DE102020004443A1 - flap device - Google Patents
flap device Download PDFInfo
- Publication number
- DE102020004443A1 DE102020004443A1 DE102020004443.3A DE102020004443A DE102020004443A1 DE 102020004443 A1 DE102020004443 A1 DE 102020004443A1 DE 102020004443 A DE102020004443 A DE 102020004443A DE 102020004443 A1 DE102020004443 A1 DE 102020004443A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- flap
- shaft
- actuator
- pressure pad
- wire pressure
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
- F02M26/65—Constructional details of EGR valves
- F02M26/70—Flap valves; Rotary valves; Sliding valves; Resilient valves
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D9/00—Controlling engines by throttling air or fuel-and-air induction conduits or exhaust conduits
- F02D9/04—Controlling engines by throttling air or fuel-and-air induction conduits or exhaust conduits concerning exhaust conduits
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D9/00—Controlling engines by throttling air or fuel-and-air induction conduits or exhaust conduits
- F02D9/08—Throttle valves specially adapted therefor; Arrangements of such valves in conduits
- F02D9/10—Throttle valves specially adapted therefor; Arrangements of such valves in conduits having pivotally-mounted flaps
- F02D9/1065—Mechanical control linkage between an actuator and the flap, e.g. including levers, gears, springs, clutches, limit stops of the like
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D9/00—Controlling engines by throttling air or fuel-and-air induction conduits or exhaust conduits
- F02D9/02—Controlling engines by throttling air or fuel-and-air induction conduits or exhaust conduits concerning induction conduits
- F02D2009/0201—Arrangements; Control features; Details thereof
- F02D2009/0264—Arrangements; Control features; Details thereof in which movement is transmitted through a spring
Abstract
Die Erfindung betrifft eine Klappeneinrichtung (1) zur Steuerung eines Gasstroms durch eine Rohrleitung (2), mit einer mit einer Welle (4) verbundenen Klappe (3), wenigstens einer Lagerung (5, 6) für die Welle (4), einem Steller (8) zur Betätigung der Klappe (3) und einem Drahtpresskissen (7) als Dämpfungselement.Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Drahtpresskissen (7) und eine Schraubenfeder (9) zwischen dem Steller (8) und der Welle (4) in Reihe angeordnet sind.The invention relates to a flap device (1) for controlling a gas flow through a pipeline (2), with a flap (3) connected to a shaft (4), at least one bearing (5, 6) for the shaft (4), and an actuator (8) for actuating the flap (3) and a wire pressure pad (7) as a damping element. The invention is characterized in that the wire pressure pad (7) and a helical spring (9) between the actuator (8) and the shaft (4) in are arranged in a row.
Description
Die Erfindung betrifft eine Klappeneinrichtung zur Steuerung eines Gasstroms durch eine Rohrleitung nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art. Außerdem betrifft die Erfindung ein Antriebssystem mit einer derartigen Klappeneinrichtung sowie ein Fahrzeug mit einem solchen Antriebssystem.The invention relates to a flap device for controlling a gas flow through a pipeline according to the type defined in more detail in the preamble of
Die
Aus diesem Grund schlägt die
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, eine verbesserte Klappeneinrichtung anzugeben, welche die genannten Nachteile vermeidet.The object of the present invention consists in specifying an improved flap device which avoids the disadvantages mentioned.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Klappeneinrichtung mit den Merkmalen im Anspruch 1, und hier insbesondere im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich von den hiervon abhängigen Unteransprüchen. Außerdem ist im Anspruch 5 ein Antriebssystem mit einer derartigen Klappe und im Anspruch 6 ein Fahrzeug mit einem solchen Antriebssystem angegeben.According to the invention, this object is achieved by a flap device with the features in
Bei der erfindungsgemäßen Klappeneinrichtung sind das Drahtpresskissen und eine Schraubenfeder zwischen dem Steller bzw. Aktuator und der Welle, mit welcher die Klappe verbunden ist, in Reihe angeordnet. Das Drahtpresskissen und die Schraubenfeder sind somit an einem jeweiligen ihrer Enden verbunden. Das Drahtpresskissen oder die Schraubenfeder ist mit ihrem anderen Ende mit dem Steller oder der Welle verbunden. Somit kann aus Sicht des Stellers in Richtung der Welle sowohl zuerst das Drahtpresskissen, als auch die Schraubenfeder zwischen Steller und Welle angeordnet sein. Das Drahtpresskissen ist geeignet, Montage- und Fertigungstoleranzen zwischen dem Steller und der Welle der Klappe auszugleichen. Dabei werden insbesondere auch Winkelfehler zwischen dem Steller und der Welle der Klappe ausgeglichen. Drahtpresskissen und Schraubenfeder übertragen neben einem in Umfangsrichtung der Welle der Klappe verlaufenden Moment, Kräfte lediglich in axialer Richtung bezogen auf die Klappenwelle. Dadurch wird diese ins Axiallager gepresst. Weil keine radiale Kraftkomponente mit übertragen wird, wird verhindert, dass die Klappenwelle sich radial gegen ihre Radiallager, welche typischerweise auf beiden Seiten der Rohrleitung gegenüberliegend angeordnet sind, presst. Durch diesen Aufbau lässt sich so eine sehr geringe Reibung und damit letztlich eine Verminderung des Stick-Slip-Effekts erreichen. Dadurch wird durch diesen Effekt ausgelöstes Quietschen effizient verhindert und durch das Drahtpresskissen werden auch hochfrequente Anregungen, also Anregungen mit einer Frequenz von mehr als 500 Hz, welche beispielsweise aber nicht ausschließlich durch den angesprochenen Stick-Slip-Effekt hervorgerufen werden, effizient bedämpft. Ferner leitet eine Schraubenfeder aufgrund einer geringen Querschnittsfläche und einer durch die Schraubenform bedingten hohen Ausdehnung in Richtung der Klappenwelle Wärme nur schlecht weiter. Somit wird ein Weiterleiten eines durch die Klappe aus dem Gasstrom entzogenen Wärmestroms in den Steller reduziert.In the flap device according to the invention, the wire pressure pad and a helical spring are arranged in series between the positioner or actuator and the shaft to which the flap is connected. The wire pressing pad and the coil spring are thus connected at respective ends thereof. The wire pressure pad or coil spring is connected to the actuator or shaft at its other end. Thus, from the point of view of the actuator, both the wire pressure pad and the coil spring can be arranged between the actuator and the shaft in the direction of the shaft. The wire pressure pad is suitable for compensating for assembly and manufacturing tolerances between the actuator and the flap shaft. In particular, angle errors between the actuator and the shaft of the flap are also compensated. Wire pressure pads and coil springs transmit not only a moment running in the circumferential direction of the shaft of the flap but also forces only in the axial direction in relation to the flap shaft. As a result, it is pressed into the axial bearing. Because no radial force component is also transmitted, the valve shaft is prevented from pressing radially against its radial bearings, which are typically arranged opposite one another on both sides of the pipeline. This structure means that very little friction can be achieved, which ultimately reduces the stick-slip effect. This efficiently prevents squeaking caused by this effect and the wire pressure pad also efficiently dampens high-frequency excitations, i.e. excitations with a frequency of more than 500 Hz, which, for example, are not exclusively caused by the stick-slip effect mentioned. Furthermore, a helical spring conducts heat only poorly due to a small cross-sectional area and a high degree of expansion in the direction of the flap shaft due to the helical shape. This reduces the transfer of a heat flow drawn from the gas flow through the flap into the actuator.
Gemäß einer sehr vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Klappeneinrichtung sind das Drahtpresskissen und die Schraubenfeder dabei kraftschlüssig zwischen dem Steller und der Welle angeordnet, um so die Welle entsprechend in das Axiallager zu pressen, jedoch keine radialen Kräfte zu übertragen, wie es oben ausgeführt ist.According to a very advantageous development of the flap device according to the invention, the wire pressure pad and the helical spring are arranged non-positively between the actuator and the shaft in order to press the shaft accordingly into the axial bearing, but not to transmit any radial forces, as explained above.
Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Klappeneinrichtung sieht ferner vor, dass das Drahtpresskissen und die Schraubenfeder auf der Seite eines Radial- und Axiallagers der Klappenwelle angeordnet sind, während auf der gegenüberliegenden Seite der Rohrleitung die Klappenwelle in einem Radiallager aufgenommen ist. Damit liegt das Drahtpresskissen und die Schraubenfeder direkt auf der Seite des als Axiallager wirkenden Anteils des Radial- und Axiallagers, sodass ein kompakter und effizienter Aufbau entsteht, bei dem der Teil der Welle, welcher mit dem Axiallager zusammenwirkt, direkt über das Drahtpresskissen und die Schraubenfeder in Axialrichtung gepresst und der Aufbau damit in der gewünschten Art und Weise bedämpft wird.A particularly advantageous further development of the flap device according to the invention further provides that the wire pressure pad and the coil spring are arranged on the side of a radial and axial bearing of the valve shaft, while on the opposite side of the pipeline the valve shaft is accommodated in a radial bearing. This places the wire pressure pad and coil spring directly on the side of the thrust bearing portion of the radial and thrust bearing, resulting in a compact and efficient design in which the portion of the shaft that interacts with the thrust bearing sits directly above the wire pressure pad and coil spring pressed in the axial direction and the structure is thus dampened in the desired manner.
Als Steller eignet sich dabei prinzipiell jede beliebige Art von Steller. Gemäß einer außerordentlich günstigen Weiterbildung der Idee ist der Steller jedoch als elektrischer Steller ausgebildet, welcher die Klappe entsprechend einer Vorgabe eines Steuerungs- und/oder Regelungssystems in die gewünschte Position stellt. Zur Übertragung eines durch den Steller erzeugten Drehmoments auf die Klappe ist diese über die Klappenwelle am Steller angeschlossen. Wie bereits erwähnt kann die Klappe in einem heißen Gasstrom angeordnet sein, wodurch bei einer Ausführung von Klappe und Klappenwelle aus einer Metalllegierung ein erhöhter Wärmestrom an den Steller weitergegeben wird. Zur Sicherung einer korrekten Funktionsweise des Stellers darf sich dieser jedoch nicht zu stark aufheizen. Dank einer Kopplung der Klappenwelle an den Steller über eine Reihenschaltung aus Drahtpresskissen und Schraubenfeder lässt sich das Weitergeben des aus dem Gasstrom entzogenen Wärmestroms an den Steller reduzieren. In principle, any type of controller is suitable as the controller. According to an extraordinarily favorable further development of the idea, however, the actuator is in the form of an electrical actuator, which sets the flap to the desired position in accordance with a specification from a control and/or regulation system. In order to transmit a torque generated by the actuator to the flap, the latter is connected to the actuator via the flap shaft. As already mentioned, the flap can be arranged in a hot gas flow, whereby an increased flow of heat is passed on to the actuator when the flap and flap shaft are made of a metal alloy. However, to ensure that the controller functions correctly, it must not heat up too much. Thanks to the coupling of the flap shaft to the actuator via a series connection of wire pressure pads and coil springs, the transfer of the heat flow extracted from the gas flow to the actuator can be reduced.
Erfindungsgemäß kann nun ein Antriebssystem vorgesehen sein, welches mit einem Verbrennungsmotor ausgerüstet ist, wobei die Klappe der Klappeneinrichtung als Stauklappe in einem Abgasrohr des Verbrennungsmotors ausgebildet ist. Insbesondere bei diesen Anwendungen ist einerseits die Bedämpfung sowohl niederfrequenter als auch hochfrequenter Quietsch- und Klappergeräusche besonders sinnvoll. Der Einsatz einer Reihenschaltung aus Drahtpresskissens und Schraubenfeder ermöglicht dies ideal, auch bei entsprechend hohen Temperaturen, da durch das Drahtpresskissen die Bedämpfung weitgehend unabhängig vom Temperaturniveau möglich ist, insbesondere auch bei den hohen Temperaturen, welche im Abgas eines Verbrennungsmotors vorliegen.According to the invention, a drive system can now be provided which is equipped with an internal combustion engine, the flap of the flap device being designed as a storage flap in an exhaust pipe of the internal combustion engine. In these applications in particular, the damping of both low-frequency and high-frequency squeaking and rattling noises is particularly useful. The use of a series connection of wire pressure pads and helical springs makes this ideal, even at correspondingly high temperatures, since the wire pressure pad allows damping to a large extent independently of the temperature level, especially at the high temperatures that are present in the exhaust gas of an internal combustion engine.
Das Antriebssystem mit dem Verbrennungsmotor kann nun vorzugsweise als das verbrennungsmotorische Antriebssystem eines Fahrzeugs, beispielsweise eines Personenkraftwagens, eines Nutzfahrzeugs, eines Omnibusses oder dergleichen vorgesehen sein. Der Einsatz lässt sich prinzipiell auch in anderen Fahrzeugen wie beispielsweise schienengebundenen Fahrzeugen oder Wasserfahrzeugen vornehmen.The drive system with the internal combustion engine can now preferably be provided as the internal combustion engine drive system of a vehicle, for example a passenger car, a commercial vehicle, a bus or the like. In principle, it can also be used in other vehicles such as rail-bound vehicles or watercraft.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Klappeneinrichtung ergeben sich auch aus den Ausführungsbeispielen, welche nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren näher dargestellt sind.Further advantageous configurations of the flap device according to the invention also result from the exemplary embodiments, which are illustrated in more detail below with reference to the figures.
Dabei zeigen:
-
1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Klappeneinrichtung, und -
2 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Klappeneinrichtung bei der ein Drahtpresskissen und eine Schraubenfeder an einer unterschiedlichen Position sitzen.
-
1 a schematic representation of a flap device according to the invention, and -
2 a schematic representation of the flap device according to the invention in which a wire pressure pad and a coil spring sit in a different position.
In
Die Verbindung ist dabei so realisiert, dass das Drahtpresskissen 7 und die Schraubenfeder 9 im Kraftschluss zwischen dem Steller 8 und der Welle 4 der Klappe 3 sitzen. Das Drahtpresskissen 7 und die Schraubenfeder 9 gleichen dabei Montage- und Fertigungstoleranzen aus, insbesondere auch Winkelfehler zwischen dem Steller 8 und der Klappe 3 bzw. ihrer Welle 4. Dabei werden durch das Drahtpresskissen 7 und die Schraubenfeder 9 nur Drehmomente um die Welle 4 und Axialkräfte übertragen, um die Welle 4 der Klappe 3 in den Axiallageranteil des kombinierten Radial- und Axiallagers 6 zu pressen. Dabei treten keine radialen Kraftkomponenten auf, welche die Welle 4 der Klappe 3 radial gegen das Radiallager 5 und den Radialanteil des kombinierten Radial- und Axiallagers 6 pressen. Somit wird die Reibung reduziert und das Auftreten eines möglichen Stick-Slip-Effekts wird verhindert. Neben einer Dämpfung von niederfrequenten Klappengeräuschen, welche zusätzlich durch die Schraubenfeder 9 bereits sehr gut bedämpft werden können, lassen sich so über das Drahtpresskissen 7 auch hochfrequente Anregungen mit Frequenzen von mehr als 500 Hz, gegen welche die Feder keine Wirkung hat, bedämpfen. Durch eine Kombination der Dämpfungswirkung von Schraubenfeder 9 und Drahtpresskissen 7 lassen sich somit Schwingungen über eine hohe Bandbreite dämpfen. Ferner verhindert die Reihenschaltung aus Drahtpresskissen 7 und Schraubenfeder 9 eine unzulässig große Aufheizung des Stellers 8 durch ein Weiterleiten eines aus einem Abgasstrom entzogenen Wärmestroms in diesen durch einen geringen Wärmeleitkoeffizienten.The connection is realized in such a way that the
Bei der Auslegung des Drahtpresskissens 7 und der Schraubenfeder 9 ist dabei zu beachten, dass die notwendige Federkraft erreicht wird, um die Klappe 3 bzw. ihre Welle 4 zuverlässig ins Axiallager zu pressen und dass das Drahtpresskissen 7 ein ausreichendes Volumen zur Energievernichtung der hochfrequenten Schwingungen, welche hier bedämpft werden sollen, hat. Durch den möglichen Ausgleich der Winkeltoleranzen zwischen dem Steller 8 und der Klappe 3 bzw. ihrer Welle 4 und den Verzicht auf die Übertragung von Radialkräften wird, wie bereits erwähnt, die Reibung entsprechend reduziert, was zur Reduktion der Stick-Slip-Effekte und damit zu einer weiteren Reduzierung von Quietschgeräuschen führt.When designing the
Dabei können wie in
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION
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.This list of documents cited by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.
Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited
- DE 102010047464 A1 [0002]DE 102010047464 A1 [0002]
- DE 102017117289 A1 [0003]DE 102017117289 A1 [0003]
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102020004443.3A DE102020004443A1 (en) | 2020-07-23 | 2020-07-23 | flap device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102020004443.3A DE102020004443A1 (en) | 2020-07-23 | 2020-07-23 | flap device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102020004443A1 true DE102020004443A1 (en) | 2022-01-27 |
Family
ID=79179223
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102020004443.3A Withdrawn DE102020004443A1 (en) | 2020-07-23 | 2020-07-23 | flap device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102020004443A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN116107293A (en) * | 2023-04-10 | 2023-05-12 | 商飞软件有限公司 | Civil aircraft flight control system actuation loop fault diagnosis system and diagnosis method |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102010047464A1 (en) | 2010-10-06 | 2012-04-12 | Pierburg Gmbh | Arrangement for mounting actuator in vibration component e.g. waste gas valve in vehicle, has damping element arranged in vibration transmission chain between holding element and actuator housing, where damping element is wire mesh |
DE102017117289A1 (en) | 2017-07-31 | 2019-01-31 | Friedrich Boysen Gmbh & Co. Kg | Valve device |
-
2020
- 2020-07-23 DE DE102020004443.3A patent/DE102020004443A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102010047464A1 (en) | 2010-10-06 | 2012-04-12 | Pierburg Gmbh | Arrangement for mounting actuator in vibration component e.g. waste gas valve in vehicle, has damping element arranged in vibration transmission chain between holding element and actuator housing, where damping element is wire mesh |
DE102017117289A1 (en) | 2017-07-31 | 2019-01-31 | Friedrich Boysen Gmbh & Co. Kg | Valve device |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN116107293A (en) * | 2023-04-10 | 2023-05-12 | 商飞软件有限公司 | Civil aircraft flight control system actuation loop fault diagnosis system and diagnosis method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE102009016597B4 (en) | Exhaust flap drive for a motor vehicle | |
EP3438427B1 (en) | Flap device | |
DE102015211748B4 (en) | Actuating arrangement of an exhaust gas turbocharger and method for assembling a control rod of an actuating arrangement of an exhaust gas turbocharger | |
DE102012105402A1 (en) | Adjustment device for an exhaust gas turbocharger | |
EP2042702B1 (en) | Dampening assembly | |
DE102016100900A1 (en) | Adjustment device for an exhaust gas turbocharger and turbocharger | |
DE102010047464B4 (en) | mounting assembly | |
WO2008046563A1 (en) | Valve device | |
DE102016203794A1 (en) | Flap valve with axial projection bearing | |
DE102015209823A1 (en) | actuator | |
DE102008060585B4 (en) | Arrangement for actuating a clutch | |
DE102020004443A1 (en) | flap device | |
DE102016106153A1 (en) | Shielding part, in particular heat shield, with a fastening device for fastening the shielding part to a fastening partner part | |
DE102017119958A1 (en) | VALVE ASSEMBLY AND THIS COMPREHENSIVE VALVE SYSTEM | |
WO2017174323A1 (en) | Fastening device for shielding part, in particular for a heat shield, and shielding part having at least one fastening device | |
DE102013207695A1 (en) | Tension ring drive for friction clutch of motor car, has position spring arranged at tension ring or fixed component, and connection unit fixed with fixed component or tension ring and connected to position spring | |
DE102017222465B4 (en) | Flap device for the exhaust system of an internal combustion engine | |
DE102018206791B4 (en) | Flap valve with vibration damper | |
DE102020204141A1 (en) | Flap device | |
DE10228619B4 (en) | Exhaust pipe for the exhaust system of a motor vehicle | |
DE102011102018A1 (en) | Valve device used in gas exhaust system for motor vehicle, has valve connected with actuator by connectors and resilient coupling that is formed of sleeve-shape and provided with bellows | |
DE102006028488B4 (en) | control rod | |
DE102013111003A1 (en) | Hybrid valve assembly for exhaust system, has vane that is mounted within bore and moveable between open position and closed position, and resilient element or spring that biases vane toward closed position | |
WO2002077492A1 (en) | Transmission-drive unit | |
EP3692273B1 (en) | Coupling system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |