DE102009057497A1

DE102009057497A1 - Klappenventil zur Einleitung und Steuerung eines Frischluftstromes und eines Abgasrückführstromes

Info

Publication number: DE102009057497A1
Application number: DE102009057497A
Authority: DE
Inventors: Bernhard Bronischewski; Christian Dr. Antoni; Osman Sari
Original assignee: Pierburg GmbH
Current assignee: Pierburg GmbH
Priority date: 2009-12-10
Filing date: 2009-12-10
Publication date: 2011-06-16
Anticipated expiration: 2029-12-11
Also published as: DE102009057497B4

Abstract

Klappenventil (2) zur Einleitung und Steuerung eines Frischluftstromes und eines Abgasrückführstromes mit einem Gehäuse (4), das einen Frischluftkanal (6) und einen Abgasrückführkanal (8) aufweist, in dem ein erster und ein zweiter Klappenkörper (10, 12) auf einer Antriebswelle (14) gelagert sind, wobei der erste Klappenkörper (10) mit dem Frischluftkanal (6) und der zweite Klappenkörper (12) mit dem Abgasrückführkanal (8) korrespondiert, und mit einem Stellantrieb (16) für die Antriebswelle (14), wobei der Abgasrückführkanal in den Frischluftkanal (6) hineinreicht, wobei der erste Klappenkörper (10) und der zweite Klappenkörper (12) überlappend angeordnet sind und eine gemeinsame Drehachse aufweisen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Klappenventil zur Einleitung und Steuerung eines Frischluftstromes und eines Abgasrückführstromes mit einem Gehäuse, das einen Frischluftkanal und einen Abgasrückführkanal aufweist, in dem ein erster und ein zweiter Klappenkörper auf einer Antriebswelle gelagert sind, wobei der erste Klappenkörper mit dem Frischluftkanal und der zweite Klappenkörper mit dem Abgasrückführkanal korrespondiert, und mit einem Stellantrieb für die Antriebswelle.
Derartige Klappenventile sind hinlänglich bekannt und werden beispielsweise in der EP 1 002 947 beschrieben. Hierbei ist ein Gehäuse vorgesehen, dass einen Frischluftkanal und einen hierzu parallel verlaufenden Abgasrückführkanal besitzt, die jeweils durch eine Klappe gesteuert werden, wobei die beiden Klappen hintereinander auf einer Antriebswelle angeordnet sind. Diese Anordnung bietet den Vorteil, dass lediglich ein Stellantrieb für beide Klappen vorzusehen ist, sie weist jedoch den großen Nachteil auf, dass ein relativ großer Bauraum benötigt wird, der zudem auch nicht flexibel anpassbar ist.
Desweiteren sind, wie zum Beispiel in der DE 44 12 280 beschrieben, sogenannte Drehschieberventile bekannt die unterschiedliche Steuerflächen aufweisen, die wiederum mit dem Frischluftkanal und dem Abgasrückführkanal in Wirkverbindung stehen. Auch diese Ausführungsform bietet den Vorteil, dass lediglich ein Stellantrieb vorzusehen ist. Jedoch sind diese Steuerventile aufwendig und damit auch teuer in der Herstellung und Montage.
Es stellt sich daher die Aufgabe, ein gattungsgemäßes Klappenventil zu schaffen, das mit einem Stellantrieb zu betätigen ist, und das bei geringen und flexiblen Bauraumanforderungen sowie geringem Gewicht einfach und kostengünstig herstellbar ist.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der Abgasrückführkanal in den Frischluftkanal hineinreicht, wobei der erste Klappenkörper und der zweite Klappenkörper überlappend angeordnet sind und eine gemeinsame Drehachse aufweisen. Auf diese Weise wird ein besonders einfach und günstig herzustellendes Klappenventil bereit gestellt, dass sehr klein verbaut werden kann und darüber hinaus auch noch flexibel den vom Motorenhersteller vorgegebenen Bedingungen an zu passen ist.
Vorzugsweise ist der erste Klappenkörper mit der Antriebswelle verbunden und der zweite Klappenkörper auf dem ersten Klappenkörper angeordnet. Hierdurch ist ein modulartiger Aufbau des Klappenventils realisierbar, wodurch die Montage erheblich vereinfacht wird.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der erste und der zweite Klappenkörper in einer Ebene angeordnet sind. Hierdurch wird die Montage noch einmal wesentlich vereinfacht, da ein Ausrichten der Klappenkörper zueinander entfallen kann.
In einer weiterführenden Ausführungsform verläuft die Antriebswelle exzentrisch zur Querachse des Frischluftkanals. Hierdurch ist es möglich, dass der Leckluftanteil der Frischluft verringert wird und der Öffnungsgrad des Frischluftkanals dementsprechend genauer einstellbar ist.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführung ist der erste Klappenkörper teilkreisförmig ausgebildet. Mit einer derartigen Ausführung ist der Klappenkörper abhängig von der Lage der Antriebswelle einfach der Innenkontur des Frischluftkanals an zu passen.
Um zu gewährleisten, dass Abgas nicht unerwünscht aus dem Abgasrückführkanal austritt, besteht der zweite Klappenkörper aus einem Dicht- und einem Haltekörper.
Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Klappenventils ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend anhand der Figuren beschrieben.
Hierin zeigt
1 eine Seitenansicht eines Klappenventils gemäß einer ersten Ausführungsform,
2 eine Seitenansicht eines Klappenventils gemäß einer zweiten Ausführungsform,
3 einen Ausschnitt eines Klappenventils gemäß einer dritten Ausführungsform.
Das erfindungsgemäße Klappenventil 2 besteht im Wesentlichen aus einem Gehäuse 4, das einen Frischluftkanal 6 und einen Abgasrückführkanal 8 aufweist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist im Gehäuse 4 auch noch ein Stellantrieb 16 integriert. Es sollte deutlich sein, dass der Stellantrieb 16 aber auch auf herkömmliche Weise an ein Klappengehäuse angeflanscht oder anderweitig damit verbunden sein kann.
Der Stellantrieb 16 ist mit einer Antriebswelle 14 verbunden, die im Frischluftkanal 6 zentrisch beidseitig gelagert ist. Über ein einfaches Kopplungselement 22 (siehe 2) ist ein erster Klappenkörper 10 mit der Antriebswelle 14 verbunden. Der erste Klappenkörper 10 ist teilkreisförmig, und in diesem Ausführungsbeispiel insbesondere halbkreisförmig ausgebildet, um den Luftmassenstrom im Frischluftkanal 6 zu steuern. Direkt auf dem ersten Klappenkörper ist ein zweiter Klappenkörper 12 angeordnet, der mit dem Abgasrückführkanal 8 korrespondiert. Die sich überlappenden ersten und zweiten Klappenkörper 10, 12 weisen somit eine gemeinsame Drehachse auf. Der erste und der zweite Klappenkörper 10, 12) können natürlich auch einstückig ausgeführt sein und beispielsweise im Spritzgußverfahren hergestellt werden.
Der zweite Klappenkörper 12 besteht aus einem Dichtkörper 18 und einem Haltekörper 20. Durch den Haltekörper 20 wird der Dichtkörper 18 im vorliegenden Ausführungsbeispiel exakt in Position gehalten, wobei es hierfür vorteilhaft ist, wenn der erste und der zweite Klappenkörper 10, 12 in einer Ebene angeordnet sind. Mit dem Dichtkörper 18 lässt sich der Abgasrückführkanal 8 dessen Mittelachse im vorliegenden Ausführungsbeispiel senkrecht zur Drehachse der Antriebswelle verläuft, fluiddicht abdichten. Die Drehung des zweiten Klappenkörpers 12 verläuft dabei exzentrisch in Bezug auf den Abgasrückführkanal 8, sodass ein leichtes Hinaus- bzw. Hereinschwenken des zweiten Klappenkörpers ermöglicht wird.
Es sollte deutlich sein, dass für die Herstellung der Klappenkörper sowie des Klappengehäuses grundsätzlich sämtliche Werkstoffe geeignet sind. Durch die Verwendung von Kunststoff wird eine besonders leichte Ausführungsform geschaffen.
2 zeigt eine zweite Ausführungsform des Klappenventils, das sich hierbei lediglich in einem Merkmal unterscheidet. Die Antriebswelle 14 ist hier exzentrisch im Bezug auf den Frischluftkanal 6 angeordnet. Dies hat zur Folge, dass die Teilkreisform des ersten Klappenkörpers derart ausgewählt werden kann, dass im geschlossenen Zustand eine wesentlich größere Querschnittsfläche des Frischluftkanals 6 abgedeckt ist und damit eine genauere Steuerung des Luftmassenstroms ermöglicht wird.
3 zeigt eine dritte Ausführungsform des Klappenventils, bei der die Antriebswelle exzentrisch außerhalb des Frischluftkanals 6 angeordnet ist. Zudem bestehen der erste Klappenkörper 10 und der zweite Klappenkörper 12 aus einem einzigen Klappenkörper 24, der, um sich dem Abgasrückführkanal anpassen zu können, mit Spiel auf das Kupplungselement 12 angeordnet ist und durch den Haltekörper 20 in Kombination mit der Feder 26 in Position gehalten wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 1002947 [0002]
DE 4412280 [0003]

Claims

Klappenventil (2) zur Einleitung und Steuerung eines Frischluftstromes und eines Abgasrückführstromes mit einem Gehäuse (4), das einen Frischluftkanal (6) und einen Abgasrückführkanal (8) aufweist, in dem ein erster und ein zweiter Klappenkörper (10, 12) auf einer Antriebswelle (14) gelagert sind, wobei der erste Klappenkörper (10) mit dem Frischluftkanal (6) und der zweite Klappenkörper (12) mit dem Abgasrückführkanal (8) korrespondiert, und mit einem Stellantrieb (16) für die Antriebswelle (14), dadurch gekennzeichnet, dass der Abgasrückführkanal in den Frischluftkanal (6) hineinreicht, wobei der erste Klappenkörper (10) und der zweite Klappenkörper (12) überlappend angeordnet sind und eine gemeinsame Drehachse aufweisen.
Klappenventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Klappenkörper (10) mit der Antriebswelle (14) verbunden ist und der zweite Klappenkörper auf dem ersten Klappenkörper angeordnet ist.
Klappenventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Klappenkörper (10, 12) in einer Ebene angeordnet sind.
Klappenventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (14) exzentrisch zur Querachse des Frischluftkanals (6) verläuft.
Klappenventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Klappenkörper (10) teilkreisförmig ausgebildet ist.
Klappenventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Klappenkörper (12) aus einem Dicht- (18) und einem Haltekörper (20) besteht.
Klappenventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Klappenkörper (10) und der zweite Klappenkörper (12) einstückig ausgeführt sind.