ausgestaltung kann die Welle durch die Antriebsscheibe hindurchgehen und auf der dem Schließkörper abgewandten Seite kann ein Sensormagnet drehfest an der Welle befestigt sein. Dem Sensormagnet kann ein Sensor zugeordnet sein, mit welchem sich die Schwenkposition der Welle und damit der Öffnungsgrad des Ventils detektieren lässt. Der Sensormagnet kann insbesondere mehrpolig ausgestaltet sein. Es kann sich um einen kunststoffgebundenen Seltenerdmagneten oder um einen gesinterten Ferritmagneten handeln. Die Welle kann auf der dem Schließkörper abgewandten Seite einen Wellenstummel aufweisen, welcher lediglich mit einer zur Befestigung des Sensormagneten ausreichenden Länge aus der Antriebsscheibe herausragt. Der Sensormagnet kann auf die Welle aufgeklebt oder aufgeschoben und heißverstemmt werden. Insbesondere kann eine Verdrehsicherug für den Sensormagneten, beispielsweise durch einen Formschluss zwischen Welle und Sensormagnet, vorgesehen sein.
  • Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den Figuren. Es zeigen:
  • 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Ventils,
  • 2 eine vergrößert dargestellte Ansicht des in 1 mit dem Pfeil II gekennzeichneten Bereichs des Ventils,
  • 3 einen entlang der Schnittfläche III-III der 2 geschnittene Ansicht des Ventils,
  • 4 eine vergrößerte Ansicht des in 1 mit dem Pfeil IV gekennzeichneten Bereichs des Ventils,
  • 5 eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines abgewandelten Ventils,
  • 6 eine perspektivische und teilweise geschnittene Ansicht des Ventils der 5,
  • 7 einen Schließkörper für das Ventil der 5 und 6.
  • In 1 ist ein erfindungsgemäßes Ventil 1 mit einem Gehäuse 2 dargestellt. Das Gehäuse 2 enthält einen Kanal 4 zur Führung von Abgasen, bevorzugt in der durch den Pfeil A bezeichneten Strömungsrichtung. An dem Gehäuse 2 ist eine Antriebseinrichtung 6 angebracht, mit welcher das Ventil 1 geöffnet und geschlossen werden kann. Es handelt sich um ein Abgasrückführventil, welches für den Einsatz im Niederdruck-Abgasstrang ausgestaltet ist Bei einer Niederdruckabgasrückführung wird Abgas aus einer Niederdruck-Abgasleitung in Strömungsrichtung des Abgases nach einer Abgasturbine entnommen und über eine Niederdruckabgasrückführleitung einer Niederdruck-Ladeluftleitung zugeführt, die mit einem Ladeluftverdichter verbunden ist.
  • In dem Kanal 4 ist ein Schließkörper 8 angeordnet, welcher plattenförmig ausgebildet ist und sich in 1 in seiner Schließstellung befindet. Der Schließkörper 8 sitzt in einer als Schlitz ausgebildeten Ausnehmung 10 einer Welle 12, welche quer in den Kanal 4 hineinragt. Der Schlitz 10 geht quer zur Drehachse 14 der Welle 12 durch die Welle 12 hindurch. Der Schließkörper 8 bildet somit eine drehfest mit der Welle 12 verbundene Klappe, so dass es sich bei dem Ventil 1 um einen Klappenventil handelt. Die Welle 12 erstreckt sich durch das Gehäuse 2 bis in die Antriebseinrichtung 6. An der dem Schließkörper 8 abgewandten Ende der Welle 12 ist eine Antriebsscheibe 16 drehfest mit der Welle 12 verbunden. Auf der dem Schließkörper 8 zugewandten Seite der Antriebsscheibe 16 ist ein Rotormagnet 18 angebracht. Die Antriebsscheibe 16 besteht aus Weicheisen. Zwischen Antriebsscheibe 16 und Schließkörper 8 ist ein die Welle 12 umgebender Stator 20 angeordnet, welcher nicht näher dargestellte Spulen enthält. Mit den Spulen des Stators 20 lässt sich ein veränderliches Magnetfeld erzeugen, mit welchem der Rotormagnet 18 und die Antriebsscheibe 16 um die Drehachse 14 gedreht und dadurch der Öffnungsgrad des Ventils verändert werden kann. Derartige elektromagnetische Drehantriebe sind an sich bekannt, so dass auf eine weitergehende Beschreibung verzichtet werden kann. Zwischen dem Stator 20 und der Antriebsscheibe 16 ist die Welle 12 mit einem Axialkugellager 22 gelagert, siehe auch 2. Im Gehäuse 2 ist ein Kugellager 24 zur Lagerung der Welle 12 angeordnet. Zwischen Schließkörper 8 und Kugellager 24 ist ein die Welle 12 umgebender Dichtring im Gehäuse 2 angeordnet. In der Welle 12 kann ein Loch 28 vorgesehen sein, in welchem ein nicht dargestellter Stift sitzt, welcher mit einem nicht dargestellten Anschlag zusammenwirken und so die Schwenkbewegung der Welle 12 in der Offenstellung der Klappe 8 begrenzen kann. An dem im Loch 28 angeordneten Stift kann auch eine an sich bekannte Fail-Safe-Einrichtung angeordnet sein, wie sie beispielsweise in der eingangs erwähnten DE 10 2011 119 139 A1 beschrieben ist, um die Klappe 8 bei einem Defekt der Antriebseinrichtung 6 in die geschlossene Stellung zu schwenken.
  • Die Welle 12 besteht aus einem faserverstärkten Kunststoffmaterial und ist über eine formschlüssige Verbindung 30, welche insbesondere in den 2 und 3 erkennbar ist, mit der Antriebsscheibe 16 verbunden. Die Antriebsscheibe 16 weist einen Durchgang 32 für die Welle 12 auf, durch den die Welle 12 hindurchgeht. Im Durchgang 32 ist die Antriebsscheibe 16 mit einer in 3 erkennbaren Riffelung versehen, welche einen zum Übertragen des Antriebsdrehmoments geeigneten Formschluss mit der Welle 12 bildet.
  • Zum Verbinden der Antriebsscheibe 16 mit der Welle 12 wird die vorgefertigte Antriebsscheibe 16 in eine Spritzgussform eingelegt. Anschließend wird die Welle 12 durch Einspritzen eines faserverstärkten Kunststoffes in die Spritzgussform geformt. Die Spritzgussform kann eine Formtrennung aufweisen, welche parallel zur Drehachse 14 der Welle 12 orientiert ist und ein Öffnen der Spritzgussform in radialer Richtung der Welle 12 erlaubt, so dass beim Spritzgießen der Welle 12 gleichzeitig ohne zusätzlichen Aufwand die Ausnehmung 10 in der Welle geformt werden kann. Für die Formung des Lochs 28, dessen Längsachse – wie in 1 angedeutet – leicht schräg in Bezug auf den Schlitz 10 angeordnet sein kann, kann in der Spritzgussform ein Schieber vorgesehen sein.
  • Beim Spritzgießen der Welle 12 durchdringt das Kunststoffmaterial den Durchgang 32 und bildet die formschlüssige Verbindung 30. Wie in 2 erkennbar, ist der Außendurchmesser der Welle 12 auf beiden Seiten der Antriebsscheibe 16 größer als der kleinste Innendurchmesser des Durchgangs 32. Dadurch entsteht in der formschlüssigen Verbindung 30 auch ein in axialer Richtung der Welle 12 wirkender Formschluss. Dieser kann verstärkt werden, indem die Antriebsscheibe 16 im Bereich des Durchgangs 32 durch eine Prägung 34 verformt ist. Die Prägung 34 ist in 2 lediglich schematisch angedeutet. Beim Herstellen der Prägung 34 wird das Material der Antriebscheibe 16 durch einen Prägestempel entlang der Drehachse 14 gestaucht. Dabei wird das Material der Antriebsscheibe 16 in den Durchgang 32 hinein verdrängt, so dass sich der Innendurchmesser des Durchgangs 32 im Bereich der Prägung 34 in nicht dargestellter Weise durch einen dort entstehenden Wulst oder Grat etwas verringert. Dies verstärkt den in axialer Richtung der Welle 12 wirkenden Formschluss der formschlüssigen Verbindung 30.
  • Die Welle 12 bildet auf der dem Schließkörper 8 abgewandten Seite der Antriebsscheibe 16 einen Wellenstummel 48, siehe insbesondere 2. Auf dem Wellenstummel 48 ist ein Sensormagnet 49 befestigt, beispielsweise aufgeklebt. In nicht dargestellter Weise ist dem Sensormagnet 49 einen Sensor, beispielsweise ein Hall-Sensor, zugeordnet, mit welchem die Schwenkposition des Sensormagneten 49 und darüber die Position der Welle 12 bzw. des Schließkörpers 8 erkannt werden kann. Eine mit dem Sensor verbundene Steuereinheit kann so erkennen, ob das Ventil 1 geschlossen oder wie weit es geöffnet ist.
