DE2422519A1

DE2422519A1 - Absperrvorrichtung fuer ein in einem kanal stroemendes medium

Info

Publication number: DE2422519A1
Application number: DE2422519A
Authority: DE
Inventors: Alfred Hoyler; Peter Litterst
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1974-05-09
Filing date: 1974-05-09
Publication date: 1975-11-27

Description

R. 2 0 34

Anlage zur

Patent- und

Gebrauchs mus ter-HiIfsanmeldung

ROBERT BOSCH GMBH, Stuttgart Absperrvorrichtung für ein in einem Kanal strömendes Medium

Die Erfindung bezieht sich auf eine Absperrvorrichtung für ein in einem Kanal strömendes Medium, mit einer in diesem zwischen einer öffnungs- und einer Schließstellung bewegbaren Klappe, die mit wenigstens einem mit ihr verbundenen, mit einer Abtriebswelle einer Antriebsvorrichtung in Wirkverbindung bringbaren Zapfen in der Kanalwand gelagert ist.

Derartige Absperrvorrichtungen sind beispielsweise in der Auspuffanlage von Verbrennungsmotoren vorgesehen, wo sie als sogenannte Motorbremse wirken oder aber auch zu einem Bypass für

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die zwecks Entgiftung durch einen Katalysator zu leitenden Abgase gehören. Bei den bekannten Vorrichtungen.ist die im Auspuffkanal angeordnete Klappe durch zwei miteinander fluchtende, in der Kanalwand geführte .-Zapfen gelagert, wobei der eine Zapfen die Kanalwand durchdringt und mit einem Zwischenstück versehen ist, an dem eine Antriebswelle angeschlossen werden kann. Dabei ist das Zwischenstück als separates Bauteil ausgebildet,- das mit dem einen Lagerzapfen der Klappe drehfest verbunden ist. Auch kann sich durch die vergleichsweise große Wärmedehnung im Bereich der Klappe die Schraubverbindung zwischen Zapfen und dem Zwischenstück lösen, was zum Ausfall der Absperrvorrichtung führt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannte Absperrvorrichtung zu vereinfachen und betriebssicherer auszubilden.

Gemäß der Erfindung ist dies dadurch erreicht,.daß der Zapfen und die Antriebswelle unter Vermeidung eines Zwischenstücks drehfest miteinander verbunden sind.

Es kann also das Zwischenstück vollständig entfallen, wodurch neben den»vereinfachton Aufbau der Vorrichtung auch deren Betriebssicherheit verbessert viird. Weiter wird durch den Wegfall dieses Bauelements auch der sogenannte "tote Gang" in der Vorrichtung verringert, der durch die notwendigen Pertigungs»- toleranzen unvermeidbar ist.

Diese Vorteile werden auch erreicht, wenn der Zapfen und die Äbtriebswelle einstückig miteinander verbunden sind.

Es kann jedoch auch von Vorteil sein, wenn gemäß einer Weiterbildung der Erfindung der Zapfen und die Abtriebswelle separata Bauteile und über Kupplungsmittel drehfest direkt miteinander verbunden sind.

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¹P Γ *5 *

der

Um den direkten Wärmeübergang von/"R.bsperrvorrichtung zu der Antriebsvorrichtung in Grenzen zu halten hat es sich weiter als vorteilhaft erwiesen, wenn die Abtriebswelle und der Zapfen aus einem wärmedämmenden Material hergestellt sind.

Wenn der Zapfen und die Antriebswelle jedoch separate Bauteile sind ist es zweckmäßig, wenn der Zapfen eine. Zentralbohrung aufweist, in die die Abtriebswelle eintaucht wobei Zapfen und Abtriebswelle drehfest miteinander verbunden sind.

Um eine einfache Steckverbindung zwischen Zapfen und Abtriebswelle zu erreichen_/hat der Zapfen und die Abtriebswelle auf—einander abgestimmte Äändelzähne, durch die ein drehfester Verband zwischen diesen beiden Teilen erreicht wird.

Eine einfache Ausbildung der Kupplungsmittel ist durch einen Querstift in der Welle gegeben, der mit einer Schulterfläche des Zapfens zusammenwirkt.

Bei einer Absperrvorrichtung für die in einem Auspuffkanal eines Verbrennungsmotors strömenden Abgase hat es sich als zweckmäßig erwiesen, zwischen der Absperrvorrichtung und der Antriebsvorrichtung einen Schild anzuordnen, wodurch einer Beeinträchtigung der Antriebsvorrichtung durch die Abgaswärme vorgebeugt wird.

•Damit aufwendige Fräßarbeiten am Gehäuseteil der Absperrvorrichtung zur Ausbildung von Anschlagflächen zwecks Festlegung der Öffnungsstellung der Klappe entfallen können, ragt weiter der Querstift mit einem Ende über die Mantelfläche des Zapfens hinaus und in den Schwenkbereich des Endes des Querstifts · erstreckt sich ein Ansatz des Schildes, wobei eine Kante des Ansatzes als Anschlag.für dieses Stiftende dient, wenn die Klappe sich in ihrer Öffnungsstellung befindet.

Um die Kupplung gegen Eindringen von Schmutz und Wasser zu schützen, werden die Kupplungsmittel in einem geschlossenen

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Raum untergebracht, wobei der Zapfen durch eine Ausnehmung im Schild ragt und ein Getriebegehäuse der Antriebseinheit unter Zwischenfügen einer Dichtung am Hitzeschild befestigt ist.

Eine einfache Montage der Vorrichtung ist gegeben, wenn der Zapfen an seinem der Klappe zugewandten Ende einen zu seiner Stirnfläche hin randoffenen Schlitz aufweist, in dem die Klappe wenigstens annähernd spiellos gehalten ist, weil dadurch nach dem Einführen der Klappe in den Kanal die Verbindung zwischen dieser und der Abtriebswelle bzw. dem Zapfen durch Einstecken der Welle bzw. des Zapfens in die dafür in der Kanalwani vorgesehene Lagers teile? erreicht wird.

Bei einer Absperrvorrichtung mit einem Gehäuseteil, daran angeflanschten Zu- und Abfuhrrohre für die Abgase sowie mit Befestigungsaugen zum Festklemmen dieser Rohre, sitzen gemäß einer weiteren Ausgestaltung des Erfindungsgedankens die Rohre auf konischen Dichtflächen des Gehäuseteils und die Befestigungsaugen sind wenigstens annälr ernd in der Mitte des Gehäuseteils sowohl für das Zufuhrrohr als auch für das Abfuhrrohr angeordnet.

In bestimmten Anwendungsfällen ist es'von Vorteil, wenn der Schild als Hitzeschild ausgebildet ist.

Es kann darüber hinaus weiter von Vorteil sein,wenn zwischen der Klappe und der Antriebsvorrichtung, vorzugsweise zwischen der Klappe und der Abtriebswells,ein Teil aus einem wärmedämmenden Material vorgesehen ist.

Zweckmäßig ist das wärmedämmende Teil durch den Zapfen gebildet, der aus einem keramischen Werkstoff besteht.

Mit Vorteil ist der Raum mit einer hitzebeständigen Schmierpaste gefüllt.

Um den Wärmeübergang zwischen dor Absperrvorrichtung und der Antriebsvorrichtung weiter zu erschweren, oder aber auch um

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den Hitzeschild entfallen zu lassen, können gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung die der Antriebsvorrichtung zugewandten äußeren Bereiche der Absperrvorrichtung mit einer wärmedämmenden Schicht, vorzugsweise aus Zirkonoxyd, die übrigen Bereiche sowohl der Absperrvorrichtung als auch der Antriebsvorrichtung mit einer wärmeabstrahlenden Schicht, vorzugsweise aus Chromoxyd und schließlich auch noch wenigstens die der Klappe benachbarten Bereiche des Durchgangskanals mit einer wärmedämmenden Schicht versehen sein.

