DE102020133984A1 - Baugruppe und Kraftfahrzeug - Google Patents

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Abstract

Es wird eine Baugruppe (10) für ein Kraftfahrzeug angegeben, mit einem abgasführenden Rohr (12), in dem ein verstellbares Element (24) angeordnet ist, um einen Abgasstrom durch das abgasführende Rohr (12) zu steuern, wobei zum Verstellen des verstellbaren Elements ein Aktuator (26) vorhanden ist, der über eine Verbindungsfläche (30) flächig an einer Fahrzeugstruktur angebunden ist. Des Weiteren wird ein Kraftfahrzeug mit einem Wärmerückgewinnungssystem und/oder einem Abgasrückführungssystem angegeben.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Baugruppe für ein Kraftfahrzeug, zum Beispiel eine Baugruppe für ein Wärmerückgewinnungssystem oder ein Abgasrückführungssystem eines Kraftfahrzeugs, sowie ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Baugruppe.
  • Baugruppen für Wärmerückgewinnungssysteme oder Abgasrückführungssysteme umfassen üblicherweise mindestens ein verstellbares Element wie eine Klappe, um einen Fluidstrom zu steuern. Insbesondere hinsichtlich des Anteils des Volumenstroms, der durch den Wärmetauscher strömt, und des Anteils, der durch einen Bypass strömt. Zum Verstellen der Klappe ist ein Aktuator vorgesehen.
  • Der Aktuator ist in der Regel an einem separaten Halter verschraubt. Dadurch ist die Montage relativ aufwendig und der Halter nimmt zusätzlich zum Aktuator Bauraum ein.
  • Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Baugruppe für ein Wärmerückgewinnungssystem oder ein Abgasrückführungssystem eines Kraftfahrzeugs bereitzustellen, die besonders einfach und kostengünstig herstellbar ist.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Baugruppe für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für ein Wärmerückgewinnungssystem oder ein Abgasrückführungssystem eines Kraftfahrzeuges, mit einem abgasführenden Rohr, in dem ein verstellbares Element angeordnet ist, um einen Abgasstrom durch das abgasführende Rohr zu steuern, wobei zum Verstellen des verstellbaren Elements ein Aktuator vorhanden ist, der über eine Verbindungsfläche flächig an einer Fahrzeugstruktur angebunden ist.
  • Flächig im Sinne der Erfindung bedeutet, dass der Aktuator nicht über einzelne Schraubpunkte an einer Fahrzeugstruktur befestigt ist, sondern über eine Fläche von mindestens mehreren Quadratzentimetern an der Fahrzeugstruktur angebunden ist. Dies schließt jedoch nicht aus, dass beispielsweise eine einzelne Verschraubung zur Absicherung vorhanden ist.
  • Eine derartige Befestigung des Aktuators hat den Vorteil, dass keine beziehungsweise deutlich weniger Verschraubungen zur Befestigung des Aktuators notwendig sind. Dadurch ist die Montage des Aktuators vereinfacht und folglich besonders kostengünstig. Ein weiterer Vorteil ist, dass keine zusätzlichen Halterungen notwendig sind, wodurch die Baugruppe besonders kompakt ausgebildet sein kann, sodass der für die Baugruppe benötigte Bauraum besonders gering ist. Durch den Wegfall der Halterung und der Verschraubungen ist außerdem die Anzahl an erforderlichen Bauteilen gering, was sich ebenfalls vorteilhaft auf die Herstellkosten auswirkt.