  • Die Befestigung des Schließkörpers 8 in der Ausnehmung 10 erfolgt beim Ausführungsbespiel der 1 durch zwei Schrauben 36. Insbesondere in der vergrößerten Darstellung der 4 ist ersichtlich, dass die Schrauben 36 sich quer zur Drehachse 14 durch die Welle 12 und quer zur Erstreckungsebene des Schließkkörpers 8 erstrecken und den Schließkörper 8 in der Ausnehmung 10 mit Hilfe von Muttern 38 verspannen. Die Löcher für die Schrauben 36 können ohne großen Aufwand beim Spritzgießen der Welle durch in der Spritzgussform vorgesehene Schieber geformt werden. Jede der Schrauben 36 enthält einen Kopf 40, einen ersten zylindrischen Abschnitt 41, einen zweiten zylindrischen Abschnitt 42 und ein Schraubengewinde 43, auf dem die Mutter 38 sitzt. Der erste zylindrische Abschnitt 41 hat einen größeren Außendurchmesser als der zweite zylindrische Abschnitt 42, welcher wiederum einen größeren Außendurchmesser als das Schraubengewinde 43 aufweist. Dadurch wird zwischen dem ersten zylindrischen Abschnitt 41 und dem zweiten zylindrischen Abschnitt 42 ein axialer Anschlag 44 und zwischen dem zweiten zylindrischen Abschnitt 42 und dem Schraubengewinde 43 ein axialer Anschlag 46 gebildet. Der Durchmesser der Bohrung in dem Schließkörper 8 ist auf den Außendurchmesser des zweiten zylindrischen Abschnitts 42 angepasst, so dass der Schließkörper 8 am axialen Anschlag 44 anschlägt, wenn die Welle 12 beim Anziehen der Mutter 38 verspannt wird. Der axiale Anschlag 46 begrenzt das Anziehen der Mutter 38. Durch die axialen Anschläge 44, 46 wird eine unzulässig hohe Pressung der Kunststoffwelle 12 vermieden.
  • Das in den 5 bis 7 dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich lediglich in der Ausgestaltung des Schließkörpers 8' und der Art seiner Befestigung in der Ausnehmung 10 der Welle 12. Im Übrigen entspricht das in den 5 bis 7 dargestellte Ventil dem Ventil 1 der 1 bis 3, so dass auf eine wiederholte Beschreibung der übereinstimmenden Teile, welche mit denselben Bezugszeichen versehen sind, verzichtet werden kann.
  • Der Schließkörper 8' besteht aus einem Kunststoffmaterial und weist auf einander gegenüberliegenden Seiten jeweils ein als Klips ausgebildetes federndes Halteelement 50 auf, siehe insbesondere 7. Die beiden Klipse 50 sind so ausgebildet, dass sie sich beim Hineinschieben des Schließkörpers 8' in die Ausnehmung 10 der Welle 12 elastisch verformen und über die Umfangsfläche der Welle 12 hinüberrutschen. Ist der Schließkörper 8' in die Welle 12 hineingeschoben, federn die Klipse 50 zurück und liegen mit leichter Vorspannung an der Umfangsfläche der Welle 12 an. Der Schließkörper 8' wird dadurch in seiner Einbaulage in der Ausnehmung 10 fixiert. Diese Ausgestaltung des Schließkörpers 8' ermöglicht eine besonders einfache Montage.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Ventil
    2
    Gehäuse
    4
    Kanal
    6
    Antriebseinrichtung
    8, 8'
    Schließkörper
    10
    Ausnehmung
    12
    Welle
    14
    Drehachse
    16
    Antriebsscheibe
    18
    Rotormagnet
    20
    Stator
    22
    Axialkugellager
    24
    Kugellager
    26
    Dichtring
    28
    Loch
    30
    formschlüssige Verbindung
    32
    Durchgang
    34
    Prägung
    36
    Schrauben
    38
    Muttern
    40
    Kopf
    41
    erster Abschnitt
    42
    zweiter Abschnitt
    43
    Schraubengewinde
    44
    axialer Anschlag
    46
    axialer Anschlag
    48
    Wellenstummel
    49
    Sensormagnet
    50
    Klips
    A
    Strömungsrichtung
  • 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 102011119139 A1 [0002, 0024]

Claims (13)

  1. Ventil (1) für einen Abgasstrang einer Brennkraftmaschine mit folgenden Merkmalen: • einem Gehäuse (2), welches einen Kanal (4) zur Führung von Abgasen enthält; • in dem Kanal (4) ist ein Schließkörper (8, 8') angeordnet, mit welchem der Kanal (4) verschließbar ist; • der Schließkörper (8, 8') ist drehfest an einer drehbar gelagerten Welle (12) befestigt und mit der Welle (12) um die Drehachse (14) der Welle (12) schwenkbar; • an der Welle (12) ist eine antreibbare Antriebsscheibe (16) zum Schwenken der Welle (12) um ihre Drehachse (14) drehfest befestigt; dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (12) aus einem faserverstärkten Kunststoffmaterial besteht und über eine formschlüssige Verbindung (30) mit der Antriebsscheibe (16) verbunden ist.