Die Erfindung ist im folgenden anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ednti mit einer Antriebsvorrichtung versehene Absperrvorrichtung in .Ansicht unl die der Absperrvorrichtung zugeordneten Zufuhr- bzw. 4bfuhrrohre geschnitten,

Fig. 2 einen Schnitt durch die Absperr- und Antriebsvorrichtungen gemäß Fig. 1 entlang, der Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 einen Teilschnitt entsprechend Fig. 2 durch eine andere Ausführungsform der Absperr- und Antriebsvorrichtungen,

Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV in Fig. 2,

Fig. 5 eine Teilansicht in Richtung des Pfeiles V in Fig. und

Fig. β ein Schnitt gemäß Fig. 2,durch eine andere Ausführung der Erfindung.

•In Fig. 1 ist eine in einem Durchgangskanal 42 für die Abgase eines Verbrennungsmotors angeordnete Absperrvorrichtung

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£ Π 3 4.

10 dargestellt, die durch eine Antriebsvorrichtung 11 betätigt wird, welche einen elektrischen Antriebsmotor 12 und ein Untersetzungsgetriebe 13 enthält. Die Absperrvorrichtung 10 weist ein Gehäuse 14 auf, in dem eine Klappe 15 (Fig. 2) drehbar gelagert ist. Zur Führung der Klappe 15 sind in dem Gehäuse 14 zwei miteinander fluchtende Zapfen 16 und 17 gelagert, die jeweils an ihrer der Klappe 15 zugewandten Stirnseite einen randoffenen Schlitz 18 aufweisen, in denen die Klappe 15 spiellos gehalten ist. Der Zapfen 16 ist durch Kupplungsmittel 19 mit einer Abtriebswelle 20 des zur Antriebsvorrichtung 11 gehörenden Getriebes drehfest wirkverbunden. Die Kupplungsmittel der Abtriebs :velle 20 sind durch einen im Endbsreich der Abtri&bswelle sitzenden Querstift 21 gebildet. In dem der Abtriebswelle 20 zugewandten Ende des Zapfens 16 ist eine Bohrung 22 zur Aufnahme der Abtriebswelle 20 vorgesehen und der Querstift 21 taucht in einen Querschlitz 23 des Zapfens ein, dessen Seitenwände Schulterflächen bilden, an denen der Querstift während des 3etriebes der Vorrichtung zur Anlage kommt.

Die Lageranordnung des Bolzens 16 ist in einem Sockel 24 des Gehäuses 14 vorgesehen, der genügend groß dimensioniert ist um Gewindebohrungen 25 aufzunehmen, die zum Befestigen eines Hitzeschilds 26 dienen, welcher die Antriebsvorrichtung 11 vor der im Bereich der Absperrvorrichtung 10 vorhandenen Hitze abschirmen soll. Der Hitzeschild 26 hat im Bereich der Kupplungsmittel 19 eine Ausnehmung 27 (Fig. 4), es ragt jedoch ein Ansatz 28 des Hitzeschilds 26 in den Schwenkbereich des Querstifts 21, der mit einem Ende über die Mantelfläche des Zapfens 16 hinausragt. Der Ansatz 28 ist so angeordnet, daß seine eine Kante 29 als Anschlag für das Ende des Querstifts 21 dient, wenn sich die Klappe 15 in ihrer Öffnungsstellung befindet. Die Öffnungsstellung der Klappe 15 ist in Fig. 5 mit 30 bezeichnet, während die Schließstellung, bei der der Durchgangskanal 31 der Absperrvorrichtung verschlossen ist, mit 32 bezeichnet ist.

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Das Getriebegehäuse 33 ist so ausgebildet, daß .im Bereich der Kupplungsmittel 19 ein Raum 34 entsteht und daß gleichzeitig die Kupplungsmittel 19 vollständig von den Umwelteinflüssen abgekapselt sind. Zur Verbesserung der Abdichtung ist zwischen dem Hitzeschild 26 und dem Getriebegehäuse 33 eine Dichtung vorgesehen. Um eine langfristige Wartung der Absperrvorrichtung im Bereich der Kupplungsmittel 19 sicherzustellen, ist der Raum 34 mit eigner hitzebeständigen Schmierpas te versehen.

