EP2529097A1 - Sealing arrangement for a control device of an internal combustion engine - Google Patents

Sealing arrangement for a control device of an internal combustion engine

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Publication number
EP2529097A1
EP2529097A1 EP10800918A EP10800918A EP2529097A1 EP 2529097 A1 EP2529097 A1 EP 2529097A1 EP 10800918 A EP10800918 A EP 10800918A EP 10800918 A EP10800918 A EP 10800918A EP 2529097 A1 EP2529097 A1 EP 2529097A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
groove
control device
shaft
combustion engine
internal combustion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP10800918A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Karsten VOIGTLÄNDER
Carsten Dickmann
Elina Sovva
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Pierburg GmbH
Original Assignee
Pierburg GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Pierburg GmbH filed Critical Pierburg GmbH
Publication of EP2529097A1 publication Critical patent/EP2529097A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D9/00—Controlling engines by throttling air or fuel-and-air induction conduits or exhaust conduits
    • F02D9/08—Throttle valves specially adapted therefor; Arrangements of such valves in conduits
    • F02D9/10—Throttle valves specially adapted therefor; Arrangements of such valves in conduits having pivotally-mounted flaps
    • F02D9/1035—Details of the valve housing
    • F02D9/106—Sealing of the valve shaft in the housing, e.g. details of the bearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/65—Constructional details of EGR valves
    • F02M26/70—Flap valves; Rotary valves; Sliding valves; Resilient valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K1/00—Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces
    • F16K1/16—Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces with pivoted closure-members
    • F16K1/18—Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces with pivoted closure-members with pivoted discs or flaps
    • F16K1/22—Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces with pivoted closure-members with pivoted discs or flaps with axis of rotation crossing the valve member, e.g. butterfly valves
    • F16K1/226—Shaping or arrangements of the sealing
    • F16K1/2268—Sealing means for the axis of rotation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K41/00—Spindle sealings
    • F16K41/02—Spindle sealings with stuffing-box ; Sealing rings
    • F16K41/023—Spindle sealings with stuffing-box ; Sealing rings for spindles which only rotate, i.e. non-rising spindles
    • F16K41/026—Spindle sealings with stuffing-box ; Sealing rings for spindles which only rotate, i.e. non-rising spindles for rotating valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D9/00—Controlling engines by throttling air or fuel-and-air induction conduits or exhaust conduits
    • F02D9/04—Controlling engines by throttling air or fuel-and-air induction conduits or exhaust conduits concerning exhaust conduits
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    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the invention relates to a sealing arrangement for a control device of an internal combustion engine with a housing, a gas-flow channel, which is arranged in the housing, a Regeiorgan, by means of which a gas flow in the channel is controllable, a shaft on which the control element is arranged, storage, by means of which the time is stored in bearing bores of the housing and a vent hole extending in the housing from an inner wall of the channel on an upstream side of the control element to a pointing out of the channel back of the bearing arranged in the housing in the bearing bore.
  • Such sealing arrangements are used, for example, in crizvorrtchtept, such as exhaust gas recirculation flap valves for controlling a recirculated exhaust gas flow in commercial vehicles, used in which large quantities of exhaust gas precisely regulated the engine must be available. In this case, it is necessary to prevent the penetration of exhaust gas into the bearings and, moreover, a passage through the bearing bore to the outside into the atmosphere,
  • DE 10 2006 054 041 B3 discloses an exhaust gas control device which has a housing in which an exhaust gas recirculation channel is formed, which is controlled by a flap.
  • This flap is driven via a gear unit by an electric motor and is rotatably arranged for a while, which is mounted in bearing bores, which are formed in the channel limiting housing.
  • a bore is carried in the housing, which leads from the front of the flap from the channel to the back of the bearing in the bearing bore,
  • a reverse current at the rear of the bearing which leads to a pressure equalization to the interior of the channel, so that the exhaust gas flow is not drawn into the camp.
  • the seal via a sealing washer which bears against a shoulder of the bearing bore. This sealing washer is pressed by a spring against the shoulder of the bearing bore via a collar bushing and a sliding bush arranged between the collar bushing and the sealing washer.
  • the sliding bush serves to minimize friction, while a radial leakage of a leakage current is to be prevented via the sealing disc and an exit axia! along the shaft over the axial extent of the collar bushing is to be realized, which thus has a very narrow and long gap to the shaft.
  • the groove of the shaft is disposed radially within a collar serving as another sealing means, which is arranged on the while. This results in a Wirbelbiidung in the groove through which the resistance to further flow through the gap between time and collar bushing is significantly increased.
  • a groove is arranged on the inner circumference of the collar bushing. This results in an opposite second vortex, which in turn increases the resistance to the flow through the gap and thus improves the sealing effect.
  • the groove lying closer to the bearing has a larger volume than the more distant groove.
  • the groove of the collar bushing is arranged closer to the bearing than the groove of the shaft.
  • the same groove lengths and groove depths can be used for both grooves.
  • the collar bushing is locked by means of a spring against a shaft arranged on the sliding disk, which rests against the outside of the housing. So the occurring friction can be minimized.
  • Gieitin serves as a seal against a radially outward leakage current.
  • the slotted metallic sealing ring is biased against an inner peripheral wall of the bearing bore, whereby a seal on the radially outer periphery of the slotted metallic sealing ring in addition to the radially inner region which is sealed by the interaction of the sealing ring with the groove, is ensured.
  • the slotted metallic sealing ring is axially biased against a serving as a stop paragraph, which is formed in the bearing bore.
  • the two ends of the slotted metallic sealing ring against each other axially.
  • a leakage flow through the separating gap of the sealing ring is reliably prevented.
  • the seal assembly according to the invention for a control device is characterized by a high density, leakage currents along the time are reliably avoided. This leads to a longer life of the bearings and low pollution of the outside area. At the same time, such an arrangement is inexpensive to manufacture and assemble.
  • Figure 1 shows a side view of a seal assembly according to the invention in a sectional view.
  • FIG. 2 shows a side view of a modified form of the inventive sealing arrangement according to FIG. 1 in a sectional representation.
  • FIG. 3 shows a side view of an alternative sealing arrangement according to the invention in a sectional representation.
  • Figure 4 shows a side view of a slightly modified form of the seal assembly according to the invention according to Figure 3 in a sectional view.
  • the sealing arrangement for a control device shown in Figure 1 consists of a housing 2, which delimits a channel 4, in which a serving as a control member 6 flap for controlling a mass flow in the channel 4 is rotatably mounted, which is mounted on a shaft 8.
  • the Weife 8 extends from a wall of the housing 2, in which a first bearing bore is arranged to an opposite wall, in which a further bearing bore 10 is arranged, wherein in the figures only the bearing bore 10 is shown, through which the shaft extends outwards to an actuating unit, not shown.
  • a bearing 12 In the bearing bore 10, a bearing 12 is arranged, which surrounds the shaft 8 and via which the shaft 8 is mounted in the bearing bore 10.
  • a ventilation hole 14 In the flow direction in front of the shaft 8, a ventilation hole 14 is formed, which extends from an inner wall 16 of the channel 4 through the housing 2 to a rear side 18 of the bearing 12 in the bearing bore 10.
  • the pending on the back 18 gas acts as a sealing gas.
  • a Druckabfali on the bearing 12 so a pressure difference between the channel 4 and the outer region is thereby prevented, so that an entry of dirt from the channel 4 is reduced to the bearing 12, whereby the life of the bearing 12 is increased.
  • a casting disk 20 arranged on the shaft 8 rests against the housing 2. This has an inner diameter which substantially corresponds to the outer diameter of the shaft and an outer diameter which is greater than the diameter of the bearing bore 10, so that an investment of the Gieitin 20 over the entire diameter of the bearing bore 10 is ensured.
  • a collar 22 is arranged on the shaft 8.
  • This flange sleeve 22 is pressed by a spring 24 against the sliding disk 20 and thus against the housing 2.
  • the spring 24 is supported against a plate 26 which is fixed at the end of the shaft 8 on this and serves as a lever for Versannon the shaft 8.
  • the spring 24 is biased accordingly with its first end against the plate 26 and with its second end against a shoulder 28 which is formed on the outer diameter of the collar sleeve 22.
  • a groove 30, 32 is formed on the inner diameter of the collar sleeve 22 and outer diameter of the shaft 8 respectively.
  • the collar sleeve 22 serves as cooperating with the groove 30 sealing center !, Since it is the groove 30 in the radial Closes direction and thus allows vortex formation in the groove 30.
  • the volume of the groove 30 is smaller than that of the groove 32, Thus, a further pressure reduction is achieved.
  • the exemplary embodiment according to FIG. 2 differs from that of FIG. 1 only in that the groove 32 of the collar bushing 22 is arranged closer to the bearing 12 than the groove 30 of the shaft 8.
  • the mode of operation remains essentially identical to that described for FIG , wherein also here to enhance the sealing effect, the groove 32 can be made smaller than the groove 30 of the shaft eighth
  • a slotted metallic sealing ring 34 is provided in the groove 30 as cooperating with this sealing means, which is arranged in the groove 30.
  • the groove is viewed from the channel 4 again arranged behind an opening 36 of the vent hole 14 in the bearing bore 10.
  • the groove 30 and the slotted metallic sealing ring 34 are radially within the bearing bore 10.
  • the outer circumference of the sealing ring 34 is biased against an inner peripheral wall 38 of the bearing bore 10, Under a slotted metallic sealing ring is in the sense of this application a kind Understood piston ring having an axial separation plane, so that it is slightly variable in diameter.
  • the parting plane is preferably not purely axial, but inclined, ie at an angle to the central axis, or stepped, so that an axially continuous gap, which could serve as a flow gap with low flow resistance, is avoided.
  • the two ends of the sealing ring 34 are correspondingly at least partially axially against each other, A sealing effect in the groove 30, ie on the inner circumference of the sealing ring 34, is formed by the existing pressure difference, through which the sealing ring 34 against the groove 30 axially delimiting wall 40 is pressed , On the collar socket can be omitted accordingly in this embodiment.
  • FIG. 4 shows a further modification of the embodiment according to FIG.
  • the sealing ring 34 is in this case against a shoulder 42, which is viewed in the bearing bore 10 from the channel 4 from immediately behind the opening 36 of the vent hole 14 to the bearing bore 10 is formed.
  • the sealing ring 34 is pressed by means of the spring 24 against the shoulder 42, so that a flow of the gas in the radial direction by means of the contact surface of the sealing ring 34 is prevented. Accordingly, the gas does not reach the outer periphery of the sealing ring 34.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
  • Sealing Devices (AREA)
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Abstract

Sealing devices for control devices are known, having a housing (2), a channel (4) designed in the housing (2) and through which gas flows, a control member (6), by means of which a gas flow in the channel (4) can be controlled, a shaft (8), on which the control member (6) is arranged, and bearings (12), by means of which the shaft (8) is mounted in bearing bores (10) in the housing (2). In order to form a seal, a vent bore (14) is provided, which extends in the housing (2) from an inner wall (16) of the channel (4) on an inlet side of the control member (6) to a rear face (18), facing out from the channel (4), of the bearing (12) arranged in the housing (2), and into the bearing bore (10). This serves to avoid a leakage flow along the shaft (8). Nevertheless, the seal effect of such an arrangement is not satisfactory and is complex in design. According to the invention, viewed from the channel (4), behind the bearing (12), a circumferential groove (30) is designed on the shaft (8), wherein said circumferential groove is enclosed radially by a sealing means (22; 34) interacting with the groove (30). This improves the seal effect and assembly is simple.

Description

B E S C H R E I B U N G Dichtungsanordnung für eine Regeivorrichtong einer Verbrennungskraftmaschine  B E S C H R E I B U N G Sealing arrangement for a regeivator of an internal combustion engine
Die Erfindung betrifft eine Dichtungsanordnung für eine Regelvorrichtung einer Verbrennungskraftmaschine mit einem Gehäuse, einem Gas durchströmten Kanal, der in dem Gehäuse angeordnet ist, einem Regeiorgan, mittels dessen ein Gasstrom im Kanal steuerbar ist, einer Welle, auf der das Regelorgan angeordnet ist, Lagern, mittels derer die Weile in Lagerbohrungen des Gehäuses gelagert ist und einer Belüftungsbohrung, die sich im Gehäuse von einer Innenwand des Kanals auf einer Anströmseite des Regelorgans zu einer nach außerhalb des Kanals weisenden Rückseite der im Gehäuse angeordneten Lager in die Lagerbohrung erstreckt. The invention relates to a sealing arrangement for a control device of an internal combustion engine with a housing, a gas-flow channel, which is arranged in the housing, a Regeiorgan, by means of which a gas flow in the channel is controllable, a shaft on which the control element is arranged, storage, by means of which the time is stored in bearing bores of the housing and a vent hole extending in the housing from an inner wall of the channel on an upstream side of the control element to a pointing out of the channel back of the bearing arranged in the housing in the bearing bore.
Derartige Dichtungsanordnungen werden beispielsweise bei Regelvorrtchtungen, wie Abgasrückführklappenventile zur Regelung eines rückgeführten Abgasstromes in Nutzfahrzeugen, benutzt, bei denen große Abgasmengen genau geregelt dem Motor zur Verfügung gesteilt werden müssen. Hierbei ist es erforderlich, ein Eindringen von Abgas in die Lager und darüber hinaus ein Durchströmen durch die Lagerbohrung nach außen in die Atmosphäre zu verhindern, Such sealing arrangements are used, for example, in Regelvorrtchtungen, such as exhaust gas recirculation flap valves for controlling a recirculated exhaust gas flow in commercial vehicles, used in which large quantities of exhaust gas precisely regulated the engine must be available. In this case, it is necessary to prevent the penetration of exhaust gas into the bearings and, moreover, a passage through the bearing bore to the outside into the atmosphere,
So wird in der DE 10 2006 054 041 B3 eine Abgasregelvorrichtung offenbart, welche ein Gehäuse aufweist, in dem ein Abgasrückführkanal ausgebildet ist, der von einer Klappe beherrscht wird. Diese Klappe wird über eine Getriebeeinheit von einem Elektromotor angetrieben und ist auf einer Weile drehbar angeordnet, die in Lagerbohrungen gelagert ist, weiche im den Kanal begrenzenden Gehäuse ausgebildet sind. Um ein Eindringen von Abgas und somit Ruß in die Lager zu verhindern und gleichzeitig einen nach außen dringenden Leckgasstrom zu verhindern, ist im Gehäuse eine Bohrung ausgeführt, die von der Vorderseite der Klappe aus dem Kanal zur Rückseite des Lagers in die Lagerbohrung führt, Somit liegt ein Sperrstrom an der Rückseite des Lagers an, der zu einem Druckausgleich zum Innern des Kanals führt, so dass der Abgasstrom nicht in das Lager gezogen wird. Nach Außen erfolgt die Abdichtung über eine Dichtscheibe, die gegen einen Absatz der Lagerbohrung anliegt. Diese Dichtscheibe wird über eine Bundbuchse und einer zwischen Bundbuchse und Dichtscheibe angeordneten Gleitbuchse mittels einer Feder gegen den Absatz der Lagerbohrung gedrückt. Die Gleitbuchse dient dabei zur Reibungsminimierung, während ein radiales Austreten eines Leckstroms über die Dichtscheibe verhindert werden soll und ein Austreten axia! entlang der Welle über die axiale Ausdehnung der Bundbuchse verwirklicht werden soll, welche somit zur Welle einen sehr engen und langen Spalt aufweist. Thus, DE 10 2006 054 041 B3 discloses an exhaust gas control device which has a housing in which an exhaust gas recirculation channel is formed, which is controlled by a flap. This flap is driven via a gear unit by an electric motor and is rotatably arranged for a while, which is mounted in bearing bores, which are formed in the channel limiting housing. To one Ingress of exhaust gas and thus to prevent soot in the bearings and at the same time to prevent leakage gas flow to the outside, a bore is carried in the housing, which leads from the front of the flap from the channel to the back of the bearing in the bearing bore, Thus, there is a reverse current at the rear of the bearing, which leads to a pressure equalization to the interior of the channel, so that the exhaust gas flow is not drawn into the camp. To the outside, the seal via a sealing washer which bears against a shoulder of the bearing bore. This sealing washer is pressed by a spring against the shoulder of the bearing bore via a collar bushing and a sliding bush arranged between the collar bushing and the sealing washer. The sliding bush serves to minimize friction, while a radial leakage of a leakage current is to be prevented via the sealing disc and an exit axia! along the shaft over the axial extent of the collar bushing is to be realized, which thus has a very narrow and long gap to the shaft.
Es hat sich jedoch gezeigt, dass eine solche Ausführung bezüglich der Leckagewerte nicht ausreichend ist Des Weiteren entstehen aufgrund der Notwendigkeit einer genauen Fertigung hohe Einzelteilkosten. However, it has been found that such a design is not sufficient with regard to the leakage values. Furthermore, due to the need for accurate production, high item costs are incurred.
Hieraus ergibt sich die Aufgabe, eine Dichtungsanordnung für eine Regelvorrichtung zu schaffen, mit welcher die Leckagewerte weiter minimiert werden können oder zumindest bei gleichen Leckagewerten Kosten vorteile und Montageerleichterungen erzielt werden können. This results in the task of creating a sealing arrangement for a control device, with which the leakage values can be further minimized or at least at the same leakage values cost advantages and ease of assembly can be achieved.
Diese Aufgabe wird durch den kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs gelöst. This object is achieved by the characterizing part of the main claim.
Dadurch, dass vom Kanal aus betrachtet hinter dem Lager an der Welle eine umlaufende Nut ausgebildet ist, welche radial von einem mit der Nut zusammenwirkenden Dichtmittel umgeben ist, wird eine Wirbeibildung in der Nut oder eine verbesserte Abdichtung über die Nut erreicht, welche als Labyrinth dient, The fact that viewed from the channel behind the bearing on the shaft, a circumferential groove is formed, which is surrounded radially by a cooperating with the groove sealant, a vortex formation in reaches the groove or an improved seal over the groove, which serves as a labyrinth,
Vorzugsweise ist die Nut der Welle radial innerhalb einer als weiteres Dichtmittel dienenden Bundbuchse angeordnet, welche auf der Weile angeordnet ist. Hieraus ergibt sich eine Wirbelbiidung in der Nut, durch welche der Widerstand zur weiteren Durchströmung des Spaltes zwischen Weile und Bundbuchse deutlich erhöht wird. Preferably, the groove of the shaft is disposed radially within a collar serving as another sealing means, which is arranged on the while. This results in a Wirbelbiidung in the groove through which the resistance to further flow through the gap between time and collar bushing is significantly increased.
In einer weiterführenden Ausführung ist am Innenumfang der Bundbuchse eine Nut angeordnet. So ergibt sich ein entgegengesetzter zweiter Wirbel, der wiederum den Widerstand zur Durchströmung des Spaltes erhöht und somit die Dichtwirkung verbessert. In a further embodiment, a groove is arranged on the inner circumference of the collar bushing. This results in an opposite second vortex, which in turn increases the resistance to the flow through the gap and thus improves the sealing effect.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die näher zum Lager liegende Nut ein größeres Volumen auf als die weiter entfernte Nut. Hierdurch wird ein weiterer Druckabbau erreicht, so dass das treibende Druckgefälle minimiert wird. In an advantageous embodiment, the groove lying closer to the bearing has a larger volume than the more distant groove. As a result, a further pressure reduction is achieved, so that the driving pressure gradient is minimized.
In einer weiterführenden Ausführung ist die Nut der Bundbuchse näher zum Lager angeordnet als die Nut der Welle. So können für beide Nuten gleiche Nutenlängen und Nutentiefen verwendet werden . In a further embodiment, the groove of the collar bushing is arranged closer to the bearing than the groove of the shaft. Thus, the same groove lengths and groove depths can be used for both grooves.
Vorzugsweise ist die Bundbuchse mittels einer Feder gegen eine auf der Welle angeordnete Gleitscheibe beiastet, welche von außen gegen das Gehäuse anliegt. So kann die auftretende Reibung minimiert werden. Gleichzeitig dient die Gieitscheibe als Dichtung gegen einen radial nach außen gerichteten Leckstrom . Preferably, the collar bushing is locked by means of a spring against a shaft arranged on the sliding disk, which rests against the outside of the housing. So the occurring friction can be minimized. At the same time the Gieitscheibe serves as a seal against a radially outward leakage current.
In einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist in der Nut der Welle ein als weiteres Dichtmittei dienender geschlitzter metallischer Dichtring angeordnet. Dieser Dichtring ist bekannt als Kolbenring und ist kostengünstig herstellbar und einfach montierbar. Die Dichtwirkung eines derartigen geschlitzten metallischen Dichtrings in einer Nut ist sehr hoch. In an alternative embodiment of the invention, in the groove of the shaft serving as a further Dichtmittei slotted metallic sealing ring is arranged. This sealing ring is known as a piston ring and is inexpensive to produce and easy to install. The sealing effect of such a slotted metallic sealing ring in a groove is very high.
Vorzugsweise ist der geschlitzte metallische Dichtring gegen eine Innenumfangswand der Lagerbohrung vorgespannt, wodurch eine Abdichtung am radial äußeren Umfang des geschlitzten metallischen Dichtrings zusätzlich zum radial inneren Bereich, der durch das Zusammenwirken des Dichtringes mit der Nut abgedichtet ist, sichergestellt wird. in einer weiterführenden Ausführung liegt der geschlitzte metallische Dichtring unter Vorspannung axial gegen einen als Anschlag dienenden Absatz an, der in der Lagerbohrung ausgebildet ist. Hierdurch wird ein Umströmen des Außenumfangs des Dichtrings zusätzlich verhindert, da der Dichtring im radial äußeren Bereich in axialer und in radialer Richtung gegen das Gehäuse anliegt. Preferably, the slotted metallic sealing ring is biased against an inner peripheral wall of the bearing bore, whereby a seal on the radially outer periphery of the slotted metallic sealing ring in addition to the radially inner region which is sealed by the interaction of the sealing ring with the groove, is ensured. in a further embodiment of the slotted metallic sealing ring is axially biased against a serving as a stop paragraph, which is formed in the bearing bore. As a result, a flow around the outer circumference of the sealing ring is additionally prevented, since the sealing ring rests in the radially outer region in the axial and in the radial direction against the housing.
Vorzugsweise liegen die beiden Enden des geschlitzten metallischen Dichtrings axial gegeneinander an. Hierdurch wird eine Leckageströmung durch den Trennspalt des Dichtringes zuverlässig verhindert. Preferably, the two ends of the slotted metallic sealing ring against each other axially. As a result, a leakage flow through the separating gap of the sealing ring is reliably prevented.
Die erfindungsgemäße Dichtungsanordnung für eine Regelvorrichtung zeichnet sich durch eine hohe Dichtigkeit aus, Leckageströme entlang der Weile werden zuverlässig vermieden. Dies führt zu einer längeren Lebensdauer der Lager und einer geringen Verschmutzung des außenliegenden Bereichs. Gleichzeitig ist eine derartige Anordnung kostengünstig herstellbar und montierbar. The seal assembly according to the invention for a control device is characterized by a high density, leakage currents along the time are reliably avoided. This leads to a longer life of the bearings and low pollution of the outside area. At the same time, such an arrangement is inexpensive to manufacture and assemble.
Zwei Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung sind in den Figuren dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Figur 1 zeigt eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung in geschnittener Darstellung. Two embodiments of a sealing arrangement according to the invention are shown in the figures and are described below. Figure 1 shows a side view of a seal assembly according to the invention in a sectional view.
Figur 2 zeigt eine Seitenansicht einer (eicht abgewandelten Form der erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung gemäß Figur 1 in geschnittener Darstellung. FIG. 2 shows a side view of a modified form of the inventive sealing arrangement according to FIG. 1 in a sectional representation.
Figur 3 zeigt eine Seitenansicht einer alternativen erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung in geschnittener Darstellung. FIG. 3 shows a side view of an alternative sealing arrangement according to the invention in a sectional representation.
Figur 4 zeigt eine Seitenansicht einer leicht abgewandelten Form der erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung gemäß Figur 3 in geschnittener Darstellung. Figure 4 shows a side view of a slightly modified form of the seal assembly according to the invention according to Figure 3 in a sectional view.
Die in Figur 1 dargestellte Dichtungsanordnung für eine Regelvorrichtung besteht aus einem Gehäuse 2, weiches einen Kanal 4 begrenzt, in welchem eine als Regelorgan 6 dienende Klappe zur Regelung eines Massenstromes im Kanal 4 drehbar angeordnet ist, die auf einer Welle 8 befestigt ist. Die Weife 8 erstreckt sich von einer Wand des Gehäuses 2, in der eine erste Lagerbohrung angeordnet ist zu einer gegenüberliegenden Wand, in der eine weitere Lagerbohrung 10 angeordnet ist, wobei in den Figuren jeweils nur die Lagerbohrung 10 dargestellt ist, durch die sich die Welle nach außen zu einer nicht dargestellten Stelleinheit erstreckt. The sealing arrangement for a control device shown in Figure 1 consists of a housing 2, which delimits a channel 4, in which a serving as a control member 6 flap for controlling a mass flow in the channel 4 is rotatably mounted, which is mounted on a shaft 8. The Weife 8 extends from a wall of the housing 2, in which a first bearing bore is arranged to an opposite wall, in which a further bearing bore 10 is arranged, wherein in the figures only the bearing bore 10 is shown, through which the shaft extends outwards to an actuating unit, not shown.
In der Lagerbohrung 10 ist ein Lager 12 angeordnet, welches die Welle 8 umgibt und über welches die Welle 8 in der Lagerbohrung 10 gelagert wird. In Strömungsrichtung vor der Welle 8 ist eine Belüftungsbohrung 14 ausgebildet, welche sich von einer Innenwand 16 des Kanals 4 durch das Gehäuse 2 bis auf eine Rückseite 18 des Lagers 12 in die Lagerbohrung 10 erstreckt. Das an der Rückseite 18 anstehende Gas wirkt als Sperrgas. Ein Druckabfali über das Lager 12, also eine Druckdifferenz zwischen dem Kanal 4 und dem außenliegenden Bereich, wird hierdurch verhindert, so dass ein Eintrag von Schmutz aus dem Kanal 4 ins Lager 12 reduziert wird, wodurch die Lebensdauer des Lagers 12 erhöht wird. In the bearing bore 10, a bearing 12 is arranged, which surrounds the shaft 8 and via which the shaft 8 is mounted in the bearing bore 10. In the flow direction in front of the shaft 8, a ventilation hole 14 is formed, which extends from an inner wall 16 of the channel 4 through the housing 2 to a rear side 18 of the bearing 12 in the bearing bore 10. The pending on the back 18 gas acts as a sealing gas. A Druckabfali on the bearing 12, so a pressure difference between the channel 4 and the outer region is thereby prevented, so that an entry of dirt from the channel 4 is reduced to the bearing 12, whereby the life of the bearing 12 is increased.
Um auch zu verhindern, dass das Sperrgas nach außen dringt, liegt gegen das Gehäuse 2 eine auf der Welle 8 angeordnete Gieitscheibe 20 an. Diese weist einen Innendurchmesser auf, der im Wesentlichen dem Außendurchmesser der Welle entspricht und einen Außendurchmesser auf, der größer ist als der Durchmesser der Lagerbohrung 10, so dass eine Anlage der Gieitscheibe 20 über den gesamten Durchmesser der Lagerbohrung 10 sichergestellt ist. In order to prevent the sealing gas from penetrating to the outside, a casting disk 20 arranged on the shaft 8 rests against the housing 2. This has an inner diameter which substantially corresponds to the outer diameter of the shaft and an outer diameter which is greater than the diameter of the bearing bore 10, so that an investment of the Gieitscheibe 20 over the entire diameter of the bearing bore 10 is ensured.
An der zum Gehäuse 2 beziehungsweise zur Lagerbohrung 10 axial gegenüberliegenden Seite der Gleitscheibe 20 ist eine Bundbuchse 22 auf der Welle 8 angeordnet. Diese Bundbuchse 22 wird über eine Feder 24 gegen die Gleitscheibe 20 und somit gegen das Gehäuse 2 gedrückt. Hierzu stützt sich die Feder 24 gegen eine Platte 26 ab, die am Ende der Welle 8 auf dieser befestigt ist und als Hebel zur Versteilung der Welle 8 dient. Die Feder 24 liegt entsprechend vorgespannt mit ihrem ersten Ende gegen die Platte 26 an und mit ihrem zweiten Ende gegen einen Absatz 28, der am Außendurchmesser der Bundbuchse 22 ausgebildet ist. At the housing 2 or to the bearing bore 10 axially opposite side of the sliding disk 20, a collar 22 is arranged on the shaft 8. This flange sleeve 22 is pressed by a spring 24 against the sliding disk 20 and thus against the housing 2. For this purpose, the spring 24 is supported against a plate 26 which is fixed at the end of the shaft 8 on this and serves as a lever for Versteilung the shaft 8. The spring 24 is biased accordingly with its first end against the plate 26 and with its second end against a shoulder 28 which is formed on the outer diameter of the collar sleeve 22.
Um zusätzlich einen Leckstrom entlang der Welle 8 zwischen der Weile 8 und der Bundbuchse 22 zu verhindern, ist am Innendurchmesser der Bundbuchse 22 sowie Außendurchmesser der Welle 8 jeweils eine Nut 30, 32 ausgebildet. In Figur 1 ist die Nut 30, welche an der Welle 8 ausgebildet ist, näher zum Lager 12 angeordnet als die Nut 32 der Bundbuchse 22. Die Bundbuchse 22 dient hier als mit der Nut 30 zusammenwirkendes Dichtmitte!, da es die Nut 30 in radialer Richtung verschließt und somit eine Wirbelbildung in der Nut 30 ermöglicht. Zusätzlich ist das Volumen der Nut 30 kleiner als das der Nut 32, So wird ein weiterer Druckabbau erreicht. Strömt ein Gas durch den Kanal 4, so besteht die Gefahr, dass dieses Gas entlang der Welle 8 zwischen dem Lager 12 und der Welle 8 nach außen gelangt, Liegt im Kanal 4 ein Überdruck an, so besteht ein treibendes Druckgefälle nach außen. Durch die Belüftungsbohrung 14 liegt hinter dem Lager 12 der gleiche Druck an wie im Kanal, so dass eine Strömung entlang des Lagers deutlich verringert wird. In order to additionally prevent a leakage current along the shaft 8 between the shaft 8 and the collar sleeve 22, a groove 30, 32 is formed on the inner diameter of the collar sleeve 22 and outer diameter of the shaft 8 respectively. In Figure 1, the groove 30, which is formed on the shaft 8, arranged closer to the bearing 12 than the groove 32 of the collar sleeve 22. The collar sleeve 22 serves as cooperating with the groove 30 sealing center !, Since it is the groove 30 in the radial Closes direction and thus allows vortex formation in the groove 30. In addition, the volume of the groove 30 is smaller than that of the groove 32, Thus, a further pressure reduction is achieved. If a gas flows through the channel 4, there is a risk that this gas will flow outward along the shaft 8 between the bearing 12 and the shaft 8. If an overpressure exists in the channel 4, there is a driving pressure gradient towards the outside. Through the vent hole 14 is behind the bearing 12, the same pressure as in the channel, so that a flow along the camp is significantly reduced.
Zusätzlich ist jedoch darauf zu achten, dass von der Beiüftungsbohrung 14 aus kein Gas durch das hier anliegende Druckgefälle nach außen dringt. An der Welle 8 entlang strömendes, in den Spalt zwischen der Bundbuchse 22 und der Weile 8 gelangendes Gas, gefangt zunächst in die Nut 32. Durch den dort zusätzlich vorhandenen Raum bildet sich ein Wirbel in der Nut 32, durch den ein Strömungswiderstand gebildet wird. Gleiches passiert auch in der darunterliegenden Nut 30. Dadurch, dass diese Nut 30 jedoch ein kleineres Volumen aufweist, besteht ein Druckabbau im Vergleich zur ersten Nut 32, so dass das treibende Druckgefälle verringert wird. Durch diese Maßnahmen können die Leckagewerte deutlich verringert werden. In addition, however, make sure that from the vent hole 14 from no gas penetrates through the applied here pressure drop to the outside. At the shaft 8 along flowing, in the gap between the collar sleeve 22 and the time 8 reaching gas, initially trapped in the groove 32. By additionally there existing space forms a vortex in the groove 32 through which a flow resistance is formed. The same happens in the underlying groove 30. Because this groove 30, however, has a smaller volume, there is a pressure reduction compared to the first groove 32, so that the driving pressure gradient is reduced. These measures can significantly reduce the leakage values.
Das Ausführungsbeispiel gemäß der Figur 2 unterscheidet sich von dem der Figur 1 lediglich dadurch, dass die Nut 32 der Bundbuchse 22 näher zum Lager 12 angeordnet ist als die Nut 30 der Welle 8. Die Funktionsweise bleibt jedoch im Wesentlichen identisch zu der zu Figur 1 beschriebenen, wobei auch hier zur Verstärkung der Dichtwirkung die Nut 32 kleiner ausgeführt werden kann als die Nut 30 der Welle 8. The exemplary embodiment according to FIG. 2 differs from that of FIG. 1 only in that the groove 32 of the collar bushing 22 is arranged closer to the bearing 12 than the groove 30 of the shaft 8. However, the mode of operation remains essentially identical to that described for FIG , wherein also here to enhance the sealing effect, the groove 32 can be made smaller than the groove 30 of the shaft eighth
Bei der erfindungsgemäßen Ausführung gemäß Figur 3 ist in der Nut 30 als mit dieser zusammenwirkendes Dichtmittel ein geschlitzter metallischer Dichtring 34 vorgesehen, der in der Nut 30 angeordnet ist. Die Nut ist vom Kanal 4 aus betrachtet wiederum hinter einer Öffnung 36 der Belüftungsbohrung 14 in die Lagerbohrung 10 angeordnet. Im Gegensatz zu den zuvor beschriebenen Ausführungen gemäß der Figuren 1 und 2 befindet sich die Nut 30 und auch der geschlitzte metallische Dichtring 34 jedoch radial innerhalb der Lagerbohrung 10. Der Außenumfang des Dichtrings 34 liegt vorgespannt gegen eine Innenumfangswand 38 der Lagerbohrung 10 an, Unter einem geschlitzten metallischen Dichtring wird im Sinne dieser Anmeldung eine Art Kolbenring verstanden, der eine axiale Trennebene aufweist, so dass er geringfügig im Durchmesser veränderbar ist. Die Trennebene ist vorzugsweise nicht rein axial, sondern schräg verlaufend, also in einem Winkel zur Mittelachse, oder stufenförmig verlaufend, so dass ein axial durchgehender Spalt, der als Strömungsspalt mit geringem Strömungswiderstand dienen könnte, vermieden wird. Die beiden Enden des Dichtringes 34 liegen entsprechend zumindest teilweise axial gegeneinander an, Ein Dichteffekt in der Nut 30, also am Innenumfang des Dichtrings 34, entsteht durch die vorhandene Druckdifferenz, durch die der Dichtring 34 gegen die die Nut 30 axial begrenzende Wand 40 gedrückt wird. Auf die Bundbuchse kann bei dieser Ausführung entsprechend verzichtet werden. In the embodiment according to the invention according to Figure 3, a slotted metallic sealing ring 34 is provided in the groove 30 as cooperating with this sealing means, which is arranged in the groove 30. The groove is viewed from the channel 4 again arranged behind an opening 36 of the vent hole 14 in the bearing bore 10. In contrast to the previously described embodiments according to the figures 1 and 2 is the groove 30 and the slotted metallic sealing ring 34, however, radially within the bearing bore 10. The outer circumference of the sealing ring 34 is biased against an inner peripheral wall 38 of the bearing bore 10, Under a slotted metallic sealing ring is in the sense of this application a kind Understood piston ring having an axial separation plane, so that it is slightly variable in diameter. The parting plane is preferably not purely axial, but inclined, ie at an angle to the central axis, or stepped, so that an axially continuous gap, which could serve as a flow gap with low flow resistance, is avoided. The two ends of the sealing ring 34 are correspondingly at least partially axially against each other, A sealing effect in the groove 30, ie on the inner circumference of the sealing ring 34, is formed by the existing pressure difference, through which the sealing ring 34 against the groove 30 axially delimiting wall 40 is pressed , On the collar socket can be omitted accordingly in this embodiment.
In Figur 4 ist eine weitere Modifizierung der Ausführung gemäß der Figur 3 dargestellt. Der Dichtring 34 liegt hierbei gegen einen Absatz 42 an, der in der Lagerbohrung 10 vom Kanal 4 aus betrachtet unmittelbar hinter der Öffnung 36 der Belüftungsbohrung 14 zur Lagerbohrung 10 ausgebildet ist. Um eine verbesserte Dichtwirkung zu erhalten, wird der Dichtring 34 mittels der Feder 24 gegen den Absatz 42 gedrückt, so dass ein Strömen des Gases in radialer Richtung mittels der Anlagefläche des Dichtringes 34 verhindert wird. Entsprechend gelangt das Gas nicht zum Außenumfang des Dichtringes 34. FIG. 4 shows a further modification of the embodiment according to FIG. The sealing ring 34 is in this case against a shoulder 42, which is viewed in the bearing bore 10 from the channel 4 from immediately behind the opening 36 of the vent hole 14 to the bearing bore 10 is formed. In order to obtain an improved sealing effect, the sealing ring 34 is pressed by means of the spring 24 against the shoulder 42, so that a flow of the gas in the radial direction by means of the contact surface of the sealing ring 34 is prevented. Accordingly, the gas does not reach the outer periphery of the sealing ring 34.
Es werden somit Dichtanordnungen für Regelvorrichtungen geschaffen, weiche eine gute Dichtwirkung sowohl entlang der Welle als auch über den Umfang der Dichtelemente erzielen. So können deutlich verbesserte Leckagewerte erreicht werden. Dabei bleiben die Regelvorrichtungen kostengünstig herstellbar und leicht montierbar, There are thus provided sealing arrangements for control devices, which achieve a good sealing effect both along the shaft and over the circumference of the sealing elements. So can be significantly improved Leakage values can be achieved. The control devices remain inexpensive to produce and easy to install,
Es sollte deutlich sein, dass der Schutzbereich nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispieie beschränkt ist, sondern verschiedene konstruktive Änderungen je nach Anwendung insbesondere bezüglich des Aufbaus der Regelvorrichtung denkbar sind. It should be clear that the scope of protection is not limited to the described Ausführungsbeispieie, but various design changes depending on the application, in particular with regard to the structure of the control device are conceivable.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E PATENT APPLICATIONS
1. Dichtungsanordnung für eine Regelvorrichtung einer Verbrennungskraftmaschine mit 1. Sealing arrangement for a control device of an internal combustion engine with
einem Gehäuse,  a housing,
einem Gas durchströmten Kanal, der in dem Gehäuse ausgebildet ist, einem Regelorgan, mittels dessen ein Gasstrom im Kanal steuerbar ist,  a gas-flow channel formed in the housing, a control means by which a gas flow in the channel is controllable,
einer Welle, auf der das Regeforgan angeordnet ist,  a wave on which the regeforgan is arranged,
Lagern, mittels derer die Welle in Lagerbohrungen des Gehäuses gelagert ist und  Bearings by means of which the shaft is mounted in bearing bores of the housing and
einer Belüftungsbohrung, die sich im Gehäuse von einer Innenwand des Kanals auf einer Anströmseite des Regelorgans zu einer nach außerhalb des Kanals weisenden Rückseite der im Gehäuse angeordneten Lager in die Lagerbohrung erstreckt,  a ventilation hole extending in the housing from an inner wall of the channel on an inflow side of the control element to a pointing out of the channel rear of the bearing arranged in the housing in the bearing bore,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
vom Kanal (4) aus betrachtet hinter dem Lager (12) an der Welle (8) eine umlaufende Nut (30) ausgebildet ist, weiche radial von einem mit der Nut (30) zusammenwirkenden Dichtmittei (22; 34) umgeben ist. 2. Dichtungsanordnung für eine Regelvorrichtung einer Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 1,  Seen from the channel (4), behind the bearing (12) on the shaft (8), a peripheral groove (30) is formed, which is radially surrounded by a sealing means (22; 34) cooperating with the groove (30). 2. Sealing arrangement for a control device of an internal combustion engine according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
die Nut (30) der Welle (8) radial innerhalb einer als weiteres Dichtmittel dienenden Bundbuchse (22) angeordnet ist, welche auf der Welle (8) angeordnet ist.  the groove (30) of the shaft (8) is arranged radially inside a collar bushing (22) serving as a further sealing means, which is arranged on the shaft (8).
Dichtungsanordnung für eine Regelvorrichtung einer Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 2, Sealing arrangement for a control device of an internal combustion engine according to claim 2,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
am Innenumfang der Bundbuchse (22) eine Nut (32) angeordnet ist.  on the inner circumference of the collar bushing (22) has a groove (32) is arranged.
Dichtungsanordnung für eine Regelvorrichtung einer Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 3, Sealing arrangement for a control device of an internal combustion engine according to claim 3,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
die näher zum Lager (12) liegende Nut (30; 32) ein größeres Volumen aufweist als die weiter entfernte Nut (32; 30).  the groove (30; 32) lying closer to the bearing (12) has a larger volume than the groove (32; 30) further away.
Dichtungsanordnung für eine Regelvorrichtung einer Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 4, Sealing arrangement for a control device of an internal combustion engine according to claim 4,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
die Nut (32) der Bundbuchse (22) näher zum Lager (12) angeordnet ist als die Nut (30) der Welie (8). the groove (32) of the collar bushing (22) is arranged closer to the bearing (12) than the groove (30) of the welie (8).
Dichtungsanordnung für eine Regelvorrichtung einer Verbrennungskraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, Sealing arrangement for a control device of an internal combustion engine according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
die Bundbuchse (22) mittels einer Feder (24) gegen eine auf der Weile (8) angeordnete Gleitscheibe (20) belastet ist, weiche von außen gegen das Gehäuse (2) anliegt. the collar bushing (22) is loaded by means of a spring (24) against a sliding disk (20) arranged on the shaft (8) which bears against the housing (2) from the outside.
Dichtungsanordnung für eine Regelvorrichtung einer Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 1, Sealing arrangement for a control device of an internal combustion engine according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
in der Nut (30) der Welle (8) ein als weiteres Dichtmittei dienender geschlitzter metallischer Dichtring (34) angeordnet ist. in the groove (30) of the shaft (8) serving as a further Dichtmittei slotted metallic sealing ring (34) is arranged.
8. Dichtungsanordnung für eine Regelvorrichtung einer Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 7, 8. Sealing arrangement for a control device of an internal combustion engine according to claim 7,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
der geschlitzte metallische Dichtring (34) gegen eine Innenumfangswand (38) der Lagerbohrung (10) vorgespannt ist.  the slotted metallic sealing ring (34) is biased against an inner circumferential wall (38) of the bearing bore (10).
9. Dichtungsanordnung für eine Regelvorrichtung einer Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 8, 9. Sealing arrangement for a control device of an internal combustion engine according to claim 8,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
der geschützte metallische Dichtring (34) unter Vorspannung axial gegen einen Absatz (42) anliegt, der in der Lagerbohrung (10) ausgebildet ist.  the protected metallic sealing ring (34) bears, under prestress, axially against a shoulder (42) formed in the bearing bore (10).
10. Dichtungsanordnung für eine Regelvorrichtung einer Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 9, 10. Sealing arrangement for a control device of an internal combustion engine according to claim 9,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
die beiden Enden des geschützten metallischen Dichtrings (34) axial gegeneinander anliegen.  the two ends of the protected metallic sealing ring (34) bear axially against each other.
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