DE202014102014U1

DE202014102014U1 - AGR-Dichtung mit Siebeinsatz

Info

Publication number: DE202014102014U1
Application number: DE202014102014.4U
Authority: DE
Original assignee: ElringKlinger AG
Current assignee: ElringKlinger AG
Priority date: 2014-04-29
Filing date: 2014-04-29
Publication date: 2014-05-19
Anticipated expiration: 2024-04-30

Abstract

Dichtung mit einem Siebeinsatz für eine Abgas-Rückführung im Abgasstrang eines Kraftfahrzeugs, das mit einer Verbrennungskraftmaschine angetrieben ist, wobei die Siebdichtung (1) einen Siebkörper (4) mit einer dreidimensionalen Gestaltung in Form einer ungefähr napfartigen Wölbung aufweist, die im Bereich der Dichtungsfunktion fixiert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Siebdichtung (1) einen Siebteil als Siebkörper (4) mit einer dreidimensionalen Gestaltung in Form einer ungefähr napfartigen Wölbung mit nach außen hin umgekrempeltem Randbereich (14) aufweist, die im Bereich der einen Kragen (16) aufweisenden Dichtung (5) durch ein Spannmittel (19, 20) fixiert ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Dichtung mit einem Siebeinsatz für eine Abgas-Rückführung im Abgasstrang eines Kraftfahrzeugs, das mit einer Verbrennungskraftmaschine angetrieben ist.
Aus dem Stand der Technik ist u.a. aus der DE 100 55 402 A1 bekannt, dass derartige Siebdichtungen in Getrieben eingesetzt werden, um grobe Verunreinigungen aus einem Hydrauliköl heraus zu filtern. Zunehmend kommt bei der Abgasrückführung der Niederdruckkreislauf zum Einsatz, bei dem Abgas nach dem Rußpartikelfilter entnommen wird. Um mögliche Schäden durch den Eintrag z.B. an einem Katalysator abplatzender Keramikpartikel im Abgas-Strom von den Brennkammern einer Verbrennungskraftmaschine abzuhalten, ist an einer entsprechenden Abzweigung des Abgasstranges eine Siebdichtung als Schutz vorgesehen.
Bisher in der Abgas-Rückführung zu diesem Schutz-Zweck eingesetzte Siebe sind durch einen hohen Druckverlust gekennzeichnet. Als eine Lösung zur Minderung des Druckverlusts an einem Sieb hat die Anmelderin in der europäischen Patentanmeldung mit der Anmeldenummer EP 13178968.7 eine Siebdichtung offenbart mit einem als Siebkörper mit einer dreidimensionalen Gestaltung ausgebildeten Siebteil, der im Bereich der Dichtungsfunktion bzw. der Dichtung fixiert ist. Der Siebkörper weist dabei vorzugsweise eine ungefähr napfartige Wölbung auf. Vorrichtungen der genannten Art haben sich grundsätzlich auch bewährt.
Die vorliegende Erfindung hat daher das Ziel eine Verbesserung an Vorrichtungen der genannten Art hinsichtlich ihres Volumens zu schaffen, wobei die offenbarten Vorteile der Vorrichtungen der vorstehend genannten Art erhalten bleiben sollen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale von Anspruch 1 dadurch gelöst, dass die Siebdichtung einen Siebteil als Siebkörper mit einer dreidimensionalen Gestaltung in Form einer ungefähr napfartigen Wölbung mit nach außen hin umgekrempeltem Randbereich aufweist, die im Bereich der einen Kragen aufweisenden Dichtungsfunktion bzw. Dichtung durch ein Spannmittel fixiert ist. Der vorliegenden Erfindung liegt also die Erkenntnis zugrunde, dass eine gesamte Bauhöhe und ein damit verbundener Materialeinsatz von Vorrichtungen gemäß der Offenbarung der europäischen Patentanmeldung mit der Anmeldenummer EP 13178968.7 dadurch gesenkt werden können, dass eine Verbindung zwischen der einen Kragen aufweisenden Dichtung und dem nach außen hin und über den Kragen der Dichtung hinweg umgekrempeltem Randbereich des dreidimensional geformten Siebkörpers unter Verwendung eines Spannmittels gebildet wird. Damit erfallen die bekannten Schritte z.B. mehrfacher Faltungen dieser Bauteile, die im Resultat zu einer Vervielfachung einer Materialstärke führen. Derartige Verdickungen kosten regelmäßig Bauraum und verursachen erhöhte Fertigungs- und Materialkosten. Auch das unterschiedliche Bearbeiten mehrerer Materialien und Bestandteile einer Siebdichtung kann damit teilweise entfallen. Ein erfindungsgemäß hergestelltes Bauteil zeichnete sich also insbesondere durch eine geringere Bauhöhe sowie geringe radiale Weite, reduzierten Materialeinsatz und somit ein geringeres Gesamtgewicht aus.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche. Demnach ist das Spannmittel in einer Ausführungsform der Erfindung als Spannband ausgebildet. Ein derartiges Spannmittel kann im Zuge einer Aufweitung des innen liegenden Siebkörpers und des Kragens der Dichtung unter Ausbildung eines im Wesentlichen zylindrisch ausgeformten Verbindungsbereichs fixierbar sein. Diese Verformung kann im Unterschied zu den Eingangs zitierten Lösungen vergleichsweise gering ausfallen.
Alternativ ist das Spannmittel in einer Ausführungsform der Erfindung als Spannring ausgebildet. In dieser Bauform kann ein Verbindungsbereich mit noch geringerer Bauhöhe im Zuge einer einfachen Aufweitung des innen liegenden Siebkörpers und des Kragens der Dichtung gebildet werden. Der Vorteil eines geringeren Verformungsaufwandes zur Herstellung einer dauerhaften Fixierung bleibt dabei auch in dieser Ausführungsform der Erfindung erhalten.
Nachfolgend werden weitere Merkmale und Vorteile erfindungsgemäßer Ausführungsformen unter Bezugnahme auf Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen in schematischer Darstellung:
1: einen Ausschnitt einer nicht weiter dargestellten Abgas-Rückführung im Abgasstrang eines Kraftfahrzeugs in seitlicher Schnittdarstellung;
2: eine seitliche Schnittdarstellung einer Ausführungsform einer Siebdichtung gemäß der Lehre der europäischen Patentanmeldung mit der Anmeldenummer EP 13178968.7 ;
3a und 3b: eine Darstellung eines Herstellungsverfahrens einer Verbindung zwischen Siebkörper und Dichtung einer Ausführungsform einer Siebdichtung nach 2;
4a–4e: seitliche Schnittdarstellungen von Ausführungsformen von Siebdichtungen unter Variation eines Verbindungsbereiches zwischen Siebkörper und Dichtung in Anpassung auf jeweils eingesetzte Spannmittel mit Darstellungen vor und nach einem jeweiligen Zusammenbau.
Über die verschiedenen Abbildungen und Ausführungsbeispiele hinweg werden für gleiche Elemente stets die gleichen Bezugszeichen verwendet.
Die Skizze von 1 zeigt einen Ausschnitt einer nicht weiter dargestellten Abgas-Rückführung im Abgasstrang eines Kraftfahrzeugs. Um ein Eindringen von Partikeln aus dem Abgasstrang über die Abgas-Rückführung z.B. in eine Verbrennungskraftmaschine zu vermeiden, ist eine Siebdichtung 1 in einer Ebene D zur Bereitstellung einer Dichtungsfunktion zwischen einem ersten Flansch 2 und einem zweiten Flansch 3 vorgesehen. Die Siebdichtung 1 weist einen hier nur angedeuteten Siebkörper 4 mit einer nachfolgend noch näher beschriebenen dreidimensionalen Gestaltung auf. Der Siebkörper 4 ist im Bereich der Dichtungsfunktion so mit einer Dichtung 5 fixiert, dass Gase über eine volle freie Querschnittsfläche A eines an den Flansch 3 anschließenden Rohrs 6 durch den Siebkörper 4 hindurch treten können. Die Fixierung des Siebkörpers 4 an der Dichtung 5 findet gemäß der Offenbarung der europäischen Patentanmeldung mit der Anmeldenummer EP 13178968.7 z.B. durch eine nachfolgend näher beschriebene Faltung statt, durch die eine ringförmig geschlossene Wulst 7 gebildet wird. Um die Dichtungsfunktion nicht zu beeinträchtigten ist in diesem Ausführungsbeispiel am ersten Flansch 2 eine radiale Ausnehmung 8 vorgesehen. Diese Ausnehmung 8 ist zur Aufnahme der Wulst 7 so dimensioniert, dass bei Fixierung der Flansche 2, 3 durch Ausnehmungen 9 hierdurch die Dichtung 5 eine vollflächige Verpressung erfährt.
2 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Siebdichtung 4 gemäß der Lehre der europäischen Patentanmeldung mit der Anmeldenummer EP 13178968.7 in einer seitlichen Schnittdarstellung. Der Siebkörper 4 verläuft von der Wulst 7 im Wesentlichen Kegelstumpf-förmig verjüngend in einen Abschlussbereich 11 aus, der hier kreisförmig ist und aus dem selben Siebmaterial besteht, wie der Mantel des Kegelstumpf-förmigen übrigen Teils des Siebkörpers 4.
Die Siebdichtung 1 ist ein grundsätzlich rotationssymmetrisches Bauteil, das in der vorliegenden Ausführungsform von dieser Rotationssymmetrie abweichende äußere Fortsätze 10 der Dichtung 5 aufweist. Ferner weist die Dichtung 5 konzentrisch um die Wulst 7 verlaufend eine kreisförmig geschlossene Lamelle 12 auf.
Ein Verfahren zur Herstellung einer Verbindung zwischen Siebkörper 4 und Dichtung 5 wird anhand der Folge der 3a–3b durch Ausschnitte einer seitlichen Schnittdarstellung einer weiteren Ausführungsform einer Siebdichtung 1 dargestellt. An dem Siebkörper 4 wird an einem freien Endbereich 13 in einem ersten Verfahrensschritt ein radial nach außen umgekrempelter Rand 14 vorgeformt. Im Weiteren wird der Siebkörper 4 dann in die zugehörige Dichtung 5 eingesetzt, wobei die zuvor im Wesentlichen ebene Dichtung 5 mit einer umlaufenden Sicke 15 einem geschlossenen Kragen 16 versehen worden ist. Der geschlossene Kragen 16 der Dichtung 5 und der umgekrempelte Rand 14 des Siebkörpers 4 sind derart aufeinander abgestimmt, dass der umgekrempelte Rand 14 den Kragen 16 teilweise hintergreift. Gemäß der Darstellung von 3a wird das Dichtungselement so eingesetzt, dass der Rand 14 des Körpers 4 aus Siebgewebe den Kragen 16 der Dichtung übergreift und recht tief in der Sicke 15 eingreift.
Nachdem der Siebkörper 4 in die Dichtung 5 in vorstehend beschriebener Art und Weise vollständig eingesetzt ist, ist auch keine weitere Bewegung entlang des Pfeils mehr möglich. Es folgt ein Schritt, in dem die Anordnung aus dem umgekrempelten Rand 14 und dem Kragen 16 des Siebkörpers 4 gemeinsam um etwa 90° umgefaltet werden. Wie in der Abbildung von 3b anhand der beiden gestrichelt eingezeichneten und gegeneinander gerichteten Pfeile dargestellt erfolgt dann ein Schritt des Verpressens. Am Ende diese Schritts sieht die Anordnung so aus, wie in der Abbildung von 2b skizziert: Die Dichtung 5 läuft in einen verbleibenden Teil der Sicke 15 aus, in der die Wulst 7 liegt. Durch die Abfolge der durch Faltung miteinander fest verbundenen Teile der Dichtung 5 sowie des Siebkörpers 4 kann die Anordnung jenseits der gestrichelt eingezeichneten Linie von einem Fluid durch den Siebkörper 4 durchströmt werden. Im Zuge des abschließenden Pressvorgangs sind also ein Teil des Randes 14 und des Kragens 16 durch Faltung bzw. Verklammerung dauerfest miteinander so verbunden, dass ein Fluid diese Anordnung nur durch den freien Teil des Siebkörpers 4 passieren kann. Ein Winkel α bezeichnet eine Steigung einer Flanke im Übergang von der Dichtung 5 hin zu dem so gebildeten Wulst 7.
Die Folge der 4a bis 4e stellen Ansichten einer weiteren Ausführungsform einer Siebdichtung 1 mit erfindungsgemäßen Weiterbildungen zur Reduzierung der Verformungsarbeit sowie der Verformungsschritte und einer Verringerung eines Volumens eines wulstartigen Verbindungsbereiches 7 als Verbindung zwischen Dichtung 5 und Siebkörper 4 dar.
Während die Abbildung von 4a eine alternative Bauform zu der Ausführungsform gemäß 2a, 2b mit napfförmigem Siebkörper 4 darstellt, zeigen die 4b–4e zum Vergleich weitere Ausführungsformen von Siebdichtungen 1. Der Übersichtlichkeit halber ist hier in einer rechten Hälfte einer jeden Schnittdarstellung ein Zustand V der Vorbereitung bzw. des Abschlusses des Zusammenbaus und in einer linken Hälfte einer jeden Schnittdarstellung ein Zustand N nach einer finalen Aufweitung eines Verbindungsbereiches skizziert. Diese Ausführungsformen gemäß den Abbildungen der 4b bis 4e unterscheiden sich in Bezug auf die jeweilige Ausführung des Verbindungsbereiches zwischen der Dichtung 5 und dem Siebkörper 4, wobei alle vorstehend beschriebenen Siebdichtungen 1 im Wesentlichen der Skizze von 4a entsprechen. Hierauf wird daher nicht noch einmal eingegangen. Als Probleme bei Siebdichtungen 1 der vorstehend beschriebenen Art sind eine Vielzahl unterschiedlicher Fertigungsschritte zur Bildung einer dauerhaften Wulst 7 als Verbindung zwischen Dichtung 5 und Siebkörper 4 sowie deren durch mehrere Materiallagen bedingte Höhe h und radiale Weite w zu nennen. Dementsprechend sind eine Sicke 15 in der Dichtung 5 und auch eine Ausnehmung 8 in einem ersten Flansch 2 zu dimensionieren, um auch für eine entsprechende Dichtigkeit der Gesamtanordnung sorgen zu können. Als Alternativen zu der Bauform von 4a stellen die Abbildungen der 4b bis 4e Ausführungsbeispiele der Erfindung dar, bei denen eine dauerhafte Verbindung zwischen dem geschlossenen Kragen 16 an der Dichtung 5 und dem jeweiligen Siebkörper 4 statt unter Verwendung eines die Wulst 7 überdeckenden Klammerrings oder durch Mehrfachfaltung durch ein Spannmittel hergestellt wird. Dazu wird in einem mit V gekennzeichneten Vorbereitungsschritt der Siebkörper 4 mit einem nach außen umgebördelten Rand 14 durch die Dichtung 5 soweit eingeführt, dass der umgebördelte Rand 14 den Kragen 16 hintergreift oder zumindest umgreift. Nun wird ein Spannmittel hier in Form eines Spannbandes 19 aufgesetzt, das durch eine nachfolgende Weitung des Kragens 16 entlang dem andeutenden Pfeil fixiert wird. Diese Weitung kann z.B. durch eine Spreizung mittels eines eingedrückten Kegelstumpfes erfolgen. Damit ist zugleich auch der Siebkörper 4 dauerhaft mit der Dichtung 5 verbunden. Gegenüber einer vorstehend beschriebenen Fertigung entfällt damit mindestens ein Fertigungsschritt.
Eine in der nicht maßstäblichen Zeichnung angedeutete Höhe h’ kann hierbei durchaus geringer als die Höhe h von 4a eingestellt werden. In jedem Fall jedoch ist eine Weite w’ der Wulst 7 schon aufgrund der geringeren Anzahl von Materiallagen wesentlich geringer als die radiale Weite w von 4a.
Eine entsprechende Weiterbildung zur Reduzierung einer Höhe auf ein Maß h“ bei ungefährer Beibehaltung einer Weite w’ als w“ ist durch die Verwendung eines Spannrings 20 erreichbar. Der Ring 20 kann bei gleicher mechanischer Belastbarkeit eine gegenüber dem Spannband 19 reduzierte Bauhöhe aufweisen. Das trägt wesentlich zu einer reduzierten Bauhöhe der finalen Verbindung in Form des Wulstes 7 bei. Mithin werden durch beide vorstehend beschriebene Vorrichtungen die jeweiligen Volumina der Wülste 7 gegenüber bekannten Bauformen deutlich reduziert, wobei eine mechanische Belastbarkeit unverändert erhalten bleibt.
Bezugszeichenliste

