DE102017106129B4

DE102017106129B4 - Abgasklappenvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine

Info

Publication number: DE102017106129B4
Application number: DE102017106129.0A
Authority: DE
Inventors: Bernhard Bronischewski; Norbert Schwartges; Ulrich Fassbender
Original assignee: Pierburg GmbH
Current assignee: Pierburg GmbH
Priority date: 2017-03-22
Filing date: 2017-03-22
Publication date: 2020-07-02
Anticipated expiration: 2037-03-23
Also published as: DE102017106129A1; EP3379070A1; EP3379070B1

Abstract

Abgasklappenvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine mit einem Klappengehäuse (4), in dem ein von Abgas durchströmter Abgaskanal (6) ausgebildet ist, wobei eine Abgasklappe (8) vorgesehen ist, die drehbar im Abgaskanal (6) angeordnet und im Klappengehäuse (4) gelagert ist, wobei ein in einem Motorgehäuse (18) angeordneter Elektromotor zum direkten oder indirekten Antrieb der Abgasklappe (8) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Klappengehäuse (4) eine Teflonbuchse (20) angeordnet ist, die zumindest teilweise den Abgaskanal (6) ausbildet, wobei die Teflonbuchse (20) zumindest an einer nach außen gerichteten Seite eine Abdichtlippe bzw. -wulst (34, 36) aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Abgasklappenvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine mit einem Klappengehäuse, in dem ein von Abgas beströmter Abgaskanal ausgebildet ist, wobei eine Abgasklappe vorgesehen ist, die drehbar im Abgaskanal angeordnet und im Klappengehäuse gelagert ist, wobei ein in einem Motorgehäuse angeordneter Elektromotor zum direkten oder indirekten Antrieb der Abgasklappe vorgesehen ist.
Derartige Abgasklappenvorrichtungen können im Bereich der Abgasrückführung, der Wärmerückgewinnung oder als Abgasbremsen zur Differenzdruckerhöhung benutzt werden. Durch die hohen auftretenden Temperaturen werden besondere Ansprüche an diese Abgasklappenvorrichtung gestellt, um eine Funktionssicherheit zu gewährleisten. Dabei ist sowohl der Klappenkörper selbst bzw. seine Lagerung für die thermische Belastung auszulegen, als auch der Aktor zum Antrieb der Klappe. Aus diesem Grund werden häufig entweder temperaturunempfindliche Steller, wie Vakuumsteller, zum Antrieb derartiger Klappen verwendet oder der Aktor in ausreichender Entfernung zum heißen Abgas angeordnet. Zusätzlich werden thermisch hoch belastbare Lager, wie beispielsweise Keramiklager, zur Lagerung der Klappenwelle verwendet. Ein Beispiel zur Herstellung einer besonders temperaturunempfindlichen Abgasklappenvorrichtung findet sich hierbei in der DE 10 2012 103 374 B4 , wobei im Klappengehäuse ein Kühlmittelkanal vorgesehen ist, um eine Kühlung der Abgasklappenvorrichtung zu gewährleisten. Durch eine derartige Maßnahme werden zwar das Klappengehäuse an sich und die Lager gekühlt, jedoch können der Abgaskanal und die zugehörige Abgasklappe nicht davor bewahrt werden, in unterschiedlichsten Betriebssituationen mit unterschiedlichsten Abgastemperaturen sehr voneinander abweichende Leckageraten in einer „Geschlossen“-Stellung der Abgasklappe zuzulassen. Eine alternative Ausführungsform gemäß der DE 10 2014 103 319 A1 offenbart zur Lösung des thermischen Problems eine Klappenvorrichtung, bei der die Klappe an einem Hebel befestigt ist, der an einem Anschlagpunkt zur Anlage gelangt, wobei die Anschlagfläche geneigt ausgebildet ist, um nachteiligen Folgen einer thermischen Belastung entgegen zu wirken. Diese Klappenvorrichtung ist jedoch sehr Aufwendig im Aufbau. Für Klappenvorrichtungen die als Anschlag das Klappengehäuse nutzen, ist die hier vorgeschlagene Lösung des thermischen Problems nicht zielführend. Als sekundärer Stand der Technik ist die DE US 4 243 000 A in Betracht zu ziehen, die eine Drosselklappenvorrichtung offenbart, bei der ein Teflonring in eine entsprechende Aussparung des Klappengehäuses eingesetzt wird.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Abgasklappenvorrichtung bereitzustellen, die auf einfache und kostengünstige Weise den oben genannten Nachteil vermeidet.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass in dem Klappengehäuse eine Teflonbuchse angeordnet ist, die zumindest teilweise den Abgaskanal ausbildet, wobei die Teflonbuchse zumindest an einer nach außen gerichteten Seite eine Abdichtlippe bzw. -wulst aufweist. Die Teflonbuchse ist aufgrund des Werkstoffes „Teflon“ sehr unempfindlich gegenüber hohen Temperaturschwankungen, so dass ein definierter Leckagemassenstrom in der „Geschlossen“-Stellung in einem weiten Temperaturbereich zu gewährleisten ist.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Teflonbuchse im Klappengehäuse eingepresst, wodurch die Abgasklappenvorrichtung auf besonders einfache und damit kostengünstige Weise herstellbar ist.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform weist die Teflonbuchse eine Anlagefläche für einen Klappenkörper der Abgasklappe auf, wobei der Klappenkörper in einer den Abgaskanal verschließenden „Geschlossen“-Stellung an eine Anlagefläche des Abgaskanals anschlägt.
Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass an der Anlagefläche eine Anschlagkante durch mehrmaliges Anschlagen des Klappenkörpers ausgebildet ist, wodurch eine besonders dichte Abgasklappenvorrichtung bereitgestellt wird.
Um die Teflonbuchse auf einfache Weise während des Herstellungsprozesses der Abgasklappenvorrichtung im Klappengehäuse positionieren zu können, kann die Teflonbuchse an einer nach außen gerichtete Seite eine im Durchmesser vergrößerte Positionierfläche aufweisen.
Zur einfachen Montierbarkeit besitzt die Teflonbuchse eine Aussparung.
Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert, hierbei zeigt:

