EP1844252A1 - KLAPPE ZUM VERSCHLIEßEN UND ÖFFNEN EINES KANALS - Google Patents

KLAPPE ZUM VERSCHLIEßEN UND ÖFFNEN EINES KANALS

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EP1844252A1
EP1844252A1 EP06704251A EP06704251A EP1844252A1 EP 1844252 A1 EP1844252 A1 EP 1844252A1 EP 06704251 A EP06704251 A EP 06704251A EP 06704251 A EP06704251 A EP 06704251A EP 1844252 A1 EP1844252 A1 EP 1844252A1
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EP
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flap
bearing
support arm
housing
frame
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EP06704251A
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Pedro Miguel Pereira Madeira
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Mann and Hummel GmbH
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Mann and Hummel GmbH
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    • F02D9/106—Sealing of the valve shaft in the housing, e.g. details of the bearings
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    • F02B27/0226—Use of kinetic or wave energy of charge in induction systems, or of combustion residues in exhaust systems, for improving quantity of charge or for increasing removal of combustion residues the systems having variable, i.e. adjustable, cross-sectional areas, chambers of variable volume, or like variable means characterised by the means generating the charging effect
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    • F02D9/16—Throttle valves specially adapted therefor; Arrangements of such valves in conduits having slidably-mounted valve members; having valve members movable longitudinally of conduit the members being rotatable

Definitions

  • the invention relates to a flap for closing and opening a channel, in particular in an intake system of an internal combustion engine, according to the preamble of the independent claim 1.
  • Such a flap can be found in EP 0 736 137 B1. It is a plastic component which is arranged in an intake system of an internal combustion engine. This component, also referred to as a shift drum, is provided at both ends with stub shafts, one stub shaft of which is mounted in a flange via a needle sleeve and the other stub shaft is screwed to an end wall of a component. On a stub shaft, a lever is attached, which is connected to a vacuum box. About this lever, the shift drum is rotated.
  • a disadvantage of this device is that a screw connection of the shift drum is required so that no axial play occurs. This screw is on the one hand consuming, on the other hand, there is a risk that caused by this axial fixation friction, which leads to a stiffness of the system. This structure does not guarantee system availability under all operating conditions.
  • the invention has for its object to avoid the disadvantages mentioned and to provide a flap for closing and opening a channel, which operates reliably and can be constructed economically.
  • the main advantage of the invention is that the axial fixation does not take place via screw or tongue and groove connections, but a housing-fixed support arm is provided, the points or over a very small support surface, the valve shaft axially supported. This considerably facilitates the assembly of the flap, it is merely inserted and does not require any axial bearing components. While on one side of the valve shaft, the axial bearing via the support arm fixed to the housing takes place, can be done on the other side, for example, via a top bearing or a radial bearing with axial limitation.
  • the flap is moved with a drive lever and a drive rod arranged thereon, wherein a vacuum box for generating a linear movement is provided for the drive.
  • a vacuum box for generating a linear movement is provided for the drive.
  • the automotive industry has such a vacuum box proven, it implements a vacuum change in a movement component and works with a high reliability.
  • the radially effective storage is at least one ball bearing.
  • a sealing of the ball bearing can take place via a corresponding sealing lip.
  • housing parts made of thermoplastic material. If the support arm also consists of thermoplastic material, this can be fixed to the housing via a weld.
  • the support arm with a screw or a locking connection to the housing.
  • the friction or ultrasonic welding offers.
  • FIG. 1 shows a three-dimensional representation of a switching flap
  • Figure 2 is a sectional view of the shaft bearing.
  • FIG. 1 shows a housing 10 which has a flap frame 11.
  • the housing 10 can be fixed via the mounting holes 12, 13, 14, 15 to an intake system of an internal combustion engine.
  • the housing is constructed in two parts, wherein the flap frame with the upper housing part 16 with two snap-in connection elements 17, 18 is latched.
  • the upper housing part 16 is inserted in the contact area with the flap frame 11 and is defined by the contours and through the
  • a vacuum box 19 is arranged on the upper housing part 16.
  • This vacuum unit has a plunger 20, which moves via a corresponding control by means of negative pressure in the axial direction.
  • a flap 21 for opening or closing a passage or a channel.
  • the channel is not shown.
  • the flap runs perpendicular to the flap plane in the direction of arrow "A.”
  • the flap is mounted on the underside in a sliding bearing 22 which is formed by the flap frame 11.
  • a ball bearing 26 which is explained in more detail in Figure 2.
  • the control of the flap 21 via a lever 23 which is located at the top .
  • the center of the Hebeis is below a support 24.
  • the lever is equipped at its point of application with a spherical connection 25. Via this connection, the plunger 20 engages with a correspondingly shaped opening The connection is effected by the snap-fit of the plunger 20 on the spherical connection.
  • the axial movement of the flap 21 is limited by the support 24, which is welded to the upper housing part 16 in the region 25 with the flap frame 11.
  • a slight axial bearing clearance is achieved, which is adjustable and can be defined in particular by the welding process for the support 24. If the support 24 is clipped together with the upper housing part 16 to the flap frame 11, the definition of the axial clearance is carried out by the structural design and the dimensioning each other.
  • the flap axis has a cavity 32. At the same time this also serves for the plastic-friendly design of the flap itself.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
  • Lift Valve (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Klappe (21) mit einem Klappenrahmen (11) , welcher die Klappe umschliesst. An diesem Klappenrahmen ist ein erstes Lager (22) für die Klappe vorgesehen sowie ein zweites Lager (26) , wobei wenigstens eines der Lager ein Kugellager (26) ist und wobei an dem Klappenrahmen ein Gehäuseoberteil (16) über eine Schnappverbindung befestigt ist. Am Gehäuseoberteil ist ein Stützarm (24) vorgesehen, welcher die Klappenachse übergreift. Wenigstens eine Stirnseite (31) der Klappenachse steht in Kontakt mit einer Stützfläche (30) des Stützarmes bzw. es ist zwischen Stützfläche und Stirnseite ein geringer Luftspalt eingestellt, der eine nahezu spielfreie axiale Lagerung der Klappe gewährleistet.

Description

Beschreibung
Klappe zum Verschließen und Öffnen eines Kanals
Technisches Gebiet
[0001] Die Erfindung betrifft eine Klappe zum Verschließen und Öffnen eines Kanals, insbesondere in einer Ansauganlage einer Brennkraftmaschine, nach dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 1.
Stand der Technik
[0002] Eine solche Klappe ist der EP 0 736 137 B1 zu entnehmen. Es handelt sich um ein Kunststoffbauteil, das in einer Ansauganlage einer Brennkraftmaschine angeordnet ist. Dieses auch als Schaltwalze bezeichnete Bauteil ist an beiden Enden mit Wellenstümpfen versehen, von denen ein Wellenstumpf über eine Nadelhülse in einem Flansch gelagert ist und der andere Wellenstumpf an einer Stirnwand eines Bauteils angeschraubt ist. Auf einem Wellenstumpf ist ein Hebel angebracht, der mit einer Unterdruckdose verbunden wird. Über diesen Hebel wird die Schaltwalze gedreht.
[0003] Ein Nachteil dieser Vorrichtung liegt darin, dass eine Verschraubung der Schaltwalze erforderlich ist, damit kein Axialspiel entsteht. Diese Verschraubung ist einerseits aufwendig, andererseits besteht die Gefahr, dass durch diese axiale Fixierung Reibung entsteht, die zu einer Schwergängigkeit des Systems führt. Durch diesen Aufbau ist die Systemverfügbarkeit nicht unter allen Betriebsbedingungen gewährleistet.
[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die genannten Nachteile zu vermeiden und eine Klappe zum Verschließen und Öffnen eines Kanals zu schaffen, welche zuverlässig arbeitet und wirtschaftlich aufgebaut werden kann.
[0005] Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Kennzeichnens des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst.
Offenbarung der Erfindung
[0006] Der wesentliche Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die axiale Fixierung nicht über Schraubverbindungen oder über Nut-Feder- Verbindungen erfolgt, sondern ein gehäusefester Stützarm vorgesehen ist, der punktuell oder über eine sehr kleine Stützfläche die Klappenwelle axial abstützt. Dies erleichtert in erheblicher Weise die Montage der Klappe, sie wird lediglich eingeschoben und benötigt keine axialen Lagerkomponenten. Während an der einen Seite der Klappenwelle die axiale Lagerung über den gehäusefesten Stützarm erfolgt, kann auf der anderen Seite die Lagerung beispielsweise über ein Spitzenlager oder über ein Radiallager mit axialer Begrenzung erfolgen.
[0007] Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird die Klappe mit einem Antriebshebel und einer daran angeordneten Antriebsstange bewegt, wobei eine Unterdruckdose zur Erzeugung einer Linearbewegung für den Antrieb vorgesehen ist. Im Kraftfahrzeugbau hat steh eine solche Unterdruckdose bewährt, sie setzt eine Unterdruckänderung in eine Bewegungskomponente um und arbeitet mit einer hohen Zuverlässigkeit.
[0008] Weiterbildungsgemäß ist die radialwirksame Lagerung wenigstens ein Kugellager. Eine Abdichtung des Kugellagers kann über eine entsprechende Abdichtlippe erfolgen.
[0009] In einer Ausgestaltung der Erfindung besteht das Gehäuse bzw.
Gehäuseteile aus thermoplastischem Kunststoff. Sofern der Stützarm ebenfalls aus thermoplastischem Kunststoff besteht, kann dieser über eine Verschweißung an dem Gehäuse fixiert werden.
[0010] Selbstverständlich besteht auch die Möglichkeit, den Stützarm mit einer Schraubverbindung oder einer Rastverbindung an dem Gehäuse anzuordnen. Bei einer Schweißverbindung bietet sich das Reib- oder Ultraschallschweißen an.
[0011] Diese und weitere Merkmale von bevorzugten Weiterbildungen der
Erfindung gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und der Zeichnung hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei der Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
[0012] Weitere Einzelheiten der Erfindung werden in der Zeichnung anhand von schematischen Ausführungsbeispielen beschrieben. Hierbei zeigt [0013] Figur 1 eine dreidimensionale Darstellung einer Schaltklappe und
[0014] Figur 2 eine Schnittdarstellung der Wellenlagerung.
Ausführungsform(en) der Erfindung
[0015] Die dreidimensionale Darstellung in Figur 1 zeigt ein Gehäuse 10, welches einen Klappenrahmen 11 aufweist. Das Gehäuse 10 kann über die Befestigungsbohrungen 12, 13, 14, 15 an einer Ansauganlage einer Brennkraftmaschine fixiert werden. Das Gehäuse ist zweiteilig aufgebaut, wobei der Klappenrahmen mit dem Gehäuseoberteil 16 mit zwei Schnappverbindungselementen 17, 18 verrastet ist. Das Gehäuseoberteil 16 ist im Kontaktbereich mit dem Klappenrahmen 11 eingelegt und wird durch die definierten Konturen und durch die
Schnappverbindungselemente 17, 18 justiert. An dem Gehäuseoberteil 16 ist eine Unterdruckdose 19 angeordnet. Diese Unterdruckdose weist einen Stößel 20 auf, der sich über eine entsprechende Ansteuerung mittels Unterdruck in axialer Richtung bewegt. Innerhalb des Kiappenrahmens 11 befindet sich eine Klappe 21 zum Öffnen bzw. Verschließen eines Durchgangs oder eines Kanals. Der Kanal ist nicht dargestellt. In der hier gezeigten Stellung der Klappe 21 verläuft der Kanal senkrecht zu der Klappenebene in Pfeilrichtung „A". Die Klappe ist auf der Unterseite in einem Gleitlager 22, das durch den Klappenrahmen 11 gebildet wird, gelagert. An der Oberseite befindet sich ein Kugellager 26, welches in Figur 2 näher erläutert wird. Die Ansteuerung der Klappe 21 erfolgt über einen Hebel 23, der sich an der Oberseite befindet. Das Zentrum des Hebeis liegt unterhalb einer Abstützung 24. Der Hebel ist an seinem Angriffspunkt mit einem kugeligen Anschluss 25 ausgestattet. Über diesen Anschluss greift der Stößel 20 mit einer entsprechend geformten Öffnung. Die Verbindung wird durch das Einschnappen des Stößels 20 auf dem kugeligen Anschluss bewirkt.
[0016] Die Figur 2 zeigt in einer Schnittdarstellung die Detaülösung für die axiale und radiale Lagerung der Klappe 21. An der Unterseite befindet sich das Gleitlager 22, im oberen Bereich ist ein Kugellager 26 vorgesehen. Dieses Kugellager liegt mit seinem Innenring auf der Klappenachse 27 auf. Ein Außenring ist nicht vorgesehen, die Kugeln liegen unmittelbar an einer Lagerfläche 28 des Klappenrahmens 11 an. Zur Abdichtung des Lagerspalts ist eine Abdichtlippe 29 in Form einer Profildichtung vorgesehen.
[0017] Die axiale Bewegung der Klappe 21 wird begrenzt durch die Abstützung 24, die mit dem Gehäuseoberteil 16 im Bereich 25 mit dem Klappenrahmen 11 verschweißt ist. Die Abstützung 24 weist der Achsenklappe zugewandt eine Stützfläche 30 auf, die einen geringen Abstand zu der Stirnseite 31 der Klappenachse zeigt. Damit wird ein geringfügiges axiales Lagerspiel erzielt, das einstellbar ist und sich insbesondere durch den Schweißvorgang für die Abstützung 24 definieren lässt. Sofern die Abstützung 24 gemeinsam mit dem Gehäuseoberteil 16 an den Klappenrahmen 11 angeklipst ist, erfolgt die Definition des axialen Spiels durch die konstruktive Ausgestaltung und die Bemessung zueinander.
[0018] Zur Gewichtsoptimierung der Klappe 21 weist die Klappenachse einen Hohlraum 32 auf. Gleichzeitig dient dieser auch zur kunststoffgerechten Gestaltung der Klappe selbst.

Claims

Ansprüche
1. Klappe zum Verschließen und Öffnen eines Kanals, insbesondere in einer Ansauganlage einer Brennkraftmaschine, mit einer beidseitigen Lagerung, wobei auf einer Lagerseite ein Antrieb vorgesehen ist, wobei die Lagerung radial wirksam ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstützung der Klappenwelle in wenigstens eine axiale Richtung über einen gehäusefesten Stützarm erfolgt.
2. Klappe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb über einen Antriebshebel und einer darin angeordneten Antriebsstange erfolgt, wobei eine Unterdruckdose zur Erzeugung einer Linearbewegung für den Antrieb vorgesehen ist.
3. Klappe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die radialwirksame Lagerung wenigstens ein Kugellager ist und im Bereich des Kugellagers eine Abdichtlippe vorgesehen ist.
4. Klappe nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützarm und das Gehäuse bzw. Gehäuseteile aus thermoplastischem Kunststoff bestehen und die Verbindung zwischen Stützarm und Gehäuse bzw. Gehäuseteile durch eine Schnappverbindung oder Reibschweißen erfolgt.
5. Klappe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ein Klappenrahmen vorgesehen ist, welcher die Klappe umschließt, und an diesem Klappenrahmen ein erstes Lager für die Klappe vorgesehen ist sowie ein zweites Lager, wobei wenigstens eines der Lager ein Kugellager ist und wobei an dem Klappenrahmen ein Gehäuseoberteil über eine Schnappverbindung befestigt ist und an diesem Gehäuseoberteil ein Stützarm vorgesehen ist, welcher die Klappenachse übergreift und wobei wenigstens eine Stirnseite der Klappenachse in Kontakt mit einer Stützfläche des Stützarmes steht oder zwischen Stützfläche und Stirnseite ein geringer Luftspalt eingestellt ist, der eine nahezu spielfreie axiale Lagerung der Klappe gewährleistet.
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