  • Zwischen der Verbindungsfläche und dem Aktuator ist insbesondere eine feste Verbindung vorhanden.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist ein Gehäuse des Aktuators an der Verbindungsfläche direkt stoffschlüssig angebunden, insbesondere verklebt oder verlötet. An dem Gehäuse des Aktuators kann zu diesem Zweck eine zumindest abschnittsweise zur Verbindungsfläche korrespondierende Anlagefläche ausgebildet sein. Zur Befestigung des Aktuators sind somit keine weiteren Verbindungsmittel notwendig. Indem der Aktuator direkt an der Verbindungsfläche stoffschlüssig angebunden ist, ist die Baugruppe besonders kompakt, da kein beziehungsweise nur ein sehr geringer Abstand zwischen dem Aktuator und der Verbindungsfläche vorhanden ist. Alternativ kann eine Zwischenplatte vorgesehen sein, wobei der Aktuator an der Zwischenplatte befestigt, insbesondere stoffschlüssig angebunden ist und die Zwischenplatte an der Verbindungsfläche stoffschlüssig angebunden, insbesondere verklebt oder verlötet ist. Die Zwischenplatte kann einen Adapter bilden, um die Geometrie des Aktuators an die Fahrzeugstruktur anzupassen.
  • Die Verbindungsfläche ist beispielsweise durchgehend ausgebildet. Dadurch lässt sich besonders einfach eine Verbindung zwischen dem Aktuator und der Fahrzeugstruktur herstellen.
  • Innerhalb der Verbindungsfläche können Aussparungen vorhanden sein, wobei im Bereich der Aussparungen keine feste Verbindung zwischen dem Aktuator und der Verbindungsfläche vorhanden ist. Derartige Aussparungen können sich beispielsweise in Bereichen befinden, in denen eine Befestigung aufgrund geometrischer Gegebenheiten nicht möglich oder nur mit großem Aufwand zu erreichen ist.
  • Es ist auch denkbar, dass zwei voneinander separate Verbindungsflächen vorhanden sind.
  • Die Verbindungsfläche kann eben sein. Dadurch lassen sich besonders einfach korrespondierende Anlageflächen zwischen der Fahrzeugstruktur und dem Aktuator herstellen.
  • Die Verbindungsfläche kann jedoch auch eine andere Geometrie haben. Zum Beispiel kann die Verbindungsfläche gewölbt oder abgestuft sein oder auf verschiedenen Ebenen verlaufen.
  • Gemäß einer Ausführungsform hat die Baugruppe einen Kühlmittelmantel, wobei zwischen dem abgasführenden Rohr und dem Kühlmittelmantel ein Wärmeaustausch möglich ist und wobei die Verbindungsfläche an dem Kühlmittelmantel vorgesehen ist. Dies trägt ebenfalls zu einer kompakten Bauweise der Baugruppe bei.
  • Indem der Aktuator an dem Kühlmittelmantel verklebt oder verlötet ist, lässt sich der Aktuator direkt an dem Kühlmittelmantel befestigen, ohne dass eine Verschraubung in den Kühlmittelmantel erfolgen muss, sodass keine aufwendige Abdichtung erforderlich ist.
  • Das verstellbare Element ist beispielsweise eine Klappe und der Aktuator ist eingerichtet, einen mit der Klappe verbundenen drehbar gelagerten Schaft anzutreiben. So kann auf besonders einfache Weise eine Wirkverbindung zwischen der Klappe und dem Schaft hergestellt werden.
  • Der Schaft des Aktuators erstreckt sich beispielsweise durch den Kühlmittelmantel hindurch. Dies hat den Vorteil, dass der Aktuator mit Abstand zu dem verstellbaren Element angeordnet werden kann und der Kühlmittelmantel nicht großflächig unterbrochen werden muss, wodurch eine besonders große Anlagefläche zwischen dem abgasführenden Rohr und dem Kühlmittelmantel vorhanden ist. Somit kann eine besonders gute Wärmeübertragung stattfinden. Zudem können der Schaft und der Aktuator gekühlt werden.
