DE102016223444B3 - Optimized flap valve for an exhaust flap system and manufacturing method therefor - Google Patents
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Abstract
Klappenventil (12) für eine Abgasanlage eines Verbrennungsmotors, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, umfassend:- ein rohrabschnittsförmiges Ventilgehäuse (16), durch das ein Abgasstrom in Richtung der Längsachse (20) des Ventilgehäuses (16) führbar ist;- eine im Ventilgehäuse (16) schwenkbar angeordnete Ventilklappe (24) zum Steuern des Abgasstroms;- eine mit einem Aktor (14) verbindbare Welle (26), die mit der Ventilklappe (24) verkoppelt ist;- einen Öffnungsanschlag (62) zum Begrenzen einer Öffnungsbewegung der Ventilklappe (24); und- einen Schließanschlag (54, 54a, 54b), der vom Ventilgehäuse (16) in einer radialen Richtung nach innen vorsteht und an dem die Ventilklappe (24) in ihrer Schließstellung anliegt, wobei der Schließanschlag (54, 54a, 54b) zweiteilig ausgeführt ist und ein erstes und ein zweites Anschlagssegment (54a, 54b) umfasst, die jeweils kreisbogenförmig ausgeführt und in axialer Richtung zueinander versetzt am Ventilgehäuse (16) angeordnet sind und Befestigungsabschnitte (56) aufweisen, die sich jeweils in radialer Richtung in eine Durchgangsausnehmung (58) des Ventilgehäuses (16) hineinerstrecken und mittels derer der Schließanschlag (54, 54a, 54b) am Ventilgehäuse (16) dauerhaft lagefixiert befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilgehäuse (16) als ein Tiefziehteil ausgeführt ist, wobei der Öffnungsanschlag außerhalb des Ventilgehäuses (16) angeordnet ist, wobei die beiden Anschlagsegmente (54a, 54b) des Schließanschlags (54, 54a, 54b) am Ventilgehäuse (16) innenseitig dichtend anliegen und wobei die Ventilklappe in ihrer Schließstellung am Schließanschlag (54, 54a, 54b) dichtend anliegt.Flap valve (12) for an exhaust system of an internal combustion engine, in particular of a motor vehicle, comprising: - a pipe-section-shaped valve housing (16) through which an exhaust gas flow in the direction of the longitudinal axis (20) of the valve housing (16) can be guided, - one in the valve housing (16) pivotally arranged valve flap (24) for controlling the exhaust gas flow, - a shaft (26) which can be connected to an actuator (14) and which is coupled to the valve flap (24), - an opening stop (62) for limiting an opening movement of the valve flap (24) ; and a closure stop (54, 54a, 54b) projecting inwardly from the valve housing (16) in a radial direction and against which the valve flap (24) abuts in its closed position, the closure stop (54, 54a, 54b) being in two parts is and a first and a second stopper segment (54a, 54b) comprises, which are each circular arc-shaped and offset from each other in the axial direction on the valve housing (16) and fastening portions (56), each in the radial direction in a through-hole (58 ) of the valve housing (16) and by means of which the closing stop (54, 54a, 54b) on the valve housing (16) permanently fixed in position fixed, characterized in that the valve housing (16) is designed as a deep-drawn part, wherein the opening stop outside of the valve housing (16) is arranged, wherein the two stopper segments (54 a, 54 b) of the closing stopper (54, 54 a, 54 b) on the valve housing (16) held nests sealingly on the side and wherein the valve flap sealingly in its closed position on the closing stop (54, 54 a, 54 b).
Description
Die Erfindung betrifft ein optimiertes Klappenventil sowie ein Abgasklappensystem mit einem solchen Klappenventil für die Abgasanlage eines Verbrennungsmotors, insbesondere eines Kraftfahrzeugs. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Klappenventils.The invention relates to an optimized flap valve and an exhaust flap valve system having such a flap valve for the exhaust system of an internal combustion engine, in particular of a motor vehicle. Moreover, the invention relates to a method for producing such a flapper valve.
Abgasklappensysteme weisen bekanntlich ein Klappenventil auf, das der Steuerung eines Abgasstroms eines Verbrennungsmotors dient. Das Klappenventil weist in der Regel ein rohrabschnittsförmiges Ventilgehäuse auf, durch das ein Abgasstrom in Richtung der Längsachse des Ventilgehäuses führbar ist. Zur Steuerung der Abgasmenge, die durch das Ventilgehäuse strömt, dient eine Ventilklappe, die im Ventilgehäuse schwenkbar angeordnet ist. Zum Verstellen der Ventilklappe dient ein Steller oder Aktor. Der Aktor kann druckgesteuert oder auch elektrisch betätigbar sein. Der Aktor ist mittelbar oder unmittelbar mit einer Welle verbunden, an der die Ventilklappe befestigt ist. Die Ventilklappe ist dabei zwischen einer den Durchgangsquerschnitt des Ventilgehäuses, zumeist vollständig, verschließenden Schließstellung und einer den Durchgangsquerschnitt freigebenden Öffnungsstellung schwenkbar.Exhaust flap systems are known to have a flapper valve which serves to control an exhaust gas flow of an internal combustion engine. The flap valve generally has a tubular section-shaped valve housing, through which an exhaust gas flow in the direction of the longitudinal axis of the valve housing can be guided. To control the amount of exhaust gas flowing through the valve housing, serves a valve flap which is pivotally mounted in the valve housing. To adjust the valve flap is a controller or actuator. The actuator can be pressure-controlled or electrically operated. The actuator is directly or indirectly connected to a shaft to which the valve flap is attached. The valve flap is pivotable between a passage cross-section of the valve housing, usually complete, closing closed position and the opening cross-section releasing opening position.
Die Schließbewegung der Ventilklappe wird in der Praxis zumeist durch einen Schließanschlag begrenzt, gegen den die Ventilklappe bewegt wird und an dem die Ventilklappe in ihrer Schließstellung mit ihrem freien Randabschnitt nahezu vollumfänglich dichtend anliegt. Der Schließanschlag ist in der Regel innenseitig am Ventilgehäuse festgeschweißt, was jedoch zu einem unerwünschten thermischen Schweißverzug des Ventilgehäuses führen kann.The closing movement of the valve flap is usually limited in practice by a closing stop against which the valve flap is moved and against which the valve flap rests in its closed position with its free edge section almost completely sealingly. The closing stop is usually welded on the inside of the valve housing, but this can lead to an undesirable thermal welding distortion of the valve housing.
Die Ausrichtung des gehäuseseitigen Schließanschlags relativ zur Ventilklappe ist entscheidend für die funktionelle sowie auch akustische Dichtheit des Klappenventils. Diesbezüglich müssen gehäuseseitige Lagerstellen der Klappenwelle und andererseits der gehäuseseitige Schließanschlag für die Ventilklappe in ihrer Relativposition möglichst exakt aufeinander abgestimmt sein. Das Ventilgehäuse wird deshalb in der Praxis zumeist als ein teures Drehteil oder in geschweißter Halbschalentechnik hergestellt, bei der wegen des damit zwangsläufig einhergehenden Schweißverzugs jedoch häufig zusätzlich eine zeitraubende und aufwändige spanende Bearbeitung der Lagerstellen des Schließanschlags bzw. der Lagerstellen der Welle der Ventilklappe erforderlich ist.The orientation of the housing-side closing stop relative to the valve flap is crucial for the functional and also acoustic tightness of the flap valve. In this regard, housing-side bearings of the valve shaft and on the other hand, the housing-side closing stop for the valve flap in its relative position must be matched as closely as possible to each other. The valve housing is therefore usually made in practice as an expensive turned part or welded half-cup technique, in which because of the inevitably associated welding distortion but often in addition a time-consuming and laborious machining of the bearings of the closing stop or the bearing points of the shaft of the valve flap is required.
Die das Klappenventil betreffende Aufgabe wird durch ein Klappenventil mit den in Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Das Abgasklappensystem weist die in Patentanspruch 8 angegebenen Merkmale auf. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in der Beschreibung sowie in den Unteransprüchen angegeben.The valve object of the problem is solved by a flap valve with the features specified in claim 1. The exhaust valve system has the features specified in claim 8. Preferred developments of the invention are specified in the description and in the subclaims.
Dadurch, dass das Ventilgehäuse bei dem erfindungsgemäßen Klappenventil als ein Tiefziehteil ausgeführt ist, kann das Klappenventil insgesamt kostengünstiger und mit geringen Fertigungstoleranzen des Ventilgehäuses erzeugt werden. Ein Schweißverzug, wie dieser aus der in der Praxis etablierten Halbschalenbauweise des Ventilgehäuses resultiert, kann vermieden werden. Die Durchgangsausnehmungen des Ventilgehäuses, die der, vorzugsweise formschlüssigen, Aufnahme der Befestigungsabschnitte des Schließanschlags dienen, können, beispielsweise durch Stanzen, ohne einen unerwünschten thermischen Verzug des Ventilgehäuses in das Ventilgehäuse eingebracht werden. Dadurch kann eine wiederholgenaue Positionierung des Schließanschlags in seiner vorgegebenen Montageposition am Ventilgehäuse insbesondere auch bei einer Massenfertigung des Klappenventils auf einfache und kostengünstige Weise realisiert werden. Der Schließanschlag kann mit seinen Befestigungsabschnitten direkt in die Durchgangsausnehmungen des Ventilgehäuses eingesteckt und über diese am Ventilgehäuse dauerhaft lagefixiert werden. Eine innenseitige spanende (Nach-)Bearbeitung des Ventilgehäuses ist hier für die exakte Positionierung des Schließanschlags in seiner vorgegebenen Position am Ventilgehäuse entbehrlich. Die Befestigungsabschnitte können nach der Erfindung, insbesondere außenseitig, am rohrabschnittsförmigen Ventilgehäuse festgeschweißt sein. Eine solche Schweißverbindung der Befestigungsabschnitte des Schließanschlags und des Ventilgehäuses kann mit einem nur geringen Wärmeeintrag in das Ventilgehäuse erzeugt werden. Die Schweißnaht kann dabei nur punktuell oder auch im Sinne einer bezüglich der Durchgangsausnehmung bzw. der Befestigungsabschnitte umlaufenden Dichtnaht ausgeführt sein. Ein sogenanntes Durchschweißen des Ventilgehäuses ist hierzu nicht erforderlich. Insgesamt kann dadurch einem unerwünschten Schweißverzug des Ventilgehäuses entgegengewirkt werden. Characterized in that the valve housing is designed as a deep-drawn part in the flap valve according to the invention, the flap valve can be generated overall more cost-effective and with low manufacturing tolerances of the valve housing. A welding distortion, as this results from the established in practice half shell construction of the valve housing, can be avoided. The passage recesses of the valve housing, which serve the, preferably positive, receiving the mounting portions of the closing stop, can be introduced, for example by punching, without an undesirable thermal distortion of the valve housing in the valve housing. As a result, a repeatable positioning of the closing stop in its predetermined mounting position on the valve housing can be realized in a simple and cost-effective manner, in particular also in mass production of the flap valve. The closing stop can be inserted with its mounting portions directly into the through holes of the valve housing and permanently fixed in position on the valve housing. An internal machining (reworking) of the valve housing is dispensable here for the exact positioning of the closing stop in its predetermined position on the valve housing. The attachment portions may be welded according to the invention, in particular on the outside, to the pipe-section-shaped valve housing. Such Welded connection of the fastening portions of the closing stop and the valve housing can be produced with only a small heat input into the valve housing. The weld can be executed only selectively or in the sense of a circumferential with respect to the through-hole or the mounting portions sealing seam. A so-called through-welding of the valve housing is not required for this purpose. Overall, this can be counteracted undesirable welding distortion of the valve housing.
Nach der Erfindung können die Befestigungsabschnitte des Schließanschlags alternativ oder zusätzlich mit dem Ventilgehäuse verpresst sein. So können die Befestigungsabschnitte beispielsweise in die Durchgangsausnehmungen eingepresst oder (endseitig) aufgepilzt sein, um den Schließanschlag in seiner vorgegebenen Montageposition am Ventilgehäuse dauerhaft festzusetzen.According to the invention, the fastening portions of the closing stopper may alternatively or additionally be pressed with the valve housing. Thus, the attachment portions may for example be pressed into the through-holes or be mushy (end) to permanently fix the closing stop in its predetermined mounting position on the valve housing.
Nach der Erfindung weist der Schließanschlag zwei (separate) Anschlagssegmente auf, die jeweils kreisbogenförmig ausgebildet sind. Die beiden Anschlagssegmente sind in diesem Fall in Richtung der Längsachse des Ventilgehäuses zueinander axial versetzt angeordnet, um bei der in Schließstellung angeordneten Ventilklappe zu beiden Seiten ihrer Schwenkachse einen zuverlässigen Dichtsitz der Ventilklappe am Schließanschlag zu gewährleisten.According to the invention, the closing stop on two (separate) stop segments, which are each formed a circular arc. In this case, the two stop segments are arranged offset axially relative to one another in the direction of the longitudinal axis of the valve housing in order to ensure a reliable sealing seat of the valve flap on the closing stop when the valve flap is arranged in the closed position on both sides of its pivot axis.
Eine vorgegebene Relativposition des Schließanschlags und der gehäuseseitigen Lagerstellen der Welle am Ventilgehäuse kann erfindungsgemäß dadurch mit nochmals geringeren Fertigungstoleranzen realisiert werden, dass die Welle an Lagerbuchsen gelagert ist, die in einander diametral gegenüberliegenden Wandöffnungen des rohrabschnittsförmigen Ventilgehäuses gehalten angeordnet sind. Die Lagerbuchsen greifen somit in die Wandöffnungen des Ventilgehäuses ein bzw. erstrecken sich durch die Wandöffnungen hindurch. Derlei Wandöffnungen können in einer zu den Durchgangsausnehmungen entsprechenden Weise ohne einen thermischen Verzug des Ventilgehäuses auf technisch einfache Weise exakt an vorgegebenen Positionen des Ventilgehäuses erzeugt werden. Dies kann beispielsweise mittels einer Stanzmaschine im Wege des Stanzens erreicht werden.A predetermined relative position of the closing stop and the housing-side bearing points of the shaft on the valve housing according to the invention can be realized with even lower manufacturing tolerances, that the shaft is mounted on bearing bushes which are arranged in diametrically opposed wall openings of the pipe section-shaped valve housing. The bushings thus engage in the wall openings of the valve housing or extend through the wall openings therethrough. Such wall openings can be generated in a manner corresponding to the Durchgangsausnehmungen manner without a thermal distortion of the valve housing in a technically simple manner exactly at predetermined positions of the valve housing. This can be achieved for example by means of a punching machine in the way of punching.
Die Lagerbuchsen können in den Wandöffnungen des Ventilgehäuses jeweils im Presssitz gehalten angeordnet und/oder mit dem Ventilgehäuse, vorzugsweise außenseitig, punkt- oder linienförmig verschweißt sein. In den beiden letztgenannten Fällen kann eine mechanisch nochmals stabilere Lagefixierung der Lagerbuchsen am Ventilgehäuse erreicht werden. Ein unerwünschter thermischer Verzug des Ventilgehäuses kann in beiden Fällen zuverlässig vermieden werden, zumal der dafür erforderliche Wärmeeintrag in das Ventilgehäuse gering ist. Die Schweißnähte können auch hier bedarfsweise als sogenannte (um die Lagerbuchsen herum angeordnete) Dichtnähte ausgeführt sein, um einem unerwünschten Austritt von Abgasen aus dem Ventilgehäuse entgegenzuwirken.The bearing bushes can be arranged in the wall openings of the valve housing held in each press fit and / or welded to the valve body, preferably on the outside, punctiform or linear. In the latter two cases, a mechanically even more stable positional fixation of the bearing bushes on the valve housing can be achieved. An undesirable thermal distortion of the valve housing can be reliably avoided in both cases, especially since the required heat input into the valve housing is low. The welds can also be carried out here as required as so-called (arranged around the bushings around) sealing seams to counteract an undesirable escape of exhaust gases from the valve housing.
Erfindungsgemäß kann zumindest eine der Lagerbuchsen der Welle, bevorzugt die aktorseitige Lagerbuchse der Welle, zwei Gleitlagerteile aufweisen, die in Richtung der Schwenkachse der Welle voneinander beabstandet angeordnet sind.According to the invention, at least one of the bearing bushes of the shaft, preferably the actuator-side bushing of the shaft, two sliding bearing parts, which are arranged spaced apart in the direction of the pivot axis of the shaft.
Das erste Gleitlagerteil ist vom Ventilgehäuse weiter beabstandet angeordnet, als das zweite Gleitlagerteil und kann insbesondere als ein Axialgleitlagerteil ausgeführt sein. Dieses erste Gleitlagerteil ist nach der Erfindung vorteilhaft als ein Graphitgleitlagerteil ausgeführt, um so eine besonders reibungsarme (Präzisions-)Lagerung der Welle zu erreichen.The first sliding bearing part is arranged further apart from the valve housing than the second sliding bearing part and can in particular be designed as an axial sliding bearing part. This first plain bearing part is advantageously carried out according to the invention as a graphite sliding bearing part so as to achieve a particularly low-friction (precision) bearing of the shaft.
Das vom Ventilgehäuse weniger weit beabstandet angeordnete zweite Gleitlagerteil ist vorteilhaft als ein Radialgleitlagerteil ausgeführt und kann bevorzugt aus Edelstahl, insbesondere aus einem Edelstahldrahtgeflecht bzw. - gestrick, bestehen. Abgesehen von der Hitzestabilität einer solchen Drahtkissen-Lagerbuchse kann dadurch während des Betriebseinsatzes unerwünschten Störgeräuschen des Klappenventils sowie einer übermäßigen Wärmeleitung zum ersten Gleitlagerteil entgegengewirkt werden.The spaced from the valve housing less widely spaced second sliding bearing part is advantageously designed as a radial sliding bearing part and may preferably made of stainless steel, in particular of a stainless steel wire mesh or - knit consist. Apart from the heat stability of such a wire pillow bearing bush can thereby be counteracted during operation undesirable noise of the flap valve and excessive heat conduction to the first plain bearing part.
Weist die Lagerbuchse in Richtung der Schwenkachse der Welle zwei Buchsenlängssegmente auf, die mit ihren freien Randabschnitten ineinandergreifen, so kann der freie Randabschnitt eines der beiden Buchsenlängssegmente als Abstandshalter für die beiden Radialgleitlagerteile ausgeführt sein. Dadurch kann eine nochmals weiter verbesserte thermische Entkopplung der beiden Gleitlagerteile erreicht werden. Der freie Randabschnitt kann sich dabei zwischen den beiden Gleitlagerteilen erstrecken und beispielsweise eine Anlageschulter für eine axiale Anlage des Graphitgleitlagerteils aufweisen. Einer für die Funktion und Standzeit des Klappenventils nachteiligen thermischen Überbeanspruchung des Graphitgleitlagerteils kann dadurch zuverlässig entgegengewirkt werden.If the bearing bush has two bushing longitudinal segments in the direction of the pivot axis of the shaft, which mesh with their free edge sections, the free edge section of one of the two bushing longitudinal segments can be designed as a spacer for the two radial sliding bearing parts. As a result, a further improved thermal decoupling of the two plain bearing parts can be achieved. The free edge portion may extend between the two sliding bearing parts and, for example, have a contact shoulder for axial contact of the graphite sliding bearing part. A disadvantageous for the function and service life of the flap valve thermal overload of the graphite sliding bearing part can be reliably counteracted.
Die beiden Buchsenlängssegmente können miteinander verpresst und/oder punktuell bzw. umlaufend miteinander verschweißt sein. Die Lagerbuchse kann dabei insbesondere aus Metall bestehen. Die Gleitlagerteile sind nach der Erfindung innerhalb der Lagerbuchse, vorzugsweise im radialen Preßsitz, drehfest gehalten angeordnet. Die Lagerbuchse kann im Sinne einer Baueinheit vormontiert bereitgestellt werden, wodurch eine besonders einfache und kostengünstige Montage des Klappenventils erreicht werden kann. Zu beachten ist, dass eine solche Lagerbuchse ganz allgemein bei einem Klappenventil bzw. einem Abgasklappensystem für die Abgasanlage eines Verbrennungsmotors, insbesondere eines Kraftfahrzeugs eingesetzt werden kann, um die Welle der im Ventilgehäuse angeordneten Ventilklappe am Ventilgehäuse um eine Schwenkachse (ver-)schwenkbar zu lagern. Die Welle ist dabei vorzugsweise zusätzlich über eine weitere Lagerbuchse mit ggf. anderem konstruktivem Aufbau am Ventilgehäuse gelagert.The two bushing longitudinal segments can be pressed together and / or selectively welded together or circumferentially. The bearing bush can consist in particular of metal. The plain bearing parts are arranged rotatably according to the invention within the bearing bush, preferably in the radial interference fit. The bearing bush can be provided preassembled in the sense of a unit, whereby a particularly simple and inexpensive installation of the flap valve can be achieved. It should be noted that such a bearing bush can be used quite generally for a flap valve or an exhaust gas flap system for the exhaust system of an internal combustion engine, in particular of a motor vehicle, in order to pivotably mount (pivot) the shaft of the valve flap arranged in the valve housing on the valve housing about a pivot axis , The shaft is preferably additionally mounted on the valve housing via a further bearing bushing with possibly another structural design.
Die aktorseitig angeordnete, d. h. dem Aktor zuweisende, Lagerbuchse der Welle kann nach der Erfindung auch nur ein (erstes) Gleitlagerteil aufweisen. Bei dieser Bauart ist das Gleitlagerteil vorzugsweise als ein kombiniertes Axial-Radialgleitlagerteil ausgeführt. Dies kann aus Graphit, Edelstahl oder einem anderen geeigneten Werkstoff bestehen. Das Gleitlagerteil kann aus thermischen Gründen insbesondere unter Ausbildung eines zwischen dem Gleitlagerteil und dem Boden der Lagerbuchse angeordneten Freiraums vom Boden der Lagerbuchse axial beabstandet angeordnet sein. Unter einem Freiraum wird vorliegend ein Raum verstanden, in dem kein Bauteil des Klappenventils angeordnet ist. Dadurch kann während des Betriebseinsatzes einer übermäßigen Wärmeübertragung vom Innenraum des Ventilgehäuses auf das Gleitlagerteil entgegengewirkt werden.The actuator arranged, d. H. Assigning the actuator, bearing bush of the shaft can according to the invention also have only one (first) plain bearing part. In this type, the sliding bearing part is preferably designed as a combined axial-radial sliding bearing part. This may consist of graphite, stainless steel or another suitable material. The slide bearing part may be arranged axially spaced from thermal reasons, in particular forming a disposed between the sliding bearing part and the bottom of the bearing bush clearance from the bottom of the bearing bush. In the present case, a free space is understood as meaning a space in which no component of the flap valve is arranged. This can be counteracted during operation of an excessive heat transfer from the interior of the valve housing to the plain bearing part.
Ein Öffnungsanschlag für die Ventilklappe ist außerhalb des Ventilgehäuses angeordnet. Ein solcher Öffnungsanschlag dient dazu, eine Öffnungsbewegung der Ventilklappe zu begrenzen. Der Öffnungsanschlag ist bei dieser Ausführungsform nicht in dem vom Abgas durchströmten Bereich des Ventilgehäuses angeordnet, so dass unerwünschte akustische Emissionen, insbesondere durch Abgasturbulenzen innerhalb des Ventilgehäuses bzw. Bauteilschwingungen, verringert werden können. Darüber hinaus kann dadurch die Anzahl der für die Fertigung des Klappenventils erforderlichen Teile weiter verringert werden. Dies bietet Kostenvorteile. Auch erfolgt beim Erreichen der Öffnungsstellung der Ventilklappe ein Kraftfluss nicht durch die Ventilklappe, so dass dadurch eine geringere Belastung von Schweißnähten des Klappenventils erreicht werden kann.An opening stop for the valve flap is arranged outside of the valve housing. Such an opening stop serves to limit an opening movement of the valve flap. In this embodiment, the opening stop is not arranged in the region of the valve housing through which the exhaust gas flows, so that undesirable acoustic emissions, in particular due to exhaust gas turbulence within the valve housing or component vibrations, can be reduced. In addition, the number of parts required for the production of the flapper valve can be further reduced thereby. This offers cost advantages. Also, when the opening position of the valve flap is reached, a force flow does not occur through the valve flap, so that thereby a lower load on weld seams of the flap valve can be achieved.
Das erfindungsgemäße Abgasklappensystem umfasst ein vorstehend erläutertes Klappenventil und einen Aktor, der zur Betätigung des Klappenventils mit der Welle des Klappenventils mechanisch verkoppelt ist. Die Verkopplung kann insbesondere über eine vorgenannte Kupplung erfolgen. Der Aktor kann druckmittelbetätigt oder elektrisch betätigbar sein.The exhaust flap system according to the invention comprises an above-described flap valve and an actuator which is mechanically coupled for actuating the flap valve with the shaft of the flap valve. The coupling can be done in particular via an aforementioned coupling. The actuator may be fluid-actuated or electrically actuated.
Der vorgenannte Öffnungsanschlag für die Ventilklappe kann nach der Erfindung insbesondere in einem Kupplungsgehäuse des Abgasklappensystems angeordnet sein. Im einfachsten Fall ist der Öffnungsanschlag, vorzugsweise unmittelbar, durch einen Gehäusevorsprung des Kupplungsgehäuses gebildet. Der Öffnungsanschlag kann dabei beispielsweise mit einem Kupplungsteil der Welle oder der Stellachse des Aktors zusammenwirken.The aforementioned opening stop for the valve flap can be arranged according to the invention, in particular in a coupling housing of the exhaust valve system. In the simplest case, the opening stop, preferably directly, is formed by a housing projection of the coupling housing. The opening stop can cooperate, for example, with a coupling part of the shaft or the adjusting axis of the actuator.
Das Kupplungsgehäuse kann einenends Gehäusefortsätze aufweisen, die sich in dazu korrespondierende Aussparungen des Ventilgehäuses hineinerstrecken und über die die das Kupplungsgehäuse und das Ventilgehäuse aneinander befestigt sind. Die Gehäusefortsätze können am Ventilgehäuse beispielsweise festgeschweißt oder in das Ventilgehäuse eingepresst sein.The clutch housing may have one end housing extensions which extend into corresponding recesses of the valve housing and over which the clutch housing and the valve housing are secured together. The housing extensions may for example be welded to the valve housing or pressed into the valve housing.
Wird das Ventilgehäuse im Wege eines Tiefziehprozesses, d.h. durch Tiefziehen einer Blechplatine, erzeugt, so kann das vorstehend erläuterte Klappenventil besonders kostengünstig und dabei zugleich mit geringen Fertigungstoleranzen erzeugt werden. So können die Durchgangsausnehmungen des Ventilgehäuses für die Aufnahme der Befestigungsabschnitte ohne einen thermischen (Schweiß- )Verzug des Ventilgehäuses, bevorzugt durch Stanzen, erzeugt werden. Der Schließanschlag bzw. dessen Anschlagsegmente können bei der Montage des Schließanschlags mit den Befestigungsabschnitten direkt in die Durchgangsausnehmungen des Ventilgehäuses eingesteckt werden. Eine aufwändige spanende Nachbearbeitung des Ventilgehäuses für die präzise Montage des Schließanschlags an der jeweils vorgegebenen Montageposition entfällt vollständig. Das Ventilgehäuse kann, bevorzugt in ein und demselben Werkzeug, kosteneffizient im sogenannten Folgeverbundverfahren erzeugt werden.If the valve housing is removed by means of a deep-drawing process, i. produced by deep drawing a sheet metal blank, so the above-described flap valve can be produced particularly cost-effective and at the same time with low manufacturing tolerances. Thus, the passage recesses of the valve housing for receiving the mounting portions without a thermal (welding) delay of the valve housing, preferably by punching, can be generated. The closing stop or its stopper segments can be inserted directly into the through-holes of the valve housing during assembly of the closing stop with the fastening sections. An elaborate machining post-processing of the valve housing for the precise installation of the closing stop at the respective predetermined mounting position is completely eliminated. The valve housing can, preferably in one and the same tool, be produced cost-effectively in the so-called progressive compound method.
Die dauerhaft lagefixierte Befestigung des Schließanschlags am Ventilgehäuse kann beispielsweise durch ein Umformen, insbesondere ein Einpressen oder Aufpilzen, der freien Endabschnitte der Befestigungsabschnitte des Schließanschlags bzw. durch ein alleiniges Festschweißen der Befestigungsabschnitte, vorzugsweise außenseitig, am Ventilgehäuse erreicht werden. Im letztgenannten Fall kann ein im Hinblick auf einen unerwünschten Schweißverzug erforderlicher Wärmeeintrag in das Ventilgehäuse geringgehalten werden. Die Schweißverbindung kann bei einem ausreichenden formschlüssigen oder sogar kraftschlüssigen (Press-)Sitz der Befestigungsabschnitte in den Durchgangsausnehmungen nur punktuell oder alternativ im Sinne einer (druck- und gasdichten) Dichtnaht um die Befestigungsabschnitte herum ausgeführt werden.The permanently fixed-position fastening of the closing stop on the valve housing, for example, by forming, in particular pressing or mushrooming, the free end portions of the fastening portions of the closing stop or by a sole fixed welding of the mounting portions, preferably on the outside, can be achieved on the valve body. In the latter case, a required in view of an undesirable welding distortion heat input into the valve housing can be kept low. The weld joint can be executed with a sufficient positive or even non-positive (press) fit of the fastening sections in the through-holes only selectively or alternatively in the sense of a (pressure and gas-tight) sealing seam around the fastening sections around.
Besonders bevorzugt werden für die Montage der Welle und der Ventilklappe Wandöffnungen in das Ventilgehäuse eingebracht, in denen Lagerbuchsen für die Welle angeordnet werden. Derlei Wandöffnungen können insbesondere durch Freistanzen der Wandöffnungen reproduzierbar und mit geringen Fertigungstoleranzen an einer vorgegebenen (Relativ-)Position am Ventilgehäuse erzeugt werden. Dadurch können die Lagerstellen der Ventilklappe am Ventilgehäuse, d. h. die Ventilklappe, und der Schließanschlag nochmals präzisier und mit geringem Aufwand relativ zueinander ausgerichtet angeordnet werden. Einem unerwünschten Bypassstrom von Abgasen entlang der in Schließstellung angeordneten Ventilklappe und damit unerwünschte Strömungsgeräusche kann dadurch zuverlässig entgegengewirkt werden. Eine aufwändige spanende Nachbearbeitung des Ventilgehäuses für die Montage der Welle entfällt vollständig. Die Durchgangsausnehmungen für die Befestigungsabschnitte des Schließanschlags sowie die Wandöffnungen für die Welle der Ventilklappe können zeitgleich, insbesondere im Wege des Stanzens, erzeugt werden.Particularly preferred for the assembly of the shaft and the valve flap wall openings are introduced into the valve housing in which bearing bushes are arranged for the shaft. Derlei Wall openings can in particular be produced reproducibly by free punching of the wall openings and with low manufacturing tolerances at a predetermined (relative) position on the valve housing. As a result, the bearing points of the valve flap on the valve housing, that is, the valve flap, and the closing stop can be precisely re-arranged and aligned with little effort relative to each other. An undesirable bypass flow of exhaust gases along the valve flap arranged in the closed position and thus undesirable flow noises can be reliably counteracted thereby. An elaborate machining post-processing of the valve housing for mounting the shaft is completely eliminated. The passage recesses for the fastening portions of the closing stop and the wall openings for the shaft of the valve flap can be generated at the same time, in particular by means of punching.
Die Lagerbuchsen der Welle können mit dem Ventilgehäuse verpresst und/oder, vorzugsweise allein außenseitig, am Ventilgehäuse festgeschweißt werden. Dies kann analog zu den Befestigungsabschnitten des Schließanschlags durch eine nur punktuelle oder durch eine umlaufende (gas- und druckdichte) Schweißnaht erfolgen. Die kann vorteilhaft durch Laserschweißen erfolgen.The bearing bushes of the shaft can be pressed with the valve housing and / or, preferably alone on the outside, be welded to the valve housing. This can be done analogously to the attachment sections of the closing stop by a single point or by a circumferential (gas and pressure-tight) weld. This can be done advantageously by laser welding.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von in der Zeichnung wiedergegebenen Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
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1 ein Abgasklappensystem mit einem Aktor, einem Klappenventil mit einem als Tiefziehteil ausgebildeten Ventilgehäuse, in dem eine Ventilklappe angeordnet ist, die durch den Aktor verschwenkbar ist, in einer perspektivischen Ansicht; -
2 das Abgasklappensystem gemäß1 in teilweise geschnittenen perspektivischen Darstellung; -
3 das Abgasklappensystem gemäß1 in anderen teilweise geschnittenen perspektivischen Darstellung; -
4 das Abgasklappensystem gemäß1 in einer ausschnittsweise Detaildarstellung im Bereich des Schließanschlags der Ventilklappe; -
5 das Abgasklappensystem gemäß1 in einer ausschnittsweise Detaildarstellung des außerhalb des Ventilgehäuses angeordneten Öffnungsanschlags der Ventilklappe; -
6 einen Detailausschnitt des Abgasklappensystems gemäß1 im Bereich einer aktorseitigen Lagerbuchse, über die die Welle der Ventilklappe am Ventilgehäuse gelagert ist; -
7 einen Detailausschnitt eines zum Abgasklappensystem gemäß1 ähnlichen Abgasklappensystems im Bereich einer aktorseitigen Lagerbuchse, über die die Welle der Ventilklappe am Ventilgehäuse gelagert ist; -
8 das Ventilgehäuse während der Montage des Klappenventils gemäß1 , in einer freigestellten perspektivischen Ansicht; und -
9 ein Blockschaltbild mit einzelnen Verfahrensschritten eines Verfahrens zum Herstellen eines Klappenventils gemäß1 .
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1 an exhaust valve system comprising an actuator, a flap valve with a valve housing designed as a deep-drawn part, in which a valve flap is arranged, which is pivotable by the actuator, in a perspective view; -
2 the exhaust valve system according to1 in a partially sectioned perspective view; -
3 the exhaust valve system according to1 in other partially cut perspective view; -
4 the exhaust valve system according to1 in a detail detail in the region of the closing stop of the valve flap; -
5 the exhaust valve system according to1 in a detail detail of the outside of the valve housing arranged opening stop of the valve flap; -
6 a detail of the exhaust valve system according to1 in the area of an actuator-side bushing, via which the shaft of the valve flap is mounted on the valve housing; -
7 a detail of a exhaust flap system according to1 similar exhaust valve system in the area of a Aktorseitigen bearing bush, via which the shaft of the valve flap is mounted on the valve housing; -
8th the valve body during assembly of the flap valve according to1 in a detached perspective view; and -
9 a block diagram with individual method steps of a method for producing a flapper valve according to1 ,
In den
Der Innenraum
Die Welle
Am aktor- bzw. kupplungsseitigen Ende
Das Ventilgehäuse
Der Schließanschlag
Zur definierten Begrenzung einer Öffnungsbewegung der Ventilklappe
Der freie Randabschnitt
Das zweite Gleitlagerteil
Das erste Radialgleitlagerteil
Gemäß dem in
Der konstruktive Aufbau der Lagerbuchse
Nachstehend wird das Verfahren
In einem ersten Schritt
In einem weiteren Schritt
Zumindest ein Teil oder auch alle der vorgenannten Schritte
In Schritt
In einem weiteren Schritt
Es versteht sich, dass die Reihenfolge der Schritte
Die Ausführung des Ventilgehäuses
Zu beachten ist, dass die vorgenannten optionalen Schweißnähte zur dauerhaft lagefixierten Befestigung der Befestigungsabschnitte
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