DE60205959T2

DE60205959T2 - Ventilanordnung für Motor-Abgasanlage

Info

Publication number: DE60205959T2
Application number: DE2002605959
Authority: DE
Inventors: Tadashi Nagai; Eiichiro Hashimoto; Masaomi Fukuhara; Kai Shiraishi; Tamio Oshima
Original assignee: Calsonic Kansei Corp
Current assignee: Marelli Corp
Priority date: 2001-02-07
Filing date: 2002-02-07
Publication date: 2006-01-12
Anticipated expiration: 2022-02-08
Also published as: EP1231362A3; EP1231362B1; US6736160B2; EP1231362A2; DE60205959D1; US20020104503A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ventilvorrichtung für ein Motorauslasssystem entsprechend des Oberbegriffs des unabhängigen Anspruchs 1.
Herkömmlich ist als ein Ventil dieser Art ein Aufbau bekannt, in dem ein Ventil in dem Rohrkanal innerhalb eines Schalldämpfers des Fahrzeuges installiert ist.
Dieser Aufbau verbessert die Wirkung des Geräuschdämpfens durch Öffnen oder Schließen eines Auslasskanales entsprechend einer Veränderung im Druck des Abgases, das von der Seite des Motors strömt und eine Verminderung in der Motorausgangsleistung verhindert. In solch einem Ventil, das hinsichtlich des Auslassdruckes empfindlich ist, ist eine Feder beigefügt, um eine Ventilscheibe in einer Schließrichtung vorzuspannen, und das Ventil wird geöffnet, wenn der Auslassdruck genügend groß ist, der die Vorspannkraft der Feder überwindet.
Übrigens, in einer Umgebung, in der das Abgas mit hohem Auslassdruck strömt, kann ein Gelenkabschnitt zum Tragen der Ventilscheibe in Anbetracht einer Ausdehnung oder eines Schrumpfens infolge der thermischen Ausdehnung nicht genauestens eingesetzt werden, weil die Präzision der Drehachse relativ grob ist. Daher wird, wenn eine Kontaktoberfläche zwischen der Ventilscheibe und einem Ventilsitz z. B. konisch geneigt ist, die Mitte zwischen ihnen sogar in einem Zustand, in dem das Ventil geschlossen ist, verlagert, was in der Praxis einen Spalt hervorbringt.
Demzufolge wird die Kontraktoberfläche zwischen der Ventilscheibe und dem Ventilsitz, wie in der 10 gezeigt, eben hergestellt.
In dem wie in der Figur gezeigten Ventilaufbau hat ein Tragteil 10, dass sich von einem Schalldämpferrohr 1 erstreckt, einen Flansch 12, und bildet den Ventilsitz. Eine Ventilscheibe 40, getragen rund um eine Gelenkachse 15 durch einen Traghalter 14 des Tragteiles 10 hat eine gesamte glatte Fläche, die zu dem Flansch 12 des Tragteils 10 mit einem Flansch 41, rund um seine Umfangskante, gegenüberliegend ist. Eine Feder 16 ist um die Gelenkachse 15 gewickelt und spannt die Ventilscheibe 40 in die Richtung zu dem Flansch 12, der der Ventilsitz ist, vor.
Die Ventilscheibe 40 wird geöffnet, wenn der Auslassdruck erhöht wird, oder geschlossen, wenn der Auslassdruck vermindert wird. In dem Fall, in dem die Ventilscheibe 40 aus einer dünnen Platte durch Druckgießen hergestellt wird, ist die Resonanzfrequenz infolge einer kombinierten Wirkung zwischen der Ventilscheibe 40 und der anhängenden Feder 15 höher, so dass die Ventilscheibe 40 veranlasst wird bei einer Motordrehzahl von 2000 bis 3000 U/min in einem Normalbereich des Motors zu vibrieren, was zu einem Problem führt, dass Schläge erzeugt werden und die Qualitätsempfindung des Fahrzeuges verschlechtert wird.
Zum Unterdrücken der Schwingung der Ventilscheibe 40 ist es gedacht, eine Vorspannkraft der Feder 16 zum Vorspannen der Ventilscheibe 40 in der Schließrichtung zu erhöhen. Wenn jedoch die Federkraft erhöht wird, kann das Ventil nicht geöffnet werden, bis der Auslassdruck einen beträchtlich hohen Wert erreicht, so dass die richtige Absicht nicht erreicht werden kann.
Wenn andererseits die Federkraft reduziert wird, um es zu ermöglichen, dass die Resonanzfrequenz niedriger ist, wird der Öffnungsventildruck vermindert, so dass das Ventil infolge von leichten Veränderungen in dem Auslassdruck häufig geöffnet oder geschlossen wird, weil die Ventilscheibe 40 selbst im Gewicht leicht ist.
Aus dem US-A-5,801,343 ist eine Ventilvorrichtung, wie oben angezeigt, bekannt, wobei die Ventilvorrichtung ein Ventil aufweist, drehbar auf einer feststehenden welle montiert und das gegen ein offenes Ende des Bypass in einem Rohr durch eine Spiralfeder drückt. Wenn ein Druck innerhalb des Rohres auf einen Wert erhöht worden ist, der größer als eine Druckkraft durch die Spiralfeder und ein Außendruck ist, ist das Ventil betätigt worden und das offene Ende wird geöffnet. Andererseits ist das Ventil nicht betätigt worden und das geöffnete Ende ist geschlossen.
Überdies zeigt die US-A-5,747,753 einen Schalldämpfer für eine Brennkraftmaschine, wobei eine Prallplatte vor einer Auslassöffnung eines Schalldämpfergehäuses vorgesehen ist. Hierbei ist die Prallplatte mittels einer Nietverbindung an einem Ende einer Blattfeder getragen, die an ihrem anderen Ende mit dem Schalldämpfergehäuse verbunden ist.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung eine Ventilvorrichtung, wie oben angezeigt, zu verbessern, die in der Lage ist die Schwingung der Ventilscheibe, die aus ei nem dünnen Blech und im Gewicht leicht hergestellt wird, zu unterdrücken, und eine korrekte Funktion zwischen der Feder und der Ventilscheibe sicher zu stellen.
Die Aufgabe wird entsprechend der vorliegenden Erfindung durch eine Ventilvorrichtung mit die eine Ventilscheibe, verbunden mit einem Auslassrohr, für ein Motorauslasssystem gelöst, wobei die Ventilscheibe in Übereinstimmung mit einem Auslassdruck in dem Auslassrohr geöffnet oder geschlossen wird, und die eine Ventilwand aufweist, die eine Kontaktoberfläche hat, um mit einem Ventilsitz des Auslässrohres und einem Flansch, gebildet an einer äußeren Umfangskante der Ventilwand, anzuliegen, einer Feder für das Vorspannen der Ventilscheibe, um das Auslassrohr zu schließen, und einer Gelenkachse für das drehbare Tragen der Ventilscheibe, wobei sie mit einem Gewicht versehen ist, befestigt auf einer hinteren Fläche der Ventilwand und das von dem Eingriffspunkt eines Endes der Feder mit der hinteren Fläche der Ventilwand versetzt ist.
Da das Gewicht an der Ventilwand befestigt ist, kann die Resonanzfrequenz der Ventilscheibe verändert werden, während die vorbestimmten Charakteristika der Feder beibehalten werden.
Die Ventilwand der Ventilscheibe hat einen Außenumfangsabschnitt, geformt ähnlich einem Ring als die Kontaktoberfläche, wobei ein Randabschnitt einen inneren Durchmesserabschnitt hat, der nach außen zu der Rückseite von dem äußeren Umfangsabschnitt vorspringt, und das Gewicht an dem Randabschnitt befestigt ist, um der Ventilwand zugewandt zu sein. Da das Gewicht der hinteren Fläche der Ventilwand zugewandt ist, besteht dort kein Risiko des Störens mit dem Ventilsitz.
Die Feder ist mit einem Ende, das mit der hinteren Fläche des Ventilwand im Eingriff ist, um die Drehwelle gewickelt. Da das Gewicht mit Ausnahme eines Eingriffspunktes an einem Ende der Feder befestigt ist, wird der Eingriffspunkt der Feder vermieden, so dass es kein Risiko gibt, dass ein Ende der Feder zufällig an dem Gewicht im Eingriff ist.
Entsprechend eines Ausführungsbeispieles hat die Ventilscheibe ein kreisförmiges Bogengewicht, das an der Rückseite entlang der äußeren Umfangskante eines Bogenabschnittes von der Drehachse der Ventilwand entfernt befestigt ist.
Da das Gewicht an der Ventilwand befestigt ist, kann die Resonanzfrequenz der Ventilscheibe verändert werden, während die Feder bei den vorbestimmten Charakteristika gehalten wird. Insbesondere kann, da das Gewicht entlang des Bogenabschnittes rund um die Umfangskante der Ventilscheibe befestigt ist, das maximale Moment für die Drehachse erhalten werden.
Vorteilhafterweise wird das Gewicht entlang einer Innenseite des Flansches angeordnet und an dem Flansch verschweißt.
Der Flansch ist außerdem mit einem Vorsprungsstück versehen und das Gewicht wird an der Spitze des Vorsprungsstücks verschweißt. Da der verschweißte Teil entfernt von der Kontaktoberfläche der Ventilwand und separat ist, wird die Schweißwärme nicht in die Kontaktoberfläche hineingeführt.
Entsprechend eines weiteren Ausführungsbeispieles hat der Flansch ein Haltestück, das rund um den Außenumfang der Ventilwand gebildet ist, und einen konvexen Abschnitt, der von der hinteren Fläche der Ventilwand, gegenüberliegend zu einer Kontaktoberfläche der Ventilwand mit einem Ventilsitz gebildet ist, wodurch das Gewicht zwischen dem Flansch und dem Abschnitt entlang der Innenseite des Flansches angeordnet ist und an die Ventilwand gepresst und durch konvexes Verstemmen des Haltestückes befestigt wird. Da das Gewicht durch Verstemmen des Haltestückes befestigt wird, tritt die Wärmewirkung beim Schweißen überhaupt nicht auf.
Das Gewicht wird durch Schneiden einer Bandstahlplatte gebildet. Das Gewicht kann mit einer ausgezeichneten Ausbeute durch das Schneiden der steilen Bandplatte entlang des bogenförmigen Abschnittes rund um die äußere Umfangskante der Ventilscheibe hergestellt werden.