  2. Ventil nach Anspruch 1, in welchem die formschlüssige Verbindung (30) einen zum Übertragen des Antriebsdrehmoments geeigneten Formschluss und einen in axialer Richtung der Welle (12) wirkenden Formschluss enthält.
  3. Ventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, in welchem der Schließkörper (8, 8') aus Kunststoff besteht.
  4. Ventil nach Anspruch 3, in welchem der Schließkörper (8, 8') mit der Welle (12) verschweißt ist.
  5. Ventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, in welchem die Welle (12) eine Ausnehmung (10) zum Aufnehmen des Schließkörpers (8, 8') aufweist, welche quer zur Drehachse (14) der Welle (12) durch die Welle (12) hindurchgeht und in welcher der Schließkörper (8, 8') sitzt.
  6. Ventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, in welchem der Schließkörper (8, 8') mittels wenigstens einer Schraube (36) an der Welle (12) befestigt ist, welche zwischen ihrem Kopf (40) und ihrem Schraubengewinde (43) wenigstens einen axialen Anschlag (44; 46) enthält, welcher einen größeren Außendurchmesser als das Schraubengewinde (43) aufweist.
  7. Ventil nach Anspruch 5, in welchem der Schließkörper (8, 8') wenigstens ein federndes Halteelement (50) aufweist, welches den in die Ausnehmung (10) der Welle (12) hineingeschobenen Schließkörper (8, 8') an der Welle (12) fixiert.
  8. Ventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, in welchem die Welle (12) durch die Antriebsscheibe (16) hindurchgeht und auf der dem Schließkörper (8, 8') abgewandten Seite ein Sensormagnet (49) drehfest an der Welle (12) befestigt ist.
  9. Ventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, in welchem die Antriebsscheibe (16) aus Metall besteht.
  10. Ventil nach Anspruch 9, in welchem die Antriebsscheibe (16) im Bereich eines Durchgangs (32) für die Welle (12) durch eine Prägung (34) verformt ist.
  11. Verfahren zum Herstellen eines Ventils (1) für einen Abgasstrang einer Brennkraftmaschine, • bei welchem eine Welle (12) drehfest mit einer Antriebsscheibe (16) verbunden wird, • bei welchem die mit der Antriebsscheibe (16) verbundene Welle (12) so in ein einen Kanal (4) zur Führung von Abgasen enthaltendes Gehäuse (2) eingesetzt wird, dass die Welle (12) in den Kanal (4) hineinragt, • bei welchem ein Schließkörper (8, 8') drehfest an der in den Kanal (4) hineinragenden Welle (12) befestigt wird, dadurch gekennzeichnet, dass zum Verbinden der Antriebsscheibe (16) mit der Welle (12) eine vorgefertigte Antriebsscheibe (16) in eine Spritzgussform eingelegt wird und anschließend durch Einspritzen eines faserverstärkten Kunststoffes in die Spritzgussform die Welle (12) geformt und gleichzeitig über eine formschlüssige Verbindung (30) mit der Antriebsscheibe (16) verbunden wird.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, bei welchem beim Spritzgießen der Welle (12) eine zum Aufnehmen des Schließkörpers (8, 8') ausgebildete Ausnehmung (10) in der Welle (12) geformt wird, welche quer zur Drehachse (14) der Welle (12) durch die Welle (12) hindurchgeht.
  13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, bei welchem die Spritzgussform eine Formtrennung aufweist, welche parallel zur Drehachse (14) der Welle (12) orientiert ist und ein Öffnen der Spritzgussform in radialer Richtung der Welle (12) erlaubt.
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