Wie Fig. 1 zeigt, sind an dem Gehäuse 14 der Absperrvorrichtung 10 Zu- und Abfuhrrohre 36 angeordnet. Um einen sicheren und dichten Sitz der Rohre 36 an der .Absperrvorrichtung 10 zu gewährleisten weist das Gehäuse 14 konische Dichtflächen 37 auf, an denen die Rohre 36 mit entsprechend ausgebildeten Gegenflächen anliegen. Die Endbereiche der Rohre 36 weisen Befestigungsflaasche 38 mit Angriffsfläche 39 für nicht dargestellte Spannmittel auf, durch welche die Rohre 36 fest gegen das Gehäuse 14 der Absperrvorrichtung 10 gepreßt werden können. Zur Halterung der Spannmittel sind im Mittelbereich des Gehäuses 14 Befestigungsaugen 40 mit Durchgangs löchern 4l angeordnet .

Im Betrieb wird die Klappe 15, wie in Fig. 5 dargestellt, aus ihrer Schließstellung 32, in der sie einen Durchgangskanal 42 im Gehäuse 14 verschlossen hält, in ihre Öffnungsstellung 30 geschwenkt, wobei der Stift 21 an der Kante 29 des Hitzeschilds 26 zur Anlage kommt,

Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführung der Absperrvorrichtung, ist der mit der Klappe 15 drehfest verbundene Zapfen 60 und die Abtriebswelle 6l des Untersetzungsgetriebes 13 aus einem einzigen Teil hergestellt. Es können somit auch die in der oben beschriebenen Ausführung vorgesehenen Kupplungsmittel entfallen.

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2 η

Um den Wärmeübergang von der Absperrvorrichtung 10 zu der Antriebsvorrichtung 11 zu erschweren, ist gemäß der in Fig. dargestellten Ausführung zwischen der Klappe 15 und der Abtriebswelle 71 ein . Teil aus wärmedämmenden Material vorgesehen, das durch den Zapfen 70 gebildet ist. Der Zapfen ist aus einem keramischen Material, vorzugsweise aus Zirkon-

auf oxyd hergestellt. Er weist eine Zentralbohrung Τ5/Γ m die die Abtriebswelle 71 der Antriebsvorrichtung 11 eintaucht. Damit der Zapfen 70 und die Abtriebswelle 71 drehfest miteinander verbunden werden können, hat die Abtriebswelle 71 an ihrem Umfang Rändelzähne 72, denen in der Viand der Zentralbohrung 73 vorgesehene Rändelzähne 72 zugeordnet sind.

Bei dieser Ausführung ist es zweckmäßig, den Zapfen 70 direkt im Gehäuse 14 zu lagern, wobei zur Schmierung ein hoch-hitzebeständiges Trockenschmiermittel verwendet wird.

Es ist jedoch auch denkbar, Zapfen und Abtriebswelle»wie in Fig. 3 dargestellt,einstückig aus einem wärmedämmenden Material zu fertigen.

Allen Ausführungen ist jedoch gemeinsam, daß der Zapfen 16 bzw. 60 und die Abtriebswelle 20 bzw. 61 des Untersetzungsgetriebes 13 unter Vermeidung eines Zwischenstücks drehfest miteinander verbunden sind.

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Claims

Z O 3 4

Ansprüche

1. /Absperrvorrichtung für ein in einem Kanal strömendes Medium,

mit einer in diesem zwischen einer öffnungs- und einer Schließstellung bewegbaren Klappe, die mit wenigstens einem mit ihr verbundenen, mit einer Abtriebswelle einer Antriebs vorrichtujig in Wirkverbindung bringbaren Zapfen in der Kanalwand gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Zapfen (Io bzw. 60) und die Abtriebswelle (20 bzw. 61) unter Vermeidung eines Zwischenstücks drehfest miteinander verbunden sind.

2. Absperrvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zapfen (60) und die AbtriebsweHs (61) einstückig miteinander verbunden sind.

3. Absperrvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zapfen (16) und die Abtriebswelle (20) separate Bauteile und über Kupplungsmittel (19) drehfest direkt miteinander verbunden sind.

M. Absperrvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtriebswelle (20) und der Zapfen (16) aus einem wärmedämmenden Material hergestellt sind.

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2 "b 3 4

5. Absperrvorrichtung nach Anspruch k₃ dadurch gekennzeichnet, daß der Zapfen (70) eine Zentralbohrung (73) aufweist, in

*. die die Abtriebswelle (71) eintaucht wobei Zapfen (70) und Abtriebswelle (71) drehfest miteinander verbunden sind.

6. Absperrvorrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß der Zapfen (70) und die Abtriebswelle (71) durch aufeinander abgestimmte Rändelzähne (72) drehfest miteinander verbuiden sind.

7. Absperrvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenneichnet, daß die Kupplungsmittel der Abtriebswelle (20) durch einen Querstift (21) in der Abtriebswelle (20) gebildet sind, der mit wanigstens einer Schulterfläche des Zapfens (16) zusammenwirkt.

8. Absperrvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7j insbesondere für die in einem Auspuffkanal eines Verbrennungsmotors strömenden Abgase, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Absperrvorrichtung (10) und der Antriebsvorrichtung (11) ein Schild (26) angeordnet ist.

9. Absperrvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Querstift (21) mit einem Ende über die Mantelfläche des Zapfens (16) hinausragt und daß sich in den Schwenkbereich des Endes des Querstifts (21) ein Ansatz (28) des Schildes (26) erstreckt, wobei eine Kante

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(29) des Ansatzes (28) als Ansehlag für das Stiftende dient, wenn die Klappe (15) sich in ihrer Öffnungsstellung

(30) befindet.

10. Absperrvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsmittel (19) in einem geschlossenen Raum (34) untergebracht sind, der Zapfen (Iß) durch ein« Ausnehmung (27) im Schild (26) ragt und ein Getriebegehäuse (33) äer Antriebseinheit (11) unter Zwisehenfügen einer Dichtung (35) am Schild (26) befestigt ist.

11. Absperrvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet_Λ daß der Zapfen (16) an seinem der Klappe (15) zugeordneten Ende einen zu dessen Stirnfläche hin randoffenen Schlitz (18) aufweist, in dem die Klappe (15) wenigstens annähernd spiellos gehalten ist.

12. Absperrvorrichtung nach einem der -Ansprüche 8 bis 11, mit einem Gehäuseteil, daran angeflanschten Zu- und Abfuhrrohran für die Abgase, sowie mit Befestigungsaugen zum Festklemmen dieser Bohre, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre (3β) auf konischen Dichtflächen (3?) des Gehäuses (14) sitzen und die Befestigungsaugen (*%0) wenigstens annähernd in der Mitts des Gehäuses (14) angeordnet und sowohl für das Zu- ■ fuhrrohr (36) als auch für das Äbfuhrrohr (36) vorgesehen sind.

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13. Absperrvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Schild (26) als Hitzeschild ausgebildet ist.

14. Absperrvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Klappe (15) und der Antriebsvorrichtung (11), vorzugsweise zwischen der Klappe (15) und der Abtriebswelle (20) ein Teil aus einem wä:?medämmenden Material vorgesehen ist.

15. Absperrvorrichtung nach Anspruch I¹J, dadurch gekennzeichnet,, daß das Teil durch den Zapfen (70) gebildet ist, der aus einem keramischen Werkstoff besteht.

16. Absperrvorrichtung nach einem der Ansprüche 10, bis/5, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum (3*0 mit einer hitzebeständigen Schmierpaste gefüllt ist.

17. Absperrvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die der Antriebsvorrichtung (11) zugewandten äußeren Bereiche der Absperrvorrichtung (10) mit einer wärmedämmenden Schicht (74), vorzugsweise aus Zirkonoxyd versehen ist.

18. Absperrvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die übrigen Bereiche sowohl der Absperrvorrichtung (10) als auch der Antriebsvorrichtung (11) mit einer wärmeabstrahlenden Schicht,

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vorzugsweise aus Chromoxyd versehen sind.

19. Absperrvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens die der Klappe (15) benachbarten Bereiche des Durchgangskanals (31) mit einer wärmedämmenden Schicht (7¹O versehen sind.

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