1: Siebdichtung
2: erste Flansch
3: zweite Flansch
4: Siebkörper
5: Dichtung
6: Rohr
7: Wulst
8: Ausnehmung am ersten Flansch 2
9: Ausnehmung
10: Fortsatz
11: Abschlussbereich des Siebkörpers 4
12: kreisförmig geschlossene Lamelle
13: freier Endbereich des Siebkörpers 4
14: Rand des Siebkörpers 4, radial nach außen umgekrempelt
15: Sicke in der Dichtung 5
16: geschlossener Kragen an der Dichtung 5
17
18
19: Spannband
20: Spannring
A: freie Querschnittsfläche
D: Ebene der Dichtungsfunktion
h: Höhe der Wulst 7
h’: Höhe der Wulst 7
h“: Höhe der Wulst 7
w: radiale Weite der Wulst 7
w’: radiale Weite der Wulst 7
w“: radiale Weite der Wulst 7
α: Flankenwinkel der radial verlaufenden Sicke 15 der Dichtung 5
V: vorher / Vorbereitung
N: nachher / Zustand nach einer Weitung

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 10055402 A1 [0002]
EP 13178968 [0003, 0005, 0010, 0014, 0015]

Claims

Dichtung mit einem Siebeinsatz für eine Abgas-Rückführung im Abgasstrang eines Kraftfahrzeugs, das mit einer Verbrennungskraftmaschine angetrieben ist, wobei die Siebdichtung (1) einen Siebkörper (4) mit einer dreidimensionalen Gestaltung in Form einer ungefähr napfartigen Wölbung aufweist, die im Bereich der Dichtungsfunktion fixiert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Siebdichtung (1) einen Siebteil als Siebkörper (4) mit einer dreidimensionalen Gestaltung in Form einer ungefähr napfartigen Wölbung mit nach außen hin umgekrempeltem Randbereich (14) aufweist, die im Bereich der einen Kragen (16) aufweisenden Dichtung (5) durch ein Spannmittel (19, 20) fixiert ist.
Dichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannmittel (19, 20) im Zuge einer Aufweitung des innen liegenden Siebkörpers (4) und des Kragens (16) der Dichtung (5) gegen das Spannmittel (19, 20) unter Ausbildung eines im Wesentlichen zylindrisch ausgeformten Verbindungsbereichs fixierbar ist.
Dichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannmittel als Spannband (19) ausgebildet ist.
Dichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannmittel als Spannring (20) ausgebildet ist.