DE19914213A1

DE19914213A1 - Absperranordnung zum Absperren eines Abgasstromes

Info

Publication number: DE19914213A1
Application number: DE1999114213
Authority: DE
Inventors: Werner Engl; Heinz Kornherr; Richard Quintus
Original assignee: Friedrich Boysen GmbH and Co KG
Current assignee: Friedrich Boysen GmbH and Co KG
Priority date: 1999-03-29
Filing date: 1999-03-29
Publication date: 2000-10-05

Abstract

Absperranordnung zum Absperren eines Abgasstromes einer Brennkraftmaschine, insbesondere Kraftfahrzeug, mit einer Absperrklappe (11) und einem Klappengehäuse (1), in welchem ein Abgaskanal (4) für den Abgasstrom ausgebildet ist und in dem die Absperrklappe (11) zwischen einer ersten und einer zweiten Stellung, insbesondere einer Öffnungsstellung und einer Schließstellung, verstellbar angeordnet ist, wobei zur Verbesserung der Dichtigkeit der Absperranordnung in dem Abgaskanal (4) ein im wesentlichen in Strömungsrichtung (I) oder entgegen dieser weisender Anschlag (10) vorgesehen ist, gegen den die Absperrklappe (11) zum Verschließen des Abgasstromes anschlägt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Absperranordnung zum Absperren eines Abgasstromes einer Brennkraftmaschine, insbesondere Kraftfahr zeug, mit einer Absperrklappe und einem Klappengehäuse, in welchem ein Abgaskanal für den Abgasstrom ausgebildet ist und in dem die Absperr klappe zwischen einer ersten Stellung und einer zweiten Stellung, insbe sondere einer Öffnungsstellung und einer Schließstellung, verstellbar an geordnet ist.

Derartige Absperranordnungen werden beispielsweise im Endrohr oder im Nachschalldämpferbereich der Abgasanlage eines Kraftfahrzeuges oder auch vor einem Katalysator zur Einstellung der dem Katalysator zuge führten Abgasmenge eingesetzt. Bei einer bekannten Absperranordnung der genannten Art ist die Absperrklappe als Scheibe und das Klappenge häuse als Rohrabschnitt ausgebildet, in welchem die Absperrklappe um eine die Rohrachse quer schneidende Achse verdrehbar gelagert ist. Da durch kann die Absperrklappe zwischen einer ersten, den Strömungs querschnitt des Rohrabschnittes im wesentlichen freigebenden Stellung, in welcher die Scheibenebene parallel zur Rohrachse verläuft, und einer zweiten, den Strömungsquerschnitt verschließenden Stellung, in welcher die Scheibenebene im wesentlichen quer zur Rohrachse verläuft, verstellt werden.

Nachteilig bei dieser bekannten Absperranordnung ist, daß keine gute Dichtigkeit erreicht werden kann, da die Abdichtung durch einfaches An legen des Scheibenrandes an die Innenwand des Rohrabschnittes erfolgt. Außerdem muß zur Sicherstellung einer Beweglichkeit der Absperrklappe ein verhältnismäßig großes Spiel zwischen Absperrklappe und Innenwand vorgesehen werden. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß sich die Ab sperrklappe dauernd im Abgasstrom befindet und dadurch stark erhitzt wird. Auch stellt die Absperrklappe ein den Strömungsquerschnitt verrin gerndes Hindernis im Abgasstrom dar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Absperranordnung der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß diese Nachteile nicht auf treten. Insbesondere soll die Dichtigkeit in der Schließstellung verbessert werden.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß in den Abgaskanal ein im wesent lichen in Strömungsrichtung oder entgegen dieser weisender Anschlag vorgesehen ist, gegen den die Absperrklappe zum Verschließen des Abgas kanals anschlägt.

Erfindungsgemäß legt sich die Absperrklappe also nicht einfach an die In nenwand des Abgaskanales an, sondern schlägt an einen speziell hierfür vorgesehenen Anschlag an, der in oder entgegen der Strömungsrichtung weist, durch einen verjüngten Abschnitt des Abgaskanals gebildet wird. Dadurch kann die Dichtigkeit gegenüber herkömmlichen Absperranord nungen erhöht werden. Insbesondere können dadurch auch nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung Dichtelemente zwischen der Ab sperrklappe und dem Anschlag vorgesehen werden, wodurch die Dichtig keit weiter erhöht werden kann.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung, die auch für sich bean sprucht wird, ist die Absperrklappe um eine seitlich außerhalb des zu ver schließenden Strömungsquerschnitts und quer zur Strömungsrichtung verlaufende Achse verschwenkbar. Damit ergibt sich eine besonders ge schickte Anordnung von Anschlag und Absperrklappe sowie die Möglich keit, nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung, den Anschlag durch ein in das Klappengehäuse eingesetztes Innenrohr zu bilden, wel ches mit seinem einen Ende in oder entgegen der Strömungsrichtung weist. Durch die Verwendung eines Innenrohres als Anschlag wird die Herstellung der erfindungsgemäßen Absperranordnung vereinfacht.

Das als Anschlag dienende Ende des Innenrohres kann gegenüber der Rohrachse senkrecht oder geneigt verlaufen. Das andere Ende des Innen rohres kann beispielsweise mit dem Abgaskanal des Klappengehäuses bündig abschließen.

Bevorzugt ist die Absperrklappe aus dem Abgasstrom zumindest weitge hend herausschwenkbar. Dies hat den Vorteil, daß der Strömungsquer schnitt des Abgaskanals vollständig freigegeben werden kann und daß die Absperrklappe durch den Abgasstrom weniger erwärmt wird.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist der Abgaskanal im Klappengehäuse eine seitliche Auswölbung auf, in welcher die Klap penachse angeordnet ist und in welche die Absperrklappe aus dem Ab gasstrom zurückschwenkbar ist. Durch die seitliche Auswölbung wird ein nicht durchströmter Bereich geschaffen, in welchem die Absperrklappe in ihrer völlig geöffneten Stellung aufgenommen werden kann. In Öffnungs stellung ist die Strömung dadurch praktisch durch die Absperrklappe völ lig unbehindert.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung mündet in den Abgas kanal des Klappengehäuses, insbesondere seitlich, ein weiterer Abgaska nal für einen zweiten Abgasstrom ein. Damit dient das Klappengehäuse vorteilhafterweise zugleich als Sammelrohr für zwei Abgasströme. Bevor zugt mündet der zweite Abgaskanal im Bereich der seitlichen Auswölbung in den ersten Abgaskanal.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das Ende des zweiten Abgaskanals als Anschlag ausgebildet, gegen welche eine Absperrklappe zum Verschließen des zweiten Abgasstromes anschlagbar ist. Der zweite Abgasstrom kann dadurch in der erfindungsgemäßen Weise ebenso dicht verschlossen werden wie der erste Abgasstrom. Bevorzugt ist es dabei, wenn eine gemeinsame Absperrklappe für beide Abgasströme vorgesehen ist.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die gemeinsame Ab sperrklappe zwischen einer ersten Stellung, in welcher sie den einen Ab gasstrom verschließt und den anderen Abgasstrom freigibt, und einer zweiten Stellung, in welcher sie den ersten Abgasstrom freigibt und den zweiten Abgasstrom verschließt, verstellbar. Damit kann alternativ der ei ne oder der andere Abgasstrom durchgelassen werden.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die gemeinsame Ab sperrklappe in mindestens eine Zwischenstellung einstellbar, in welcher sie beide Abgasströme in einem bestimmten Verhältnis zueinander teilwei se verschließt. Damit können zwei Abgasströme in gewünschter Weise zu sammengeführt werden.

