DE202017100685U1

DE202017100685U1 - Auspuffanlage für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für ein Motorrad, und Kraftfahrzeug mit einer solchen Auspuffanlage

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Publication number: DE202017100685U1
Application number: DE202017100685.9U
Authority: DE
Original assignee: Vspi Ug (haftungsbeschrankt); Vspi Ug Haftungsbeschraenkt
Current assignee: Vspi Ug (haftungsbeschrankt); Vspi Ug Haftungsbeschraenkt
Priority date: 2017-02-09
Filing date: 2017-02-09
Publication date: 2018-05-11
Anticipated expiration: 2027-02-10

Abstract

Auspuffanlage für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für ein Motorrad, mit wenigstens einem Auspuffrohr (10), das einen Strömungskanal für Abgase bildet, wobei in dem Auspuffrohr (10) ein Absperrkörper (11) zur Querschnittsänderung des Strömungskanals drehbeweglich angeordnet ist, und wobei eine Drehachse (12) des Absperrkörpers (11) mit einem Stellantrieb wirkverbunden ist derart, dass eine Drehposition des Absperrkörpers (11) mittels des Stellantriebs einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Stellantrieb durch einen Linearantrieb (20) gebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Auspuffanlage für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für ein Motorrad, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Schutzanspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Auspuffanlage.
Eine Auspuffanlage der eingangs genannten Art ist bereits aus der auf die Anmelderin zurückgehenden EP 3 081 788 A1 bekannt. Diese Auspuffanlage weist ein Auspuffrohr auf, das einen Strömungskanal für Abgase bildet. Der Querschnitt des Strömungskanals ist mittels eines Absperrkörpers anpassbar, wobei der Absperrkörper hierzu drehbeweglich innerhalb des Strömungskanals angeordnet und mit einem Stellantrieb wirkverbunden ist. Auf diese Weise kann in Abhängigkeit von vorbestimmbaren Motorparametern der Strömungsquerschnitt verändert werden. Insbesondere kann auf diese Weise ein Klangprofil der Auspuffanlage eingestellt werden.
Der Absperrkörper ist insbesondere über ein Drahtseil mit dem Stellantrieb verbunden. Das Drahtseil kann Zugkräfte übertragen. Zur Überführung des Absperrkörpers in eine Offenstellung wird der Stellantrieb betätigt, wodurch eine Zugkraft auf das Drahtseil ausgeübt wird. Das Drahtseil wirkt dann auf eine Drehachse des Absperrkörpers, so dass dieser von der geschlossene Stellung in eine Offenstellung rotiert. Für eine umgekehrte Bewegung des Absperrkörpers von der Offenstellung in die geschlossene Stellung ist an einem dem Stellantrieb gegenüberliegenden Ende des Drahtseils eine Gegenzugfeder vorgesehen, die eine entgegengesetzte Zugkraft auf das Drahtseil ausübt. Die Federkraft der Gegenzugfeder sorgt somit dafür, dass der Absperrkörper wieder in die geschlossene Stellung zurückgedreht wird.
Bei der vorbekannten Konstruktion ist es daher erforderlich, dass der eingesetzte Stellmotor ausreichend stark dimensioniert ist, so dass er gegen die Federkraft der Gegenfeder eine Rotation des Absperrkörpers einleiten kann. Wegen der Zugkräfte, die von der Gegenfeder und dem Stellantrieb auf das Drahtseil ausgeübt werden, unterliegt das Drahtseil außerdem einer relativ hohen Belastung. Hinzu kommt ein enger Radius im Bereich der Drehachse des Absperrkörpers, was zu einem erhöhten Bruchrisiko des Drahtseils führt.
Die Aufgabe der Erfindung besteht ausgehend von diesem Stand der Technik darin, eine Auspuffanlage für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für ein Motorrad, weiter zu verbessern. Insbesondere ist es Aufgabe der Erfindung, eine Auspuffanlage anzugeben, deren Bauteile einer reduzierten Belastung unterliegen und die flexibel einsetzbar ist. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Motorrad, mit einer solchen Auspuffanlage anzugeben.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe im Hinblick auf die Auspuffanlage durch den Gegenstand des Schutzanspruchs 1 und im Hinblick auf das Kraftfahrzeug durch den Gegenstand des Schutzanspruchs 12 gelöst.
So beruht die Erfindung auf dem Gedanken, eine Auspuffanlage für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für ein Motorrad mit wenigstens einem Auspuffrohr anzugeben, wobei das Auspuffrohr einen Strömungskanal für Abgase bildet. In dem Auspuffrohr ist ein Absperrkörper zur Querschnittsänderung des Strömungskanals drehbeweglich angeordnet. Eine Drehachse des Absperrkörpers ist mit einem Stellantrieb wirkverbunden, so dass eine Drehposition des Absperrkörpers mittels des Stellantriebs einstellbar ist. Erfindungsgemäß ist der Stellantrieb durch einen Linearantrieb gebildet.
Die Erfindung sieht demnach konkret vor, dass als Stellantrieb für den Absperrkörper ein Linearantrieb eingesetzt wird. Das hat den Vorteil, dass sowohl die Bewegung zum Öffnen des Absperrkörpers, als auch die Bewegung zum Schließen des Absperrkörpers durch denselben Antrieb erfolgen kann. Eine zusätzliche Gegenfeder, wie sie im Stand der Technik vorgesehen ist, kann insoweit entfallen. Es ist allerdings nicht ausgeschlossen, dass dennoch eine Gegenzugfeder eingesetzt wird, wobei diese im Unterschied zum Stand der Technik eine deutlich geringere Federkraft aufweisen muss. Die gegebenenfalls vorgesehene Gegenzugfeder dient in diesem Fall lediglich zur Vermeidung von Vibrationsgeräuschen.