  • In dem Bereich, in dem sich der Schaft durch den Kühlmittelmantel hindurch erstreckt, ist insbesondere eine Aussparung in der Verbindungsfläche vorhanden. Das bedeutet, dass der Schaft die Verbindungsfläche durchbricht und von der Verbindungsfläche umgeben ist. Die Verbindungsfläche, genauer gesagt der auf der Verbindungsfläche aufgetragene Klebstoff beziehungsweise das Lot kann somit zur Abdichtung des Kühlmittelmantels in dem Bereich beitragen, in dem der Schaft sich durch den Kühlmittelmantel hindurch erstreckt. Zusätzliche Dichtmaßnahmen können dadurch entfallen oder vereinfacht werden.
  • Sofern eine Zwischenplatte vorgesehen ist, kann auch eine entsprechende Aussparung in der Zwischenplatte vorgesehen sein, derart, dass sich der Schaft durch die Zwischenplatte hindurch erstreckt.
  • Anstelle einer Klappe, die über einen drehbaren Schaft verstellt werden kann, kann auch ein Schieber vorhanden sein, der über den Aktuator bewegt werden kann, um den Abgasstrom durch das abgasführende Rohr zu steuern.
  • Der Schieber kann sich ebenfalls durch den Kühlmittelmantel hindurch erstrecken.
  • Von dem abgasführenden Rohr kann stromabwärts des verstellbaren Elements eine Abgasrückführung abzweigen. Dies verbessert zusätzlich die Effizienz eines Wärmerückgewinnungssystems.
  • Die Aufgabe wird des Weiteren erfindungsgemäß gelöst durch ein Kraftfahrzeug mit einem Wärmerückgewinnungssystem und/oder einem Abgasrückführungssystem, das eine Baugruppe umfasst, die wie vorhergehend beschrieben ausgebildet ist.
  • Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den beiliegenden Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen:
    • - 1 eine erfindungsgemäße Baugruppe eines Wärmerückgewinnungssystems in einer Draufsicht,
    • - 2 die Baugruppe aus 1 in einer Seitenansicht,
    • - 3 einen Teil einer weiteren erfindungsgemäßen Baugruppe,
    • - 4 eine Draufsicht auf eine Zwischenplatte der Baugruppe aus 3
    • - 5 einen Teil noch einer weiteren erfindungsgemäßen Baugruppe, und
    • - 6 einen Teil noch einer weiteren erfindungsgemäßen Baugruppe.
  • 1 zeigt eine Baugruppe 10. Die Baugruppe 10 kann in einem Kraftfahrzeug montiert sein, das der Einfachheit halber nicht dargestellt ist.
  • Die Baugruppe 10 hat ein abgasführendes Rohr 12, durch das Abgase von einem Verbrennungsmotor zu einem Auspuff strömen können.
  • Von dem abgasführenden Rohr 12 zweigt eine Abgasrückführung 14 ab, mittels der Abgas in einen Ansaugraum zurückgeführt werden kann.
  • Die Baugruppe 10 hat des Weiteren einen Wärmetauscher 16, in welchem Wärme von dem durch das abgasführende Rohr 12 strömenden Abgas auf ein Wärmeübertragungsmedium übertragen werden kann, das im Folgenden als Kühlmittel bezeichnet wird.
  • Der Wärmetauscher 16 hat zu diesem Zweck einen Kühlmittelmantel 18 mit einem Kühlmitteleinlass 20 und einem Kühlmittelauslass 22.
  • In dem abgasführenden Rohr 12 ist ein verstellbares Element 24 angeordnet, welches dazu dient, den Abgasstrom durch das abgasführende Rohr 12 zu steuern. Das verstellbare Element 24 ist beispielsweise eine Klappe.
  • Das verstellbare Element 24 ist in den Figuren nicht zu sehen, in 2 ist jedoch die Position des verstellbaren Elements 24 im abgasführenden Rohr schematisch eingezeichnet.
  • Zum Verstellen des verstellbaren Elements 24 ist ein Aktuator 26 vorhanden.
  • Der Aktuator 26 ist über einen drehbar gelagerten Schaft 28 mit dem verstellbaren Element 24 verbunden. Der Schaft 28 kann einteilig mit dem verstellbaren Element 24 ausgebildet sein.
  • Die Position des Schafts 28 ist in 3 gezeigt. Diese zeigt zwar eine andere Ausführungsform als die 1 und 2, der Schaft 28 ist jedoch in den verschiedenen Ausführungsformen identisch angeordnet.
  • Wie in 3 gezeigt ist, erstreckt sich der Schaft 28 durch den Kühlmittelmantel 18 hindurch. Dort wo der Schaft 28 in den Kühlmittelmantel 18 eintritt beziehungsweise aus dem Kühlmittelmantel 18 austritt, kann eine Abdichtung vorhanden sein, um den Kühlmittelmantel 18 abzudichten.
  • Der Aktuator 26 ist über eine Verbindungsfläche 30 flächig an dem Kühlmittelmantel 18 angebunden. Die Verbindungsfläche 30 muss nicht zwingend an dem Kühlmittelmantel 18 vorgesehen sein, es ist auch denkbar, dass der Aktuator 26 an einem anderen Teil der Fahrzeugstruktur angebunden ist.
  • Ein Gehäuse 34 des Aktuators 26 liegt direkt an der Verbindungsfläche 30 an und ist an dieser stoffschlüssig angebunden, insbesondere verlötet oder verklebt. Im Sinne der vorliegenden Anmeldung ist auch dann von einer direkten Anlage die Rede, wenn aufgrund einer Klebstoff- oder Lotschicht ein geringer Abstand zwischen dem Aktuator 26 und der Verbindungsfläche 30 vorhanden ist. In 2 ist eine solche Klebstoffschicht beziehungsweise Lotschicht schematisch dargestellt.
  • Der Klebstoff beziehungsweise das Lot können vollflächig aufgetragen sein. Alternativ können eine Vielzahl einzelner, separater Klebepunkte beziehungsweise Lotpunkte mit geringen Abstand zueinander gleichmäßig über die Verbindungsfläche 30 verteilt sein.
  • Die Verbindungsfläche 30 ist vorzugsweise eben ausgebildet. Es sind jedoch auch komplexere, beispielsweise einfach oder mehrfach gewölbte oder abgestufte Verbindungsflächen 30 denkbar.
  • Die Verbindungsfläche 30 kann durchgehend ausgebildet oder unterbrochen sein. Das heißt, es können zwei voneinander separate Verbindungsflächen 30 vorhanden sein.
  • Bei der in 3 gezeigte Ausführungsform ist eine Zwischenplatte 32 zwischen dem Kühlmittelmantel 18 und dem Aktuator 26 angeordnet.
  • Die Zwischenplatte 32 liegt mit einer Unterseite direkt an dem Kühlmittelmantel 18, genauer gesagt an der Verbindungsfläche 30, und mit einer Oberseite an dem Gehäuse 34 des Aktuators 26 an.
  • Die Zwischenplatte 32 kann dabei wie dargestellt abgestuft sein, derart, dass die Oberseite, an welcher der Aktuator 26 anliegt, größer ist als die Unterseite, die an der Verbindungsfläche 30 anliegt. So kann auch dann eine möglichst große Anlagefläche für den Aktuator 26 bereitgestellt werden, wenn die Verbindungsfläche 30 aufgrund von Bauraumgegebenheiten begrenzt ist.
  • Die Zwischenplatte 32 ist beispielsweise an der Verbindungsfläche 30 stoffschlüssig angebunden, insbesondere verklebt oder verlötet. Dabei kann die komplette Unterseite der Zwischenplatte 32 mit Klebstoff oder Lot bedeckt sein.
  • Der Aktuator 26 kann ebenfalls an der Zwischenplatte 32 verklebt oder verlötet sein.
  • Beispielsweise ist eine Aussparung 36 in der Verbindungsfläche 30 vorgesehen, insbesondere in dem Bereich, in dem sich der Schaft 28 durch den Kühlmittelmantel 18 hindurch erstreckt. Die Aussparung 36 ist in 4 zu sehen, die eine Draufsicht auf die Zwischenplatte 32 zeigt.
  • In der Zwischenplatte 32 ist im Bereich des Schafts 28 ebenfalls eine Aussparung vorgesehen.
  • In einer weiteren Ausführungsform, die in 5 dargestellt ist, kann die Verbindungsfläche 30 im Vergleich zu der in 3 dargestellten Ausführungsform kleiner ausgebildet sein, derart, dass in einem Bereich um den Schaft 28 herum keine Verklebung beziehungsweise Verlötung vorgesehen ist. Das heißt, die Unterseite der Zwischenplatte 32 ist nur zum Teil mit Klebstoff oder Lot bedeckt.
  • 6 zeigt eine weitere Ausführungsform. Gemäß 6 verläuft die Verbindungsfläche 30 nicht in einer Ebene, sondern auf verschiedenen Ebenen. Insbesondere hat die Fahrzeugstruktur, im Ausführungsbeispiel der Kühlmittelmantel 18, mehrere sich zum Aktuator 26 hin erstreckende Vorsprünge 38. Die Verbindungsfläche 30 verläuft zum einen entlang der Stirnseiten 40 der Vorsprünge 38 als auch an einer zu den Stirnseiten 40 versetzten Fläche.
  • In einer weiteren Ausführungsform kann sich die Verbindungsfläche 30 über alle Seitenflächen eines jeweiligen Vorsprungs 38 erstrecken.

Claims (10)

  1. Baugruppe (10) für ein Kraftfahrzeug, mit einem abgasführenden Rohr (12), in dem ein verstellbares Element (24) angeordnet ist, um einen Abgasstrom durch das abgasführende Rohr (12) zu steuern, wobei zum Verstellen des verstellbaren Elements ein Aktuator (26) vorhanden ist, der über eine Verbindungsfläche (30) flächig an einer Fahrzeugstruktur angebunden ist.
  2. Baugruppe (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gehäuse (34) des Aktuators (26) an der Verbindungsfläche (30) direkt stoffschlüssig angebunden, insbesondere verklebt oder verlötet ist.
  3. Baugruppe (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zwischenplatte (32) vorgesehen ist, wobei der Aktuator (26) an der Zwischenplatte (32) befestigt, insbesondere stoffschlüssig angebunden ist und die Zwischenplatte (32) an der Verbindungsfläche (30) stoffschlüssig angebunden, insbesondere verklebt oder verlötet ist.
  4. Baugruppe (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsfläche (30) durchgehend ausgebildet ist.
  5. Baugruppe (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Baugruppe (10) einen Kühlmittelmantel (18) hat, wobei zwischen dem abgasführenden Rohr (12) und dem Kühlmittelmantel (18) ein Wärmeaustausch möglich ist und wobei die Verbindungsfläche (30) an dem Kühlmittelmantel (18) vorgesehen ist.
  6. Baugruppe (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das verstellbare Element (24) eine Klappe ist und der Aktuator (26) eingerichtet ist, einen mit der Klappe verbundenen drehbar gelagerten Schaft (28) anzutreiben.
  7. Baugruppe (10) nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Schaft (28) durch den Kühlmittelmantel (18) hindurch erstreckt.
  8. Baugruppe (10) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Bereich, in dem sich der Schaft (28) durch den Kühlmittelmantel (18) hindurch erstreckt, eine Aussparung (36) in der Verbindungsfläche (30) vorhanden ist.
  9. Baugruppe (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass von dem abgasführenden Rohr (12) stromabwärts des verstellbaren Elements (24) eine Abgasrückführung (14) abzweigt.
  10. Kraftfahrzeug mit einem Wärmerückgewinnungssystem und/oder einem Abgasrückführungssystem, das eine Baugruppe (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche umfasst.
DE102020133984.4A 2020-12-17 2020-12-17 Baugruppe und Kraftfahrzeug Withdrawn DE102020133984A1 (de)

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