Das Gewicht kann durch Biegen eines Stahlmaterials eines vorbestimmten Querschnittes gebildet werden. Das Gewicht kann mit ausgezeichneter Ausbeute nur durch Schneiden und Biegen des Stahlmaterials hergestellt werden.
Außerdem sind bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung in den weiteren Unter- Ansprüchen niedergelegt.
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung in größerer Ausführlichkeit mittels mehrerer Ausführungsbeispiele derselben in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen erläutert, wobei:
Die 1A und 1B Ansichten sind, die ein erstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigen.
Die 2A und 2B vergrößerte Darstellungen einer Ventilscheibe sind.
Die 3a und 3B Ansichten sind, die ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigen.
4 eine Seitenansicht des zweiten Ausführungsbeispieles der Erfindung ist.
5 eine beispielhafte Ansicht ist, die einen Werdegang des Herstellens eines Gewichtes zeigt.
6 eine Ansicht ist, die eine Veränderung des Gewichts zeigt.
Die 7A bis 7C Ansichten sind, die ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigen.
Die 8A bis 8C Ansichten sind, die ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigen.
9 eine Ansicht ist, die ein Veränderung zeigt.
10 eine Ansicht ist, die ein Beispiel der herkömmlichen Technik zeigt.
Die vorliegende Erfindung wird in Bezug auf die beigefügten Zeichnungen erläutert.
Ein erstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nachstehend beschrieben.
Jede der 1A und 1B zeigt ein Schalldämpferrohr 1 innerhalb eines Schalldämpfers entsprechend des ersten Ausführungsbeispieles der Erfindung. 1A ist eine vordere Ansicht des Schalldämpferrohres 1 und 1B ist eine Querschnittsdarstellung des Schalldämpferrohres 1, genommen entlang der Linie A-A. Auch sind die 2A und 2B vergrößerte Ansichten, die eine Ventilscheibe 20 in einer Vergrößerung zeigen. 2A ist eine Vorderansicht der Ventilscheibe 20 und die 2B ist eine Querschnittsdarstellung der Ventilscheibe 20, genommen entlang der Linie B-B.
Ein Tragteil 10, das einen rohrförmigen Abschnitt 11 hat, ist an einem Endabschnitt des Schalldämpferrohres 1 mit einem Flansch 12 als ein Ventilsitz, gebildet in einem Rohrende des Tragteiles 10, verbunden.
Ein Eingriffsteil 3, hergestellt aus rostfreiem Material, ist an einem Flansch 12 haftverbunden, der der Ventilsitz oder eine Kontaktoberfläche des Tragteiles 10 ist, und erstreckt ist an einer Innenwand des rohrförmigen Abschnittes 11.
Separat von dem Flansch 12 ist in der Figur nach unten und ähnlich einem U-förmigen Zeichen in einer entgegengesetzten Richtung des Schalldämpferrohres 1 ein Traghalter 14 gebogen.
Der Traghalter 14 trägt eine Gelenkachse 15 als eine Drehachse, und die Ventilscheibe 20 wird auf der Drehachse 15 drehbar getragen.
Die Ventilscheibe 20 hat eine Ventilwand 21, gegenüberliegend zu dem Flansch 12 des Tragteiles 10, und einen Flansch 22 um die Umfangskante der Ventilwand 21.
Ein Ende der Feder 16, die um die Gelenkachse 15 aufgewickelt ist, ist mit einer hinteren Fläche der Ventilwand 21 im Eingriff, das andere Ende 19 ist durch den Traghalter 14 im Eingriff.
Wie aus den 2A und 2B deutlich wird hat die Ventilwand 21 einen ringartigen äußeren Umfangsabschnitt 23, direkt zu dem Flansch 12 des Tragteils 10 gegenüber und der als eine Kontaktoberfläche dient, wobei der äußere Umfangsabschnitt 23 als eine glatte Ebene gebildet ist. Ein Innendurchmesserabschnitt ist ein Randabschnitt 24, der von der Rückseite des äußeren Umfangsabschnittes 23 oder in eine Richtung, die von dem Flansch 12 des Tragteiles 10 weggeht, vorspringt.
Der Flansch 22 ist rund um die äußere Umfangskante des äußeren Umfangsabschnittes 23 in derselben vorspringenden Richtung des Randabschnittes 24 gebildet und teilweise erstreckt. Ein Gelenkabschnitt 25, ähnlich einem U-förmigen Zeichens, besteht aus einem Lagerabschnitt 27, der sich von einem Basisabschnitt 26 und seinen beiden Enden erhebt, um sich mit dem Traghalter 14 ähnlich einem U-förmigen Zeichens auszurichten. Das Bezugszeichen 25a bezeichnet eine Kerbe, um die Störung mit einem Ende 19 der Feder 16, die mit dem Traghalter 14 im Eingriff ist, zu vermeiden.
Der Lagerabschnitt 27 ist mit einer vorgesehenen Durchgangsbohrung 28, in die eine aus rostfreiem Material gebildete Unterlegscheibe 29 eingesetzt ist, im Eingriff und hat einen Innendurchmesser um der Gelenkachse 15 zu gestatten, dort hindurchzupassen.
Auf einer hinteren Fläche der Ventilwand 21 ist ein Gewicht 30 eines rechteckigen Blocks an dem Randabschnitt 24 auf der Innenseite des Umfangsflansches 22 nahtgeschweißt und befestigt.
Das Gewicht 30 ist mit seinem Schwerpunkt G, von einer Mitte C der Ventilwand 21 in derselben Richtung wie die Gelenkachse 15 versetzt, verbunden, wie in der 2a gezeigt ist.
Wie in der 1A gezeigt, ist ein Spiralabschnitt 17 der Feder 16 auf der Gelenkachse 15 auf derselben Seite des Gewichts 30 in einer axialen Richtung angeordnet, wobei ein Ende 18 der Feder in einem Bereich im Eingriff ist, der dem Gewicht 30 für den Randabschnitt 24 auf der hinteren Fläche der Ventilwand 21 ausweicht.
In dem ersten Ausführungsbeispiel ist, wie oben beschrieben, die Kontaktoberfläche zwischen der Ventilscheibe 20 und dem Ventilsitz (dem Flansch 12) nicht geneigt, sondern eben, wodurch sich ein geringerer Spalt sogar bei geringerer Präzision der Drehachse der Ventilscheibe 20 und infolge des Gewichts 30 für die Ventilscheibe 20 bildet, wenn das Ventil geschlossen wird, wodurch die Resonanzfrequenz reduziert wird. ohne die Vorspannkraft der Feder 16 zu vermindern, wodurch das Aufprallgeräusch am Entstehen in einem Normalbereich der Motordrehzahl gehindert wird.
Z. B. wird in einem gewöhnlichen Auslasssystem für ein Kraftfahrzeug, wenn die Ventilscheibe für ein Schalldämpferrohr mit einem Durchmesser von 50 mm aus einer Stahlplatte mit einer Dicke von 1,2 mm hergestellt wird, das Gewicht in einem Bereich von 50 bis 100 g gewählt.
Während der äußere Umfangsabschnitt 23 der Ventilwand 21, der die Kontaktoberfläche zwischen der Ventilscheibe 20 und dem Ventilsitz eben ausgeführt ist, hat der Randabschnitt (24) mit seinem inneren Vorsprung an der Rückseite von dem äußeren Umfangsabschnitt 23 das daran verschweißte Gewicht 30, wodurch die Wärmewirkung beim Schweißen, um die Kontaktoberfläche zu verformen, nicht auf den äußeren Umfangsabschnitt 23 geleitet wird.
Da außerdem das Gewicht 30 versetzt ist, ist ein breiter Raum auf einer Seite feststehend, wobei ein Ende 18 der Feder 16 in der Rückseite der Ventilwand 21 durch das aus dem Wege gehen des Gewichtes 30 leicht in Eingriff gebracht werden kann. Umgekehrt, da das Gewicht 30 einen Eingriffspunkt an einem Ende 18 der Feder 16 vermeidet, besteht kein Risiko, dass ein Ende der Feder, um die Druckkraft der Feder 16 zu verändern, per Zufall im Eingriff in dem Gewicht 30 ist.
Da das Eingriffsblech 3 aus rostfreiem Material an dem Flansch 12 des Tragteiles 10 als der Ventilsitz haftverbunden ist, tritt kein Aufprallgeräusch auf, wenn die Ventilscheibe 20 geschlossen wird. Und das Eingriffsblech erstreckt sich zu einer Innenwand des rohrförmigen Abschnittes 11 für das Tragteil, um dadurch zu einem befestigten, haftverbundenen Zustand zu führen.
In diesem ersten Ausführungsbeispiel ist die Form des Gewichtes 30 ein rechteckiger Block, kann aber auch ein Kreis, ein Halbkreis oder jede andere Form sein.
Das Gewicht 30 kann an der Ventilwand 21 durch eine Lochschweißnaht mit einem Schweißloch, verschweißt in dem Randabschnitt 24, oder durch irgendeine andere geeignete Einrichtung befestigt werden, ohne auf das Nahtschweißen begrenzt zu werden.
Das zweite Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nachstehend beschrieben.
Jede der 3A und 3B zeigt ein Schalldämpferrohr 1 innerhalb eines Schalldämpfers entsprechend des zweiten Ausführungsbeispieles der Erfindung. 3A ist eine Vorderansicht des Schalldämpferrohres 1 und 3B ist eine Querschnittsdarstellung des Schalldämpferrohres 1, genommen entlang der Linie A-A. Auch ist 4 eine Seitenansicht der Ventilscheibe 20.
Ein Tragteil 10, das einen rohrförmigen Abschnitt 11 hat, ist an einem Endabschnitt des Schalldämpferrohres 1 mit einem Flansch 12 als ein Ventilsitz, gebildet in einem Rohrende des Tragteiles 10, verbunden.
Separat von dem Flansch 12 ist nach unten in der Figur erstreckt und einem U-förmigen Zeichen ähnlich in der entgegengesetzten Richtung des Schalldämpferrohres 1 ein Traghalter 14 gebogen.
Der Traghalter 14 trägt eine Gelenkachse 15 als eine Drehachse und die Ventilscheibe 20 wird auf der Gelenkachse 15 drehbar getragen.
Die Ventilscheibe 20 hat eine Ventilwand 21, gegenüberliegend des Flansches 12 des Tragteiles 10, und einen Flansch 22 rund um die Umfangskante des Ventilwand 21.
Ein Ende 18 der Feder 16, das um die Gelenkachse 15 aufgewickelt ist, ist an einer hinterer Fläche der Ventilwand 21 im Eingriff, und das andere Ende 19 ist mit dem Traghalter 14 im Eingriff.
Wie aus der 3B ersichtlich ist, hat die Ventilwand 21 der Ventilscheibe 20 einen ringförmigen äußeren Umfangsabschnitt 23, der dem Flansch 12 des Tragteils 10 direkt gegenüberliegend ist, und der als eine Kontaktoberfläche dient, wobei der äußere Umfangsabschnitt 23 eine glatte Ebene bildet. Ein Innendurchmesserabschnitt ist ein Randabschnitt 24, der zu der Rückseite des äußeren Umfangsabschnittes 23 oder in eine Richtung vorspringt, die von dem Flansch 12 des Tragteiles 10 wegführt.
Der Flansch 22 ist rund um die äußere Umfangskante des äußeren Umfangsabschnittes 23 gebildet und partiell erstreckt. Ein Gelenkabschnitt 25, der einem U-förmigen Zeichen ähnlich ist, besteht aus einem Randabschnitt 27, der sich aus einem Basisabschnitt 26 und seinen beiden Enden erstreckt, um sich mit dem Tragteil 14 ähnlich einem U-förmigen Zeichen auszurichten.
Der Randabschnitt 27 ist mit einer Durchgangsbohrung 28 versehen, in die eine Unterlegscheibe, gebildet aus rostfreiem Material, im Eingriff ist und hat einen Innendurchmesser, um der Gelenkachse 15 zu ermöglichen, hindurchgeführt zu werden.
In einem Bogenabschnitt R, entfernt von der Gelenkachse 15 der Ventilwand 21, hat der Flansch 22 zwei Vorsprungsstücke 32 die direkt von dem Flansch, der an zwei Positionen gebildet ist, vorspringen.
Diese Vorsprungsstücke 32 sind, wie in der 3A gezeigt, in bilateraler Symmetrie in Bezug auf eine Mittellinie S, die durch die Mitte der Ventilwand 21 und senkrecht zu der Gelenkachse 15 hindurchgeht, angeordnet.
An einer hinteren Fläche der Ventilwand 21 sind die Kreisbogengewichte 30 in bilateraler Symmetrie der Mittellinie S entlang der Innenseite des Flansches 22 in dem Bogenabschnitt R angeordnet, und zu den Vorsprungsstücken 32 des Flansches 22 nahtgeschweißt (W).
Jedes der Gewichte 30 wird durch Schneiden einer Bandstahlplatte P hergestellt, in der seine langen Seiten bogenförmig sind, um sich mit einer Innenwand des Flansches 22 in der Ventilwand 21 auszurichten und seine kurzen Seiten sind parallele Linien, wie in der 5 gezeigt.
In dem zweiten Ausführungsbeispiel ist die Kontaktoberfläche zwischen der Ventilscheibe 20 und dem Ventilsitz (Flansch 12) keine geneigte Fläche, sondern eine ebene Fläche, um dadurch einen geringeren Spalt sogar dann, wenn die Präzision der Drehachse für die Ventilscheibe 20 relativ gering ist, zu entwickeln, wenn das Ventil geschlossen wird. Wegen des Gewichts 30 für die Ventilscheibe 20 wird die Resonanzfrequenz, ohne die Vorspannkraft der Feder 16 zu verändern, vermindert, wodurch das Schlaggeräusch am Auftreten in einem Normalbereich der Drehzahl gehindert wird.
Insbesondere, da die Gewichte 30 entlang des bogenförmigen Abschnittes R des Flansches 22 um die Außenkante der Ventilscheibe 20 befestigt sind, kann das maximale Moment für die Gelenkachse 15 erhalten werden. Demzufolge kann die Resonanzfrequenz durch Festlegen des relativ leichten Gewichtes 30 wirksam vermindert werden. Wenn z. B. mit einem Beispiel verglichen wird, bei dem ein Gewicht von 90 g in der Mitte der Ventilwand 21 befestigt ist, können Gewichte 30 von 60 g oder weniger verwendet werden, um dasselbe Moment zu erhalten.
Die Gewichte 30 können auf einer fortlaufenden Grundlage mit einer ausgezeichneten Ausbeute hergestellt werden, ohne dass ein Abfallmaterial von der Bandstahlplatte P entstehen wird. Und wenn es gewünscht wird, das Gewicht zu verändern, kann wie gefordert, jedes Gewicht nur durch das Verändern der Plattendicke der Bandstahlplatte P hergestellt werden.
Da die Gewichte 30 an den Vorsprungsstücken 32, die von dem Flansch 22 vorspringen, verschweißt werden, wird die Wärmewirkung beim Schweißen unterdrückt werden und die Kontaktoberfläche (außer dem Umfangsabschnitt 23) für die Ventilwand 21 unterdrückt werden.
Außerdem ist der Rand an der Ventilwand gebildet, so dass die Steifigkeit erhöht wird, und die Glätte der Kontaktoberfläche mit dem Ventilsitz kann beibehalten werden.
In dem zweiten Ausführungsbeispiel ist die äußere Form der Gewichte 30 ein einfacher Kreisbogen. Wenn jedoch das Gewicht 30A mit Stufen 30a in rechten Winkeln zu der Linie der kurzen Seite entlang beider Kanten der langen Seite gebildet wird, kann der spitze Winkel an dem Endabschnitt eliminiert werden, wodurch die Gewichte bei der Herstellung leicht gehandhabt werden können, wie in der 6 gezeigt.
Ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend beschriebenen. In dem dritten Ausführungsbeispiel wird das Gewicht aus einem runden Stabstahl gebildet.
Die 7A bis 7C sind Ansichten, die das dritte Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigen. Die 7B ist eine Querschnittsdarstellung, genommen entlang der Linie B-B, und die 7C ist eine Seitenansicht einer Ventilscheibe 20B.
Ein Flansch 22 ist rund um die äußere Umfangskante eines äußeren Umfangsabschnittes 23 gebildet und teilweise, wie in dem zweiten Ausführungsbeispiel, erstreckt. Ein Gelenkabschnitt 25, der einem U-förmigen Zeichen ähnlich ist, besteht aus einem Randabschnitt 27, der sich von einem Basisabschnitt 26 und seinen beiden Enden erhebt, um sich mit dem Traghalter 14, der ähnlich einem U-förmigen Zeichen gebildet ist, auszurichten.
Der Flansch 22 hat eine schmalere Breite als ein bestimmter Bereich eines bogenförmigen Abschnittes R entlang des äußeren Umfangsabschnittes 23, der von der Gelenkachse 15 am weitesten entfernt ist, hat aber einen breiteren Abschnitt 22a in Richtung zu der Gelenkachse 15, um den Lagerabschnitt 27 zu verbinden.
Auf der hinteren Fläche einer Ventilwand 21B sind die bogenförmig gebogen und aus rundem Stabstahl hergestellten Gewichte 30B entlang der Innenseite des Flanschs 22 in dem bogenförmigen Abschnitt R angeordnet und mit dem breiteren Abschnitt 22a des Flanschs 22 nahtgeschweißt (W). Die Gewichte 30B sind, wie in der 7B gezeigt, in bilateraler Symmetrie in Bezug auf die Mittellinie S der Ventilwand 21B, mit den geschweißten Abschnitten (W) auch in bilateraler Symmetrie, angeordnet.
Weitere Konstruktionen sind dieselben wie in dem zweiten Ausführungsbeispiel einschließlich der Seite des Schalldämpferrohres.
In dem ersten Ausführungsbeispiel kann, da die Gewichte 30B entlang des Bogenabschnittes R des Flansches 22 rund um die äußere Umfangskante der Ventilscheibe 20B befestigt sind, die Resonanzfrequenz durch das verhältnismäßig leichte Festlegen der Gewichte 30B, wie in dem zweiten Beispiel, wirksam vermindert werden.
Die Gewichte 30B können auf fortlaufender Grundlage mit ausgezeichneter Ausbeute nur durch Schneiden und Biegen des runden Stabstahles in der geforderten Länge bei reduzierten Herstellungskosten hergestellt werden. Wenn es gewünscht wird, das Gewicht zu verändern, kann jedes geforderte Gewicht nur durch das Verändern des Durchmessers oder der Schneidelänge des Stahles hergestellt werden.
Da der verschweißte Abschnitt des Gewichts 30B ein breiterer Abschnitt 22a des Flansches ist, wird die Wärmewirkung nicht auf die Kontaktoberfläche der Ventilwand 21B geleitet, um die Kontaktoberfläche zu verwerten.
Außerdem ist der Rand an der Ventilwand 21B gebildet, so dass die Steifigkeit erhöht wird, und die Glätte der Kontaktoberfläche mit dem Ventilsitz kann beibehalten werden.
Ein viertes Ausführungsbeispiel wird nachstehend beschrieben. In dem vierten Ausführungsbeispiel wird, ähnlich wie in dem dritten Ausführungsbeispiel, das Gewicht 30B aus rundem Stabstahl gebildet.
Die 8A bis 8C sind Ansichten, die das vierte Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigen. 8A ist eine Vorderansicht. 8B ist eine Querschnittsdarstellung, genommen entlang der Linie C-C in der 8A, und die 8C ist eine Seitenansicht einer Ventilscheibe 20C.
Eine Ventilwand 21C der Ventilscheibe 20C hat eine gesamte glatte Ebene, mit ihrer äußeren Umfangsfläche, die eine Kontaktoberfläche eines Tragteiles 10 mit dem Flansch 12 ist.
Ein Flansch 22 ist rund um die äußere Umfangskante der Ventilwand 21C gebildet und der Flansch 22 führt zu einem Lagerabschnitt 27 in einer bestimmten Breite.
In einem bogenförmigen Abschnitt R, von einer Gelenkachse 15 der Ventilwand 21C entfernt, hat der Flansch 22 zwei Haltestücke 34, die sich direkt von dem Flansch erstrecken, der an zwei Positionen in bilateraler Symmetrie in Bezug auf eine Mittellinie S erstrecken, wie in der 8A gezeigt.
An einer hinteren Fläche der Ventilwand 21C ist ein Gewicht 30B, bogenförmig gebogen und aus einem runden Stabstahl hergestellt, entlang der Innenseite des Flansches 22 in einem bogenförmigen Abschnitt R angeordnet, und die Haltestücke 34 für den Flansch 22, erstrecken sich über das Gewicht 30b durch Verstemmen, um das Gewicht 30B gegen die Rückseite der Ventilwand 21C zu drücken.
Überdies ist die Ventilwand 21C mit einem Abschnitt 36 gebildet, der zu der Rückseite zwischen den Haltestücken 34, 34 auf der Mittellinie S vorspringt, um mit der Innenfläche des Gewichts 30B des Kreisbogens in Kontakt zu sein.
Dadurch wird das Gewicht zwischen dem Flansch 22 und dem Abschnitt 36 in einer Richtung entlang einer Rückseite der Ventilwand 21C getragen, und getragen zwischen der hinteren Fläche und den Haltestücken 34 in einer Richtung rechtwinklig zu der hinteren Fläche, so dass das Gewicht 30B sicher an der Ventilwand 21C befestigt wird.
Der weitere Aufbau ist derselbe wie in dem dritten Ausführungsbeispiel.
In dem vierten Ausführungsbeispiel kann, wie oben beschrieben, da das Gewicht 30B von rundem, gebogenen Stabstahl, entlang des bogenförmigen Abschnittes R des Flansches 22 rund um die äußere Umfangskante der Ventilscheibe gebogen ist, die Resonanzfrequenz durch verhältnismäßig leichtes Festlegen des Gewichts 30, wie in dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel, wirksam vermindert werden. Auch kann das Gewicht leicht verändert werden.
Da das Gewicht 30B durch Verstemmen zwischen dem Abschnitt 36, gebildet in der Ventilwand und den Haltestücken 34, befestigt wird, ist kein Schweißen erforderlich, und deshalb gibt es überhaupt keine Wärmewirkung, um die Kontaktoberfläche der Ventilwand 21C zu verwerfen.
In dem vierten Ausführungsbeispiel wird das aus rundem Stangenmaterial hergestellte Gewicht 30B wie in dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel verwendet. Es kann jedoch ein Gewicht 30C, wie in der 9 gezeigt, verwendet werden, dass einen rechteckigen Querschnitt hat. Dadurch wird das Gewicht zwischen dem Flansch 22 und dem konvexen Abschnitt 36 in einer Richtung entlang der hinteren Fläche der Ventilwand 21C getragen, und zwischen der hinteren Fläche und den Haltestücken 34 in einer Richtung rechtwirklich zu der hinteren Fläche rechtwinklig zu der hinteren Fläche getragen, so dass das Gewicht 30C an der Ventilwand 21C ohne Schweißen sicher befestigt werden kann. Selbstverständlich können andere Stähle, die ein polygonales Schnittbild haben, auch verwendet werden, solange der Querschnitt derselbe ist.
In dem vierten Ausführungsbeispiel ist die Ventilscheibe mit dem Flansch 12 des Tragteiles 10, das der Ventilsitz ist, direkt in Kontakt. Jedoch kann das Verbindungsplattenteil, das aus rostfreiem Material hergestellt ist. von dem Flansch 12 mit der Innenwand des rohrförmigen Abschnittes 11 haftverbunden werden, um das Auftreffgeräusch, das verursacht wird, wenn die Ventilscheibe geschlossen wird, zu unterdrücken.
Wie oben beschrieben schafft die Erfindung einen Ventilaufbau für ein Motorauslasssystem, in dem ein Ventil in Übereinstimmung mit einem Auslassdruck mit einer Ventilscheibe, die durch eine Feder vorgespannt ist, geöffnet oder geschlossen wird, wobei die Ventilscheibe mit einem Randabschnitt in einem Bereich gebildet ist, der eine Kontaktoberfläche einer Ventilwand mit einem Ventilsitz ausschließt und ein Gewicht an dem Randabschnitt befestigt ist. Dadurch kann die Resonanzfrequenz der Ventilscheibe ver ändert werden, während die vorbestimmten Charakteristika der Feder beibehalten werden. daher ist es möglich ein Auftreffgeräusch am Entstehen infolge der Schwingung der Ventilscheibe in einem Normalbereich der Motordrehzahl zu verhindern, und die Qualitätsempfindung zu dem Fahrzeug kann verbessert werden.
Insbesondere hat die Ventilwand den äußeren Umfangsabschnitt ähnlich einem Ring als die Kontaktoberfläche geformt, wobei der Randabschnitt einen Innendurchmesserabschnitt hat, der zu der Rückseite von dem Außenumfangsabschnitt vorspringt, und das Gewicht ist an dem Randabschnitt an der hinteren Fläche der Ventilwand befestigt. Dadurch ergibt sich kein Risiko, dass das Gewicht mit dem Ventilsitz stört.
Die Feder ist um die Drehachse aufgewickelt, mit einem Ende mit der hinteren Fläche der Ventilwand im Eingriff, und das Gewicht ist mit Ausnahme für den Eingriffspunkt an einem Ende der Feder befestigt. Dabei ergibt sich kein Risiko, dass ein Ende der Feder per Zufall an dem Gewicht im Eingriff ist, um die Vorspannkraft der Feder zu verändern.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird ein Ventil in Übereinstimmung mit einem Auslassdruck mit einer Ventilscheibe, die in einer Schließrichtung durch eine Feder, die rund um eine Drehachse gelagert ist, vorgespannt ist, geöffnet oder geschlossen, wobei die Ventilscheibe ein Gewicht eines Kreisbogens hat, befestigt auf der hinteren Fläche entlang einer äußeren Umfangskante, die einen bogenförmigen Abschnitt am weitesten links entfernt von der Drehachse der Ventilwand enthält. Dadurch kann die Resonanzfrequenz der Ventilscheibe verändert werden, während die Feder bei den vorbestimmten Charakteristika beibehalten wird. Die Schwingung der Ventilscheibe in einem Normalbereich der Drehzahl wird gehindert ein Auftreffgeräusch zu verursachen, wodurch die Qualitätsempfindung des Fahrzeuges verbessert werden kann.
Da das Gewicht des bogenförmigen Abschnittes rund um die äußere Umfangskante der Ventilscheibe befestigt ist, kann das maximale Moment für die Drehachse erhalten werden. Dadurch kann die Resonanzfrequenz gesteuert werden, während das leichtere gewicht festgelegt wird.
Da der Flansch rund um den äußeren Umfang der Ventilwand gebildet ist, kann das Gewicht durch Anliegen gegen die Innenseite des Flanschs positioniert und an dem Flansch sicher verschweißt werden.
In diesem Fall ist der Flansch außerdem mit einem Vorsprungsstück versehen, und das Gewicht wird an der Spitze des Vorsprungsstückes verschweißt. Dadurch ist das verschweißte Teil getrennt, von der Kontaktoberfläche mit dem Ventilsitz weg, und die Wirkung der Schweißwärme auf die Kontaktoberfläche wird unterdrückt.
Auch weißt der Flansch ein Haltestück auf, das rund um den Außenumfang der Ventilwand gebildet ist, und ein konvexer Vorsprung, der zu der Rückseite vorspringt, ist innerhalb einer Kontaktoberfläche der Ventilwand bei dem Ventilsitz gebildet, wodurch das gewicht zwischen dem Flansch und dem konvexen Abschnitt entlang der Innenseite des Flansch angeordnet ist, und an die Ventilwand gedrückt und durch Verstemmen des Haltestückes befestigt wird. Dadurch wird kein Schweißen verwendet und es wird keine Wärmewirkung hervorgerufen.
Das Gewicht wird durch Schneiden einer Bandstahlplatte oder durch Biegen eines Stahlmateriales mit einem vorbestimmten Querschnitt gebildet. Dadurch kann ein Gewicht mit einer ausgezeichneten Ausbaute hergestellt werden.

Claims

Ventilvorrichtung für ein Motorabgassystem, das aufweist: – eine Ventilscheibe (20, 20B, 20C), verbunden mit einem Auslassrohr (1), wobei die Ventilscheibe (20, 20B, 20C) in Übereinstimmung mit einem Auslassdruck in dem Auslassrohr (1) geöffnet oder geschlossen wird und eine Ventilwand (21, 21B, 21C) aufweist, die eine Kontaktoberfläche hat, um gegen einen Ventilsitz des Auslassrohres (1) anzuliegen, und einen Flansch (22), gebildet an einer äußeren Umfangskante der Ventilwand (21, 21B, 21C): – eine Feder (16) für das Vorspannen der Ventilscheibe (20, 20B, 20C) um das Auslassrohr (1) zu öffnen oder zu schließen, und – eine Gelenkachse (15) für das drehbare Lagern der Ventilscheibe (20, 20B, 20C), gekennzeichnet durch ein Gewicht (30, 30A, 30B, 30C), befestigt an der Rückseite der Ventilwand (21, 21B, 21C), das von einem Angriffspunkt eines Endes (18) der Feder (16) an der Rückseite der Ventilwand (21, 21B, 21C) versetzt ist.
Ventilvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewicht (30, 30A, 30B) entlang des bogenförmigen Abschnittes (R) der Ventilwand (21, 21B, 21C) am weitesten links von der Gelenkachse (15) angeordnet ist.
Ventilvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewicht (30, 30A, 30B, 30C), entlang einer Innenseite des Flansches (22) angeordnet und mit dem Flansch (22) verschweißt ist.
Ventilvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Flansch (22) ein Vorsprungsstück (32) enthält und das Gewicht (30, 30A, 30B, 30C) mit einer Spitze des Vorsprungsstückes (32) verschweißt ist.
Ventilvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Flansch (22) ein Haltestück (34) hat und die Ventilscheibe (20C) einen konvexen Abschnitt (36) aufweist, der von der Rückseite der Ventilwand (21C) gegenüberliegend zu einer Kontaktoberfläche der Ventilwand (21C) vorspringt, wobei das Gewicht (30B, 30C) zwischen dem Flansch (22) und dem konvexen Abschnitt (36) entlang der Innenseite des Flansches (22) angeordnet ist und das Haltestück (34) des Flanschs (22) das Gewicht (30B, 30C) presst, um verstemmt und an der Ventilwand (21C) befestigt zu werden.
Ventilvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewicht (30, 30A) durch Schneiden einer Bandstahlplatte (P) gebildet ist.
Ventilvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewicht (30B, 30C) durch Biegen eines Stahlmateriales, das einen vorbestimmten Querschnitt hat, gebildet ist.
Ventilvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewicht (30) mit seinem Schwerpunkt (G) versetzt von der Mittellinie (C) der Ventilwand 21) angeordnet ist.