Die Absperrklappe kann, insbesondere mittels einer Lagerwelle, einseitig oder an zwei einander gegenüberliegenden Seiten im Klappengehäuse ge lagert sein. Die einseitige Lagerung ist einfacher und kostengünstiger, während die zweiseitige Lagerung größere Betriebssicherheit aufweist.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das Klappengehäuse und/oder der zweite Abgaskanal als Rohrabschnitt ausgebildet. Dies ist platz- und gewichtssparend und herstellungstechnisch unaufwendig.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung bildet ein ohnehin vor handener Rohrabschnitt einer Abgasanlage das Klappengehäuse. Damit wird ein separates Bauteil eingespart.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das Klappengehäuse einteilig ausgebildet. In diesem Fall wird das Klappengehäuse bevorzugt in Innenhochdruck-Verformtechnik hergestellt. Damit können auch kompli ziertere Formen sehr genau erzeugt werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Es zeigen, jeweils in schematischer Darstellung,

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Ab sperranordnung,

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Absperranordnung von Fig. 1 gemäß Pfeil II in Fig. 1 und

Fig. 3 einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Ab sperranordnung.

Fig. 1 zeigt ein als Endrohrabschnitt einer Kraftfahrzeugabgasanlage aus gebildetes Klappengehäuse 1, in welchem zwischen einer Eintrittsöffnung 2 und einer Austrittsöffnung 3 ein Abgaskanal 4 ausgebildet ist. In das Klappengehäuse 1 ist ein Innenrohr 5 koaxial zum Abgaskanal 4 einge setzt. Das Innenrohr 5 weist einen ersten Abschnitt 6 und einen zweiten Abschnitt 7 auf, von denen der erste Abschnitt 6 dichtend in den Abgas kanal 4 eingesetzt ist und auf Seiten der Eintrittsöffnung 2 bündig mit dem Klappengehäuse 1 abschließt, während der zweite Abschnitt 7 zur Innenwand 8 des Abgaskanals 4 einen Abstand aufweist und im Inneren des Klappengehäuses 1 endet.

Das Ende 9 des zweiten Abschnitts 7 des Innenrohres 5 ist zugleich ein Ende des Innenrohres 5 selbst und bildet einen in Strömungsrichtung I weisenden Anschlag 10, gegen welchen eine Absperrklappe 11 in ihrer ei nen Endstellung anschlägt und dadurch die Gasaustrittsöffnung 12 des Innenrohres 5 verschließt. Die Absperrklappe 11 ist mittels einer Klap penwelle 13 um eine quer zur Strömungsrichtung I und seitlich neben der Gasaustrittsöffnung 12 des Innehrohres 5 verlaufende Achse III ver schwenkbar. Die Klappenwelle 13 ist dabei in einer seitlichen Auswölbung 14 des Abgaskanals 4 angeordnet, die so weit in Strömungsrichtung I ge führt ist, daß sie die Absperrklappe 11 in einer zweiten Endstellung auf nehmen kann. In dieser zweiten Endstellung schlägt die Absperrklappe 11 an einen zweiten Anschlag 15 an, der durch das Ende 16 eines weiteren Abgasrohres 17 gebildet wird, das im Bereich der seitlichen Auswölbung 14 in den Abgaskanal 4 mündet. Wie dargestellt, kann die Absperrklappe 11 auch eine Zwischenstellung zwischen den beiden Anschlägen 10 und 15 einnehmen.

Die Lagerung der Klappenwelle 13 ist den Fig. 2 und 3 entnehmbar. Wie dargestellt, kann die Klappenwelle 13 beidseitig gelagert sein. Sie kann aber auch nur einseitig gelagert sein, wobei jeweils die Lagerung mit und ohne Lagerelement erfolgen kann.

Über die Klappenwelle 13 ist die Absperrklappe 11 betätigbar. Sie kann, wie mit durchgezogener Linie dargestellt, zwischen einer ersten Stellung, in welcher sie am Ende 9 des Innenrohres 5 anschlägt und dieses ver schließt, und einer zweiten, strichliert dargestellten Stellung, in welcher sie an dem Ende 16 des Abgasrohres 17 anschlägt und dieses verschließt, verstellt werden. Außerdem sind grundsätzlich beliebige Zwischenstellun gen zwischen diesen beiden Endstellungen möglich, was mit einer strich punktiert dargestellten Zwischenstellung angedeutet ist. Zwischen der Ab sperrklappe 11 und dem Ende 9 des Innenrohres 5 sowie dem Ende 16 des Abgasrohres 17 können jeweils Dichtelemente 18, 19 vorgesehen sein, um die Dichtigkeit der Anordnung zu erhöhen. Dabei können die Dicht elemente 18, 19 jeweils am Anschlag 10, 15 und/oder an der Absperr klappe 11 angeordnet sein.

Des weiteren können die Enden 9 des Innenrohres 5 und 16 des Abgas rohres 17 jeweils, anders als dargestellt, schräg zur Strömungsrichtung I verlaufen. Ebenso anders als dargestellt, kann der Querschnitt des Ab gaskanals 4, des Innenrohres 2 und des weiteren Abgasrohres 17 jeweils nicht nur kreisförmig, sondern auch oval, rechteckig oder in sonstiger Form ausgebildet sein.

Die dargestellte und beschriebene Abgasanordnung zeichnet sich durch eine hohe Dichtigkeit aus. Darüber hinaus kann die Absperrklappe 11, . wie man sieht, aus dem Strömungsbereich des Innenrohres 5 herausge schwenkt werden, so daß die Gasaustrittsöffnung 12 des Innenrohres 5 vollständig freigegeben wird. Die Absperrklappe 11 befindet sich dann in der durch die Auswölbung 14 des Abgaskanals 4 gebildeten Mulde außer halb des Strömungsbereiches, wobei sie das weitere Abgasrohr 17 ver schließt. Dadurch ist die Absperrklappe 11 vor zu großer Erwärmung ge schützt. Auch werden Pfeifgeräusche durch den Abgasstrom vermieden.

Durch Verstellen der Absperrklappe 11 in ihre andere Endstellung wird das Abgasrohr 17 geöffnet und das Innenrohr 5 verschlossen. Auch in dieser Stellung befindet sich die Absperrklappe 11 außerhalb der Ab gasströmung. Schließlich sind auch Zwischenstellungen der Absperrklap pe 11 möglich, um die beiden Abgasströme durch das Innenrohr 5 und das weitere Abgasrohr 17 zusammenzuführen.

Insgesamt ergibt sich so eine sehr dicht schließende Abgasanordnung, die grundsätzlich an beliebiger Stelle einer Abgasanlage eingesetzt werden kann, beispielsweise, wie dargestellt, im Endrohrbereich, darüber hinaus aber auch in einem Schalldämpfer, in einem Verbindungsrohr zwischen zwei Schalldämpfern oder vor einem Katalysator.

Bezugszeichenliste

1

Klappengehäuse

2

Abgaseintrittsöffnung

3

Abgasaustrittsöffnung

4

Abgaskanal

5

Innenrohr

6

erster Abschnitt von

5

7

zweiter Abschnitt von

5

8

Innenwand von

4

9

Ende von

5

10

Anschlag

11

Absperrklappe

12

Abgasaustrittsöffnung

13

Klappenwelle

14

seitliche Auswölbung von

4

15

Anschlag

16

Ende von

17

Abgasrohr

18

Dichtelement

19

Dichtelement
I Abgasströmungsrichtung
II Pfeil
III Achse

Claims

1. Absperranordnung zum Absperren eines Abgasstromes einer Brenn kraftmaschine, insbesondere Kraftfahrzeug, mit einer Absperrklappe (11) und einem Klappengehäuse (1), in welchem ein Abgaskanal (4) für den Abgasstrom ausgebildet ist und in dem die Absperrklappe (11) zwischen einer ersten Stellung und einer zweiten Stellung, insbe sondere einer Öffnungsstellung und einer Schließstellung, verstellbar angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Abgaskanal (4) ein im wesentli chen in Strömungsrichtung (I) oder entgegen der Strömungsrichtung weisender Anschlag (10) vorgesehen ist, gegen den die Absperrklappe (11) zum Verschließen des Abgasstromes anschlägt.

2. Absperranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Anschlag (10) und Absperr klappe (11) Dichtelemente (18, 19) vorhanden sind.

3. Absperranordnung zum Absperren eines Abgasstromes einer Brenn kraftmaschine, insbesondere Kraftfahrzeug, mit einer Absperrklappe (11) und einem Klappengehäuse (1), in welchem ein Abgaskanal (4) für den Abgasstrom ausgebildet ist und in dem die Absperrklappe (11) zwischen einer ersten Stellung und einer zweiten Stellung, insbe sondere einer Öffnungsstellung und einer Schließstellung, verstellbar angeordnet ist, insbesondere nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Absperrklappe (11) um eine seitlich außerhalb des zu verschließenden Strömungsquerschnitts (12) und quer zur Strömungsrichtung (I) verlaufende Achse (II) verschwenkbar ist.

4. Absperranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Klappengehäuse (1) ein Innen rohr (5) angeordnet ist, durch welches der Abgasstrom geführt ist und das mit seinem einen Ende (9) den Anschlag (10) für die Ab sperrklappe (11) bildet.

5. Absperranordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Ende (9) des Innenrohres (5) senkrecht zur Abgasströmungsrichtung (I) verläuft.

6. Absperranordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Ende (9) des Innenrohres (5) gegenüber der Abgasströmungsrichtung (I) geneigt ist.

7. Absperranordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Absperrklappe (11) aus dem Ab gasstrom zumindest weitgehend herausschwenkbar ist.

8. Absperranordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Abgaskanal (4) im Klappengehäuse (1) eine seitliche Auswölbung (14) aufweist, in welcher die Klap penachse (III) angeordnet ist und in welche die Absperrklappe (11) aus dem Abgasstrom zurückschwenkbar ist.

9. Absperranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in den Abgaskanal (4) des Klappenge häuses (1), insbesondere seitlich, ein weiterer Abgaskanal (17) für ei nen zweiten Abgasstrom einmündet.

10. Absperranordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende (16) des zweiten Abgaskanals (17) als Anschlag (15) ausgebildet ist, gegen welchen eine Absperr klappe (11) zum Verschließen des zweiten Abgaskanals (17) an schlagbar ist.

11. Absperranordnung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine gemeinsame Absperrklappe (11) für beide Abgasströme vorgesehen ist.

12. Absperranordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die gemeinsame Absperrklappe (11) zwischen einer ersten Stellung, in welcher sieden einen Abgasstrom verschließt und den anderen Abgasstrom freigibt, und einer zweiten Stellung, in welcher sie den einen Abgasstrom freigibt und den ande ren Abgasstrom verschließt, verstellbar ist.

13. Absperranordnung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Absperrklappe (11) in mindestens eine Zwischenstellung einstellbar ist, in welcher sie beide Abgasströ me in einem Verhältnis zueinander teilweise verschließt.

14. Absperranordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Abgaskanal (17) im Bereich der seitlichen Auswölbung (14) in den ersten Abgaskanal (4) einmün det.

15. Absperranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Absperrklappe (11) einseitig, insbe sondere mittels einer Lagerwelle (13), im Klappengehäuse (1) gelagert ist.

16. Absperranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Absperrklappe (11) an zwei einan der gegenüberliegenden Seiten, insbesondere mittels einer Lagerwelle (13) im Klappengehäuse (1) gelagert ist.

17. Absperranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Klappengehäuse (1) und/oder der zweite Abgaskanal (17) als Rohrabschnitt ausgebildet ist.

18. Absperranordnung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß ein ohnehin vorhandener Rohrab schnitt einer Abgasanlage das Klappengehäuse (1) bildet.

19. Absperranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Klappengehäuse (1) einteilig aus gebildet ist.

20. Absperranordnung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Klappengehäuse (1) in Innenhoch druck-Verformungstechnik hergestellt ist.