1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Abgasklappenvorrichtung,
2 eine Schnittansicht eines Klappengehäuses der Abgasklappenvorrichtung aus 1, und
3 eine Seitenansicht einer Teflonbuchse, die im Klappengehäuse der 1 und 2 einzusetzen ist.

1 zeigt in einer perspektivischen Ansicht eine erfindungsgemäße Abgasklappenvorrichtung 2, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Niederdruck-AGR-Ventil ausgebildet ist. Die Abgasklappenvorrichtung 2 weist ein Klappengehäuse 4 auf, durch welches ein abgasdurchströmter Abgaskanal 8 radial begrenzt wird. In diesem Abgaskanal 6 ist eine Abgasklappe 6 angeordnet. Die Abgasklappe 8 besteht hierbei aus einem Klappenkörper 10 sowie einer Welle 12, an der der Klappenkörper 10 befestigt ist. Die Welle 12 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel an einer Seite des Abgaskanals 6 drehbar gelagert.
Die Welle 12 ist auf bekannte Weise über ein nicht weiter dargestelltes Getriebe, das hier durch einen Gehäusedeckel 14 mit einem Motorstecker 16 verdeckt wird, mit einem in einem Motorgehäuse 18 angeordneten, nicht sichtbaren Elektromotor, verbunden.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind das Klappengehäuse 4 und das Motorgehäuse 18 einteilig ausgeführt. Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass in dem Klappengehäuse 4 eine Teflonbuchse 20 angeordnet ist, die den Abgaskanal 6 bildet. Diese Teflonbuchse 20 gewährleistet eine hohe Unempfindlichkeit des Abgaskanals gegenüber hohen Abgastemperaturen. Auf diese Weise ist es möglich, die Abgasklappe 8 in einem weiten Betriebstemperaturbereich einwandfrei zu betätigen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel dient ein Innenseitenbereich 22 der Teflonbuchse 20 als Anlagefläche für den Klappenkörper 10 der Abgasklappe 8. Hierbei schlägt der Klappenkörper 10 in einer den Abgaskanal 6 verschließenden „Geschlossen“-Stellung an die Anlagefläche 22 des Abgaskanals 6 an. Durch ein mehrmaliges Anschlagen des Klappenkörpers 10 an der Anlagefläche 22 bildet sich eine Anschlagkante 24 aus, die die Leckagedichtheit in einer „Geschlossen“-Stellung des Klappenkörpers 8 noch erhöht.
2 zeigt in einer Schnittansicht das einteilig ausgebildete Klappen-, Motorgehäuse 4, 18. In dem Klappengehäuse 4 ist die Teflonbuchse 20 eingepresst. Zur optimalen Positionierung weist die Teflonbuchse 20 an einer nach außen gerichteten Seite 26 eine Positionierfläche 28 (siehe insbesondere 3) auf, die einen größeren Außendurchmesser aufweist als der übrige Bereich der Teflonbuchse 20. Diese Anlagefläche 22 kommt während des Einpressvorganges an einem Absatz 30 des Klappengehäuses 4 zum Anliegen, wodurch ein besonders einfaches Positionieren während des Herstellvorganges ermöglicht wird. Hilfreich in diesem Zusammenhang ist auch eine Aussparung 32, wodurch die Teflonbuchse auf einfache Weise nach Montage der Abgasklappe 8 eingesetzt werden kann.
3 zeigt nun in einer Seitenansicht die Teflonbuchse 20. Zur einfachen Montierbarkeit ist hier die Aussparung 32 für die Welle 12 der Abgasklappe 8 vorgesehen. Zudem sind an beiden nach außen gerichteten Seiten Abdichtwulsten 34, 36 vorgesehen, die die Abgasklappenvorrichtung 2 und deren Abgaskanal 6 im Verbrennungsmotor verbauten Zustand fluidisch abdichten.

Claims

Abgasklappenvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine mit einem Klappengehäuse (4), in dem ein von Abgas durchströmter Abgaskanal (6) ausgebildet ist, wobei eine Abgasklappe (8) vorgesehen ist, die drehbar im Abgaskanal (6) angeordnet und im Klappengehäuse (4) gelagert ist, wobei ein in einem Motorgehäuse (18) angeordneter Elektromotor zum direkten oder indirekten Antrieb der Abgasklappe (8) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Klappengehäuse (4) eine Teflonbuchse (20) angeordnet ist, die zumindest teilweise den Abgaskanal (6) ausbildet, wobei die Teflonbuchse (20) zumindest an einer nach außen gerichteten Seite eine Abdichtlippe bzw. -wulst (34, 36) aufweist.
Abgasklappenvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Teflonbuchse (20) im Klappengehäuse (4) eingepresst ist.
Abgasklappenvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Teflonbuchse (20) eine Anlagefläche (22) für einen Klappenkörper (10) der Abgasklappe (8) aufweist, wobei der Klappenkörper (10) in einer den Abgaskanal (6) verschließenden „Geschlossen“-Stellung an eine Anlagefläche (22) des Abgaskanals (6) anschlägt.
Abgasklappenvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass an der Anlagefläche (22) eine Anschlagkante (24) durch mehrmaliges Anschlagen des Klappenkörpers (10) ausgebildet ist.
Abgasklappenvorrichtung nach einen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Teflonbuchse (20) an einer nach außen gerichteten Seite eine im Durchmesser vergrößerte Positionierfläche (28) aufweist.
Abgasklappenvorrichtung nach einen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Teflonbuchse (20) eine Aussparung (32) besitzt.