EP3379070A1 - Abgasklappenvorrichtung für eine verbrennungskraftmaschine - Google Patents

Abgasklappenvorrichtung für eine verbrennungskraftmaschine Download PDF

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EP3379070A1
EP3379070A1 EP18153226.8A EP18153226A EP3379070A1 EP 3379070 A1 EP3379070 A1 EP 3379070A1 EP 18153226 A EP18153226 A EP 18153226A EP 3379070 A1 EP3379070 A1 EP 3379070A1
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exhaust
flap
exhaust gas
housing
valve
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Norbert Schwartges
Ulrich Fassbender
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Pierburg GmbH
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Pierburg GmbH
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02M26/52—Systems for actuating EGR valves
    • F02M26/53—Systems for actuating EGR valves using electric actuators, e.g. solenoids
    • F02M26/54—Rotary actuators, e.g. step motors

Definitions

  • the invention relates to an exhaust gas valve device for an internal combustion engine having a flap housing in which an exhaust gas flowed through exhaust gas is formed, wherein an exhaust flap is provided, which is rotatably disposed in the exhaust duct and stored in the valve body, wherein a motor housing arranged in an electric motor for direct or indirect Drive the exhaust valve is provided.
  • Such exhaust valve devices can be used in the field of exhaust gas recirculation, heat recovery or as exhaust brakes for differential pressure increase. Due to the high temperatures occurring special demands are placed on this exhaust valve device to ensure a functional safety. In this case, both the valve body itself or its storage for the thermal load interpreted, as well as the actuator for driving the flap. For this reason, often either temperature-insensitive actuator, such as vacuum plate, used to drive such valves or the actuator is arranged at a sufficient distance from the hot exhaust gas. In addition, thermally highly resilient bearings, such as ceramic bearings, used to support the valve shaft.
  • the object of the invention is therefore to provide an exhaust valve device which avoids the above disadvantage in a simple and cost-effective manner.
  • Teflon bush is arranged in the flap housing, which at least partially forms the exhaust duct. Due to the material "Teflon”, the Teflon bushing is very insensitive to high temperature fluctuations, so that a defined leakage mass flow in the "closed" position can be ensured over a wide temperature range.
  • the Teflon bush is pressed in the valve housing, whereby the exhaust valve device can be produced in a particularly simple and thus cost-effective manner.
  • the Teflon bushing has a contact surface for a flap body of the exhaust gas flap, wherein the flap body strikes against a contact surface of the exhaust gas duct in a "closed" position closing the exhaust gas duct.
  • a stop edge is formed by repeatedly striking the flap body, whereby a particularly dense exhaust flap device is provided.
  • the Teflon bushing can have an enlarged-diameter positioning surface on an outwardly directed side.
  • Teflon bushing has a sealing lip or bead at least on an outwardly directed side.
  • Teflon bush has a recess.
  • FIG. 1 shows a perspective view of an exhaust valve device 2 according to the invention, which is formed in the present embodiment as a low-pressure EGR valve.
  • the exhaust gas flap device 2 has a flap housing 4, through which an exhaust-gas flowed through exhaust passage 8 is radially limited.
  • an exhaust valve 6 is arranged in this exhaust passage 6.
  • the exhaust flap 8 in this case consists of a valve body 10 and a shaft 12 to which the valve body 10 is attached.
  • the shaft 12 is rotatably mounted in the present embodiment on one side of the exhaust passage 6.
  • the shaft 12 is in a known manner via a not further shown gear, which is covered here by a housing cover 14 with a motor plug 16, with a arranged in a motor housing 18, not visible electric motor connected.
  • the valve housing 4 and the motor housing 18 are made in one piece.
  • a Teflon bush 20 which forms the exhaust gas duct 6, is arranged in the flap housing 4.
  • This Teflon bushing 20 ensures a high insensitivity of the exhaust gas passage to high exhaust gas temperatures. In this way it is possible to operate the exhaust flap 8 properly in a wide operating temperature range.
  • an inner side region 22 of the Teflon bushing 20 serves as a contact surface for the flap body 10 of the exhaust gas flap 8.
  • the flap body 10 strikes against the contact surface 22 of the exhaust gas channel 6 in a "closed" position closing the exhaust gas channel 6.
  • a stop edge 24 is formed, which still increases the leak-tightness in a "closed" position of the valve body 8.
  • FIG. 2 shows in a sectional view of the one-piece flap, motor housing 4, 18.
  • the Teflon bushing 20 is pressed.
  • the Teflon bushing 20 has on a side 26 facing outward a positioning surface 28 (see in particular FIG. 3 ), which has a larger outer diameter than the rest of the area of the Teflon bushing 20.
  • This contact surface 22 comes during the press-fitting operation on a shoulder 30 of the valve body 4 for concern, whereby a particularly simple positioning during the manufacturing process is made possible.
  • Helpful in This connection is also a recess 32, whereby the Teflon bush can be used in a simple manner after assembly of the exhaust valve 8.
  • FIG. 3 shows now in a side view of the Teflon bushing 20.
  • the recess 32 is provided for the shaft 12 of the exhaust valve 8.
  • sealing beads 34, 36 are provided on both outwardly directed sides, which fluidically seal the exhaust-gas flap device 2 and its exhaust-gas duct 6 installed in the internal combustion engine.

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Abstract

Abgasklappenvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine mit einem Klappengehäuse (4), in dem ein von Abgas durchströmter Abgaskanal (6) ausgebildet ist, wobei eine Abgasklappe (8) vorgesehen ist, die drehbar im Abgaskanal (6) angeordnet und im Klappengehäuse (4) gelagert ist, wobei ein in einem Motorgehäuse (18) angeordneter Elektromotor zum direkten oder indirekten Antrieb der Abgasklappe (8) vorgesehen ist, wobei in dem Klappengehäuse (4) eine Teflonbuchse (20) angeordnet ist, die zumindest teilweise den Abgaskanal (6) ausbildet.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Abgasklappenvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine mit einem Klappengehäuse, in dem ein von Abgas beströmter Abgaskanal ausgebildet ist, wobei eine Abgasklappe vorgesehen ist, die drehbar im Abgaskanal angeordnet und im Klappengehäuse gelagert ist, wobei ein in einem Motorgehäuse angeordneter Elektromotor zum direkten oder indirekten Antrieb der Abgasklappe vorgesehen ist.
  • Derartige Abgasklappenvorrichtungen können im Bereich der Abgasrückführung, der Wärmerückgewinnung oder als Abgasbremsen zur Differenzdruckerhöhung benutzt werden. Durch die hohen auftretenden Temperaturen werden besondere Ansprüche an diese Abgasklappenvorrichtung gestellt, um eine Funktionssicherheit zu gewährleisten. Dabei ist sowohl der Klappenkörper selbst bzw. seine Lagerung für die thermische Belastung auszulegen, als auch der Aktor zum Antrieb der Klappe. Aus diesem Grund werden häufig entweder temperaturunempfindliche Steller, wie Vakuumsteller, zum Antrieb derartiger Klappen verwendet oder der Aktor in ausreichender Entfernung zum heißen Abgas angeordnet. Zusätzlich werden thermisch hoch belastbare Lager, wie beispielsweise Keramiklager, zur Lagerung der Klappenwelle verwendet. Ein Beispiel zur Herstellung einer besonders temperaturunempfindlichen Abgasklappenvorrichtung findet sich hierbei in der DE 10 2012 103 374 B4 , wobei im Klappengehäuse ein Kühlmittelkanal vorgesehen ist, um eine Kühlung der Abgasklappenvorrichtung zu gewährleisten. Durch eine derartige Maßnahme werden zwar das Klappengehäuse an sich und die Lager gekühlt, jedoch können der Abgaskanal und die zugehörige Abgasklappe nicht davor bewahrt werden, in unterschiedlichsten Betriebssituationen mit unterschiedlichsten Abgastemperaturen sehr voneinander abweichende Leckageraten in einer "Geschlossen"-Stellung der Abgasklappe zuzulassen.
  • Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Abgasklappenvorrichtung bereitzustellen, die auf einfache und kostengünstige Weise den oben genannten Nachteil vermeidet.
  • Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass in dem Klappengehäuse eine Teflonbuchse angeordnet ist, die zumindest teilweise den Abgaskanal ausbildet. Die Teflonbuchse ist aufgrund des Werkstoffes "Teflon" sehr unempfindlich gegenüber hohen Temperaturschwankungen, so dass ein definierter Leckagemassenstrom in der "Geschlossen"-Stellung in einem weiten Temperaturbereich zu gewährleisten ist.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Teflonbuchse im Klappengehäuse eingepresst, wodurch die Abgasklappenvorrichtung auf besonders einfache und damit kostengünstige Weise herstellbar ist.
  • In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform weist die Teflonbuchse eine Anlagefläche für einen Klappenkörper der Abgasklappe auf, wobei der Klappenkörper in einer den Abgaskanal verschließenden "Geschlossen"-Stellung an eine Anlagefläche des Abgaskanals anschlägt.
  • Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass an der Anlagefläche eine Anschlagkante durch mehrmaliges Anschlagen des Klappenkörpers ausgebildet ist, wodurch eine besonders dichte Abgasklappenvorrichtung bereitgestellt wird.
  • Um die Teflonbuchse auf einfache Weise während des Herstellungsprozesses der Abgasklappenvorrichtung im Klappengehäuse positionieren zu können, kann die Teflonbuchse an einer nach außen gerichtete Seite eine im Durchmesser vergrößerte Positionierfläche aufweisen.
  • Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn die Teflonbuchse zumindest an einer nach außen gerichteten Seite eine Abdichtlippe bzw. -wulst aufweist.
  • Zur einfachen Montierbarkeit besitzt die Teflonbuchse eine Aussparung.
  • Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert, hierbei zeigt:
    • Figur 1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Abgasklappenvorrichtung,
    • Figur 2 eine Schnittansicht eines Klappengehäuses der Abgasklappenvorrichtung aus Figur 1, und
    • Figur 3 eine Seitenansicht einer Teflonbuchse, die im Klappengehäuse der Figuren 1 und 2 einzusetzen ist.
  • Figur 1 zeigt in einer perspektivischen Ansicht eine erfindungsgemäße Abgasklappenvorrichtung 2, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Niederdruck-AGR-Ventil ausgebildet ist. Die Abgasklappenvorrichtung 2 weist ein Klappengehäuse 4 auf, durch welches ein abgasdurchströmter Abgaskanal 8 radial begrenzt wird. In diesem Abgaskanal 6 ist eine Abgasklappe 6 angeordnet. Die Abgasklappe 8 besteht hierbei aus einem Klappenkörper 10 sowie einer Welle 12, an der der Klappenkörper 10 befestigt ist. Die Welle 12 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel an einer Seite des Abgaskanals 6 drehbar gelagert.
  • Die Welle 12 ist auf bekannte Weise über ein nicht weiter dargestelltes Getriebe, das hier durch einen Gehäusedeckel 14 mit einem Motorstecker 16 verdeckt wird, mit einem in einem Motorgehäuse 18 angeordneten, nicht sichtbaren Elektromotor, verbunden.
  • Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind das Klappengehäuse 4 und das Motorgehäuse 18 einteilig ausgeführt. Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass in dem Klappengehäuse 4 eine Teflonbuchse 20 angeordnet ist, die den Abgaskanal 6 bildet. Diese Teflonbuchse 20 gewährleistet eine hohe Unempfindlichkeit des Abgaskanals gegenüber hohen Abgastemperaturen. Auf diese Weise ist es möglich, die Abgasklappe 8 in einem weiten Betriebstemperaturbereich einwandfrei zu betätigen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel dient ein Innenseitenbereich 22 der Teflonbuchse 20 als Anlagefläche für den Klappenkörper 10 der Abgasklappe 8. Hierbei schlägt der Klappenkörper 10 in einer den Abgaskanal 6 verschließenden "Geschlossen"-Stellung an die Anlagefläche 22 des Abgaskanals 6 an. Durch ein mehrmaliges Anschlagen des Klappenkörpers 10 an der Anlagefläche 22 bildet sich eine Anschlagkante 24 aus, die die Leckagedichtheit in einer "Geschlossen"-Stellung des Klappenkörpers 8 noch erhöht.
  • Figur 2 zeigt in einer Schnittansicht das einteilig ausgebildete Klappen-, Motorgehäuse 4, 18. In dem Klappengehäuse 4 ist die Teflonbuchse 20 eingepresst. Zur optimalen Positionierung weist die Teflonbuchse 20 an einer nach außen gerichteten Seite 26 eine Positionierfläche 28 (siehe insbesondere Figur 3) auf, die einen größeren Außendurchmesser aufweist als der übrige Bereich der Teflonbuchse 20. Diese Anlagefläche 22 kommt während des Einpressvorganges an einem Absatz 30 des Klappengehäuses 4 zum Anliegen, wodurch ein besonders einfaches Positionieren während des Herstellvorganges ermöglicht wird. Hilfreich in diesem Zusammenhang ist auch eine Aussparung 32, wodurch die Teflonbuchse auf einfache Weise nach Montage der Abgasklappe 8 eingesetzt werden kann.
  • Figur 3 zeigt nun in einer Seitenansicht die Teflonbuchse 20. Zur einfachen Montierbarkeit ist hier die Aussparung 32 für die Welle 12 der Abgasklappe 8 vorgesehen. Zudem sind an beiden nach außen gerichteten Seiten Abdichtwulsten 34, 36 vorgesehen, die die Abgasklappenvorrichtung 2 und deren Abgaskanal 6 im Verbrennungsmotor verbauten Zustand fluidisch abdichten.

Claims (7)

  1. Abgasklappenvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine mit einem Klappengehäuse (4), in dem ein von Abgas durchströmter Abgaskanal (6) ausgebildet ist, wobei eine Abgasklappe (8) vorgesehen ist, die drehbar im Abgaskanal (6) angeordnet und im Klappengehäuse (4) gelagert ist, wobei ein in einem Motorgehäuse (18) angeordneter Elektromotor zum direkten oder indirekten Antrieb der Abgasklappe (8) vorgesehen ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    in dem Klappengehäuse (4) eine Teflonbuchse (20) angeordnet ist, die zumindest teilweise den Abgaskanal (6) ausbildet.
  2. Abgasklappenvorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Teflonbuchse (20) im Klappengehäuse (4) eingepresst ist.
  3. Abgasklappenvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Teflonbuchse (20) eine Anlagefläche (22) für einen Klappenkörper (10) der Abgasklappe (8) aufweist, wobei der Klappenkörper (10) in einer den Abgaskanal (6) verschließenden "Geschlossen"-Stellung an eine Anlagefläche (22) des Abgaskanals (6) anschlägt.
  4. Abgasklappenvorrichtung nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    an der Anlagefläche (22) eine Anschlagkante (24) durch mehrmaliges Anschlagen des Klappenkörpers (10) ausgebildet ist.
  5. Abgasklappenvorrichtung nach einen der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Teflonbuchse (20) an einer nach außen gerichteten Seite eine im Durchmesser vergrößerte Positionierfläche (28) aufweist.
  6. Abgasklappenvorrichtung nach einen der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Teflonbuchse (20) zumindest an einer nach außen gerichteten Seite eine Abdichtlippe bzw. -wulst (34, 36) aufweist.
  7. Abgasklappenvorrichtung nach einen der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Teflonbuchse (20) eine Aussparung (32) besitzt.
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