Insgesamt kann daher ein Stellantrieb eingesetzt werden, der im Vergleich zum Stand der Technik eine kleinere Kraft aufbringen muss. Damit kann also ein Stellantrieb, insbesondere ein Linearantrieb, eingesetzt werden, der kompakte Abmaße und eine niedrige Energieaufnahme aufweist.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Auspuffanlage ist vorgesehen, dass der Absperrkörper durch einen Bowdenzug mit dem Stellantrieb verbunden ist. Der Bowdenzug ist vorzugsweise so angepasst, insbesondere so biegesteif ausgebildet, dass Zug- und Druckkräfte vom Stellantrieb auf den Absperrkörper übertragbar sind. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Bowdenzug einen Kerndraht aus verdrillten Litzen und einen Manteldraht aufweist, wobei der Manteldraht helixförmig um den Kerndraht gewickelt ist.
Der Bowdenzug ist im Allgemeinen angepasst, um auch Druckkräfte vom Stellantrieb an die Drehachse des Absperrkörpers zu übertragen. Damit kann auf einfache Weise sowohl eine Bewegung des Absperrkörpers von einer geschlossenen Stellung in eine Offenstellung, als auch umgekehrt von einer Offenstellung in eine geschlossene Stellung durch den Stellantrieb mittels des Bowdenzugs bewirkt werden. Eine Gegenzugfeder ist zum Schließen des Absperrkörpers jedenfalls nicht erforderlich. Dennoch kann eine solche Gegenzugfeder zur Vermeidung von Vibrationen vorgesehen sein. Durch den Verzicht auf eine Gegenzugfeder bzw. durch eine Gegenzugfeder, die im Vergleich zum Stand der Technik eine deutlich geringere Federkraft aufweist, wird die Belastung auf den Bowdenzug reduziert. Damit ist die erfindungsgemäße Auspuffanlage besonders langzeitstabil.
Die Verwendung eines Linearmotors vermeidet Umlenkstellen am Bowdenzug, so dass ein Riss des Bowdenzugs vermieden wird. Insbesondere bei Auspuffanlagen, die einen Stellantrieb aufweisen, bei welchen ein Drahtseil aufgewickelt wird, kann der Draht wegen der engen Radien leicht reißen.
Die Druckstabilität und/oder Biegesteifigkeit des Bowdenzugs wird vorzugsweise durch den besonderen Aufbau erreicht, bei dem ein Kerndraht aus verdrehten Litzen mit einem Manteldraht umwickelt ist. Der Manteldraht, der sich helixförmig um den Kerndraht windet, stellt dabei die entsprechende Druckstabilität bereit. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass der Manteldraht so eng gewickelt ist, dass sich die einzelnen Windungen des Manteldrahts berühren, insbesondere sich gegenseitig aneinander abstützen.
Hinsichtlich des Linearantriebs ist bevorzugt vorgesehen, dass dieser einen Elektromotor mit einer Spindel aufweist, die in ein Gewinde einer Lagerscheibe eingreift. Der Bowdenzug kann mit der Lagerscheibe fest verbunden sein. Eine solche Gestaltung des Linearantriebs ist konstruktiv mit geringem Aufwand verbunden und folglich äußerst stabil. Außerdem kann über die Spindel eine sehr exakte Einstellung des Öffnungsgrads des Absperrkörpers erreicht werden.
Der Linearantrieb kann außerdem ein Gehäuse aufweisen, das an einer Stirnseite wenigstens eine Durchführung für den Bowdenzug aufweist. Das Gehäuse schützt die einzelnen, insbesondere mechanischen, Komponenten des Linearantriebs vor Verschmutzung und Feuchtigkeit.
Bevorzugt ist bei der erfindungsgemäßen Auspuffanlage vorgesehen, dass der Bowdenzug zumindest abschnittsweise im Inneren des Auspuffrohrs verläuft. Damit ist der Bowdenzug einerseits vor äußeren Einflüssen geschützt. Andererseits ist auf diese Weise die Optik der Auspuffanlage gewahrt.
Der Absperrkörper kann durch eine Klappe oder eine durchbohrte Kugel gebildet sein. Die Verwendung einer Klappe ist konstruktiv besonders einfach umsetzbar. Hingegen hat eine durchbohrte Kugel den Vorteil, dass der Strömungskanal durch das Auspuffrohr vollständig freigegeben werden kann.
Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Auspuffanlage umfasst wenigstens zwei Auspuffrohre, wobei in jedem Auspuffrohr ein Absperrkörper drehbeweglich angeordnet ist. Insofern kann bevorzugt vorgesehen sein, dass wenigstens zwei Bowdenzüge vorgesehen sind, die einerseits fest mit der Lagerscheibe und andererseits mit jeweils unterschiedlichen Absperrkörpern verbunden sind. Mit anderen Worten kann der Linearantrieb mit mehreren Absperrkörpern wirkverbunden sein, die jeweils in unterschiedlichen Auspuffohren ausgebildet sind. Auf diese Weise kann der Strömungsquerschnitt in mehreren Auspuffrohren gleichzeitig durch einen einzigen Linearantrieb eingestellt werden.
Der Bowdenzug, insbesondere die beiden Bowdenzüge, können ferner eine Verstellgewindehülse aufweisen, so dass die Länge der wirksamen Bowdenzüge einstellbar ist. Auf diese Weise kann besonders leicht der Öffnungswinkel des Stellkörpers eingestellt, insbesondere aneinander angeglichen werden.
Vorzugsweise sind die Bowdenzüge radial gegenüberliegend mit der Lagerscheibe verbunden. Das vermeidet ein Verkanten der Lagerscheibe und dient außerdem der gleichmäßigen Betätigung beider Absperrkörper.
Ein nebengeordneter Aspekt der Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Motorrad, mit einer zuvor beschriebenen Auspuffanlage. Die im Zusammenhang mit der Auspuffanlage genannten Vorteile und bevorzugten Weiterbildungen gelten entsprechend auch für das Kraftfahrzeug.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten, schematischen Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigen

1 eine perspektivische Ansicht eines Linearantriebs der erfindungsgemäßen Auspuffanlage nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel;
2 eine Querschnittsansicht durch ein Auspuffrohr der erfindungsgemäßen Auspuffanlage, wobei in dem Auspuffohr ein Absperrkörper in der Offenstellung angeordnet ist;
3 den Linearantrieb gemäß 1 in einer Seitenansicht bei Offenstellung des Absperrkörpers;
4 das Auspuffrohr gemäß 3 in einer geschlossenen Stellung des Absperrkörpers;
5 den Linearantrieb gemäß 3 in einer Schließstellung des Absperrkörpers;
6 eine Seitenansicht eines Bowdenzugs einer erfindungsgemäßen Auspuffanlage nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel.

In 1 ist ein Linearantrieb 20 gezeigt, der Teil der erfindungsgemäßen Auspuffanlage sein kann. Insbesondere umfasst der Linearantrieb 20 ein Gehäuse 26, das im Wesentlichen rohrförmig ausgebildet ist. Innerhalb des Gehäuses 26 ist ein Elektromotor 21 mit einem Getriebe 28 angeordnet. Ferner ist eine Spindel 22 vorgesehen, die über das Getriebe 28 mittels des Elektromotors 21 angetrieben ist. Die Spindel 22 weist ein Außengewinde auf, das mit einem Innengewinde einer Lagerscheibe 23 zusammenwirkt. Die Lagerscheibe 23 ist entlang von Scheibenführungen 25 linear geführt.
In der Lagerscheibe 23 sind zwei Seilaufnahmen 24 ausgebildet, die jeweils ein verdicktes Ende, insbesondere einen Quernippel 18, eines Bowdenzugs 15 aufnehmen können. Der Bowdenzug 15 erstreckt sich dabei von der Lagerscheibe 23 durch eine Durchführung 27 im Gehäuse 26. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind insgesamt zwei Bowdenzüge 15 vorgesehen, die jeweils mit der Lagerscheibe 23 verbunden sind. Die Bowdenzüge 15 sind an diagonal gegenüberliegenden Seiten der Lagerscheibe 23 fixiert.
In 1 ist gut erkennbar, dass eine Rotationsbewegung des Elektromotors 21 über die Spindel 22 und die Lagerscheibe 23 unmittelbar in eine Linearbewegung der Bowdenzüge 15 umgesetzt wird. Auf diese Weise können die Bowdenzüge 15 linear entlang der Spindel 22 bewegt werden. Die lineare Bewegung der Bowdenzüge 15 wird so auf jeweils wenigstens einen, vorzugsweise zwei, Absperrkörper übertragen, die jeweils in einem Auspuffrohr angeordnet sind. Mittels des Linearantriebs 20 können so zwei oder mehrere Absperrkörper 11 in zwei oder mehreren Auspuffohren gleichzeitig betätigt werden.
In den 2 und 3 sind Teile der erfindungsgemäßen Auspuffanlage nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel in einer Offenstellung des Absperrkörpers 11 dargestellt. Insbesondere zeigt 2 eine Querschnittsansicht durch ein Auspuffohr 10, in dem ein Absperrkörper 11, vorzugsweise in Form einer Ventilklappe, angeordnet ist. Der Absperrkörper 11 weist eine Drehachse 12 auf, die in einem Drehlager 13 rotierend gelagert ist. Gegenüber dem Drehlager 13 ist an der Drehachse 12 eine Seilführung 14 angeordnet. Die Seilführung 14 kann die Form einer Rolle mit einer Umfangsnut aufweisen, die den Bowdenzug 15 führen kann. Der Bowdenzug 15 ist mit der Seilführung 14 fest verbunden.
Der Bowdenzug 15 erstreckt sich durch das Auspuffrohr 10 bis zu einer Rohrdurchführung 17. Konkret weist der Bowdenzug 15 eine Hülle 16 auf, die die Drähte des Bowdenzugs 15 ummantelt. Der Bowdenzug 15 ist mit der Hülle 16 durch die Rohrdurchführung 17 geführt. Die Hülle 16 kann beispielsweise aus einem Kunststoff gebildet sein und insofern einen Korrosionsschutz bieten. Vorzugsweise ist der Bowdenzug 15 außerhalb des Auspuffohrs 10 und des Linearantriebs 20 ausschließlich innerhalb der Hülle 16 geführt.
3 zeigt den Linearantrieb gemäß 1 in einem Zustand, bei welchem der Linearantrieb 20 den Absperrkörper 11 in eine Offenstellung bewegt hat, wie es in 2 dargestellt ist. Konkret ist vorgesehen, dass in einer Offenstellung des Absperrkörpers 11 die Lagerscheibe 23 an einem getriebeseitigen Ende der Spindel 22 angeordnet ist. Die Lagerscheibe 23 ist dabei näher am Getriebe 28 als an der Durchführung 27 im Gehäuse 26 angeordnet. Dadurch ist der Bowdenzug 15 zurückgezogen. Mit anderen Worten wird der Bowdenzug 15 zum Öffnen des Absperrkörpers 11 gezogen. Zum Schließen des Absperrkörpers 11 wird der Bowdenzug 15 hingegen geschoben, wie dies in den 4 und 5 gezeigt ist.
4 zeigt konkret das Auspuffrohr 10 gemäß 3, wobei jedoch der Absperrkörper 11 bzw. die Ventilklappe in einer geschlossenen Stellung vorliegt. Konkret erstreckt sich der Absperrkörper 11 so quer durch das Auspuffrohr 10, so dass ein Strömungskanal für Abgase weitgehend blockiert ist. In 4 ist gut erkennbar, dass der Bowdenzug 15 nach vorne geschoben ist, wodurch die Drehachse 12 rotiert ist, so dass der Absperrkörper 11 quer zur Strömungsrichtung des Abgases ausgerichtet ist.
In 5 ist der Linearantrieb gemäß 1 gezeigt, wobei der Linearantrieb einen Zustand eingenommen hat, der der geschlossenen Stellung des Absperrkörpers 11 zugeordnet ist. Im geschlossenen Zustand des Absperrkörpers 11 ist insbesondere die Lagerscheibe 23 des Linearantriebs 20 an einem gehäuseseitigen Ende der Spindel 22 angeordnet. Die Lagerscheibe 23 weist so folglich zur Durchführung 27 im Gehäuse 26 des Linearantriebs 20 einen kleineren Abstand als zum Getriebe 28 auf.
6 stellt schematisch einen beispielhaften Aufbau des Bowdenzugs 15 dar. Der Bowdenzug 15 weist eine Hülle 16 auf, die mit dem Bowdenzug 15 gemeinsam zwischen dem Absperrkörper 11 und dem Linearantrieb 20 vorgesehen ist. Im Bereich der Hülle 16 ist ferner eine Verstellgewindehülse 19 angeordnet, die zur Einstellung eines Anschlags des Absperrkörpers 11 dient. Der eigentliche Bowdenzug 15 weist an den Enden Nippel zur Verbindung mit der Lagerscheibe 23 des Linearantriebs 20 einerseits und mit der Drehachse 12 des Absperrkörpers 11 andererseits auf. Insbesondere sind ein Quernippel 18 und ein Tonnennippel 29 an den jeweils gegenüberliegenden Axialenden des Bowdenzugs 15 vorgesehen.
Bezugszeichenliste

10: Auspuffrohr
11: Absperrkörper
12: Drehachse
13: Drehlager
14: Seilführung
15: Bowdenzug
16: Hülle
17: Rohrdurchführung
18: Quernippel
19: Verstellgewindehülse
20: Linearantrieb
21: Elektromotor
22: Spindel
23: Lagerscheibe
24: Seilaufnahme
25: Scheibenführung
26: Gehäuse
27: Durchführung
28: Getriebe
29: Tonnennippel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 3081788 A1 [0002]

Claims

Auspuffanlage für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für ein Motorrad, mit wenigstens einem Auspuffrohr (10), das einen Strömungskanal für Abgase bildet, wobei in dem Auspuffrohr (10) ein Absperrkörper (11) zur Querschnittsänderung des Strömungskanals drehbeweglich angeordnet ist, und wobei eine Drehachse (12) des Absperrkörpers (11) mit einem Stellantrieb wirkverbunden ist derart, dass eine Drehposition des Absperrkörpers (11) mittels des Stellantriebs einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Stellantrieb durch einen Linearantrieb (20) gebildet ist.
Auspuffanlage nach wenigstens dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Absperrkörper (11) durch einen Bowdenzug (15) mit dem Stellantrieb verbunden ist, wobei der Bowdenzug (15) derart angepasst, insbesondere biegesteif ausgebildet, ist, dass Zug- und Druckkräfte vom Stellantrieb auf den Absperrkörper (11) übertragbar sind.
Auspuffanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Bowdenzug (15) einen Kerndraht aus verdrillten Litzen und einen Manteldraht aufweist, wobei der Manteldraht helixförmig um den Kerndraht gewickelt ist.
Auspuffanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Linearantrieb (20) einen Elektromotor (21) mit einer Spindel (22) aufweist, die in ein Gewinde einer Lagerscheibe (23) eingreift.
Auspuffanlage nach Anspruch 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Bowdenzug (15) mit der Lagerscheibe (23) fest verbunden ist.
Auspuffanlage nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Linearantrieb (20) ein Gehäuse (26) aufweist, das an einer Stirnseite wenigstens eine Durchführung (17) für den Bowdenzug (15) aufweist.
Auspuffanlage nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Bowdenzug (15) zumindest abschnittsweise im Inneren des Auspuffrohrs (10) verläuft.
Auspuffanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Absperrkörper (11) durch eine Klappe oder eine durchbohrte Kugel gebildet ist.
Auspuffanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Auspuffrohre (10) vorgesehen sind, wobei in jedem Auspuffrohr (10) ein Absperrkörper (11) drehbeweglich angeordnet ist.
Auspuffanlage nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Bowdenzüge (15) einerseits fest mit der Lagerscheibe (23) und andererseits mit jeweils unterschiedlichen Absperrkörpern (11) verbunden sind.
Auspuffanlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Bowdenzüge (15) radial gegenüberliegend mit der Lagerscheibe (23) verbunden sind.
Kraftfahrzeug, insbesondere Motorrad, mit einer Auspuffanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche.