DE102019114306A1 - Drosselventil für eine Abgasvorrichtung, insbesondere für eine Kraftfahrzeugabgasvorrichtung - Google Patents

Drosselventil für eine Abgasvorrichtung, insbesondere für eine Kraftfahrzeugabgasvorrichtung Download PDF

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Abstract

Das Drosselventil (10) weist einen Körper (12) auf, der einen Abgasdurchlass (14) definiert, der sich entlang einer Längsrichtung (X) erstreckt, und ein Ventilelement (16), das um eine zur Längsrichtung senkrechte Drehachse (R) zwischen einer Position zum Sperren des Durchlasses (14) und einer Position zur Freigabe des Durchlasses (14) beweglich ist. Der Körper (12) umfasst zwei identische Körperabschnitte (12A, 12B), die in Bezug auf die Drehachse (R) symmetrisch zueinander angeordnet sind.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Drosselventil für eine Abgasvorrichtung, insbesondere eine Kraftfahrzeugabgasvorrichtung.
  • Ein derartiges Drosselventil wird z.B. herkömmlicherweise in einer Vorrichtung zur Regelung oder zum Umwälzen von Abgasen verwendet.
  • Aus dem Stand der Technik sind zahlreiche Drosselventilmodelle bekannt. Diese haben jedoch im Allgemeinen einen komplizierten Aufbau und/oder sind bei der Anwendung kostenaufwendig.
  • Das Ziel der Erfindung besteht insbesondere darin, diesen Nachteil zu beseitigen, indem ein Drosselventil bereitgestellt wird, dessen Herstellung einfach und kostengünstig ist.
  • Zu diesem Zweck ist der Gegenstand der Erfindung insbesondere ein Drosselventil für eine Abgasvorrichtung, insbesondere für ein eine Kraftfahrzeugabgasvorrichtung, mit einem Ventilkörper, der einen Abgaszirkulationsdurchlass definiert, der sich entlang einer Längsrichtung erstreckt, und mit einem Ventilelement, das um eine zur Längsrichtung senkrechte Drehachse zwischen einer Position zum Sperren des Abgaszirkulationsdurchlasses und einer Position zur Freigabe des Abgaszirkulationsdurchlasses beweglich ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper zwei identische Körperabschnitte umfasst, die in Bezug auf die Drehachse symmetrisch zueinander angeordnet sind.
  • Die beiden identischen Körperabschnitte werden in derselben Art und Weise mit ein und demselben Werkzeug hergestellt, wodurch das Ausbilden des Körpers des Drosselventils stark vereinfacht wird.
  • Ein erfindungsgemäßes Drosselventil kann ferner eines oder mehrere der nachfolgenden Merkmale aufweisen, die einzeln oder in allen technisch möglichen Kombinationen herangezogen werden.
    • - Die beiden Körperabschnitte sind in Bezug auf eine Symmetrieebene, die die Drehachse enthält, symmetrisch angeordnet.
    • - Das Drosselventil weist einen Stift auf, der sich entlang der Drehachse erstreckt und das Ventilelement hält, wobei der Stift zur Verbindung mit einem Ventilelementaktor vorgesehen ist, und mindestens ein Organ zur Führung des Stifts in Drehung, wie etwa ein Lager oder ein Wälzlager.
    • - Das Führungsorgan ist von den beiden Körperabschnitten gehalten.
    • - Jeder Körperabschnitt weist mindestens einen Befestigungsarm auf, der insbesondere für die Befestigung an einem Ventilelementaktor vorgesehen ist.
    • - Jeder Körperabschnitt ist durch ein ausgestanztes und/oder tiefgezogenes Blech gebildet.
    • - Der Ventilkörper weist eine zylindrische Muffe auf, die zumindest teilweise den Abgasdurchlass begrenzt und in der das Ventilelement angeordnet ist, wobei die Körperabschnitte an dieser Muffe zusammengefügt sind.
    • - Das Führungsorgan ist von der zylindrischen Muffe gehalten.
  • Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung eines wie zuvor definierten Drosselventils, das Folgendes umfasst:
    • - Ausbilden von zwei identischen Körperabschnitten,
    • - Zusammenfügen eines Ventilkörpers, der die beiden Körperabschnitte umfasst, die bezogen auf eine Achse symmetrisch zueinander angeordnet sind.
  • Vorteilhafterweise umfasst das Zusammenfügen der beiden Körperabschnitte einen Laserschweißschritt durch Transparenz.
  • Die Erfindung wird beim Lesen der nachfolgenden Beschreibung, die lediglich beispielhaft und mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen gegeben ist, besser verstanden. Darin zeigen:
    • - 1 eine perspektivische Ansicht eines Drosselventils gemäß einem ersten Beispiel einer Ausführungsform der Erfindung,
    • - 2 eine Profilansicht des Drosselventils aus 1,
    • - 3 eine perspektivische Explosionsansicht des Drosselventils aus 1,
    • - 4 und 5 Profilansichten von Drosselventilen gemäß einer zweiten bzw. dritten Ausführungsform der Erfindung.
  • Die nachfolgend vorgestellten Ausführungsformen sind lediglich als nicht einschränkendes Beispiel angegeben. Es könnten im Rahmen der Erfindung andere Ausführungsformen in Betracht gezogen werden.
  • In den 1 bis 3 ist ein Drosselventil 10 dargestellt, mit dem eine Abgasvorrichtung, insbesondere eine Kraftfahrzeugabgasvorrichtung ausgestattet werden soll.
  • Das Drosselventil 10 weist einen Ventilkörper 12 auf, der einen Abgaszirkulationsdurchlass 14 definiert, der sich entlang einer Längsrichtung X (in 2 gezeigt) erstreckt.
  • Das Drosselventil 10 weist außerdem ein Ventilelement 16 auf, das um eine zur Längsrichtung X senkrechte Drehachse R zwischen einer Position zum Sperren des Abgaszirkulationskanals 14 und einer Position zum Freigeben des Zirkulationskanals 14 beweglich ist, und kann jegliche Position zwischen dieser Sperr- und Freigabeposition einnehmen.
  • Dieses Ventilelement 16 ist dazu vorgesehen, den Gasfluss, der durch den Zirkulationsdurchlass 14 strömt, in Abhängigkeit von seiner Position zu steuern.
  • Das Ventilelement 16 ist z.B. aus Metallblech gebildet, das durch Ausstanzen und/oder Tiefziehen geformt ist.
  • Das Ventilelement 16 wird von einem Stift 18 gehalten, der sich entlang der Drehachse R erstreckt. Der Stift 18 weist insbesondere ein distales Ende auf, das das Ventilelement 16 hält, und ein proximales Ende, das mit einem (nicht gezeigten) Aktor eines herkömmlichen Typs kinematisch verbunden ist. Das Ventilelement 16 ist z.B. durch Laserschweißen fest mit dem Stift 18 verbunden.
  • Der Stift 18 wird von einem von dem Ventilkörper 12 gehaltenen Führungsorgan 20 in Drehung geführt. Das Führungsorgan 20 umfasst z.B. ein Lager oder ein Wälzlager.
  • Das Führungsorgan 20 ist insbesondere in einer Aufnahme 22 aufgenommen, die von dem Ventilkörper 12 begrenzt ist.
  • In der Aufnahme sind auch eine erste und eine zweite Dichtung 23a, 23b angeordnet, die den Stift 18 umgeben. Insbesondere hat die erste Dichtung 23a insgesamt eine Umdrehungsform um den Stift 18 mit einer teilweise kegelstumpfartigen Innenwand, und die zweite Dichtung 23b hat insgesamt eine Umdrehungsform um den Stift 18 mit einer teilweise sphärischen Außenwand, die für die Zusammenwirkung mit der teilweise kegelstumpfartigen Innenwand vorgesehen ist.
  • Die zweite Dichtung 23b ist an dem Stift 18 befestigt oder auf diesem Stift 18 aufgeformt, während die erste Dichtung 23a frei ist, jedoch mit dem Führungsorgan 20 und der zweiten Dichtung 23b in dichtem Kontakt ist. Die Dichtungen 23a und 23b verhindern somit jegliches Entweichen von Abgasen nach außen.
  • Die Aufnahme 22 ist oben durch eine Abdeckkappe 24 verschlossen. Die Abdeckkappe 24 weist vorteilhafterweise einen Rand auf, der die Aufnahme 22 bedeckt, so dass die Aufnahme 22 von dem Außenbereich isoliert ist und somit das Eindringen jeglichen Schmutzstoffs (Staub, usw.) in die Aufnahme 22 verhindert ist.
  • Der Stift 18 durchquert die Abdeckkappe 24, oder der Stift 18 besteht vorzugsweise aus zwei Abschnitten, einem proximalen und einem distalen Abschnitt, die auf der einen bzw. auf der anderen Seite der Abdeckkappe 24 befestigt sind. Jegliches andere Mittel zur Kopplung zwischen dem proximalen und dem distalen Abschnitt des Stifts 18 kann in Betracht gezogen werden, insbesondere Mittel, die diesen proximalen und distalen Abschnitt thermisch voneinander isolieren.
  • Der Ventilkörper 12 weist ferner Arme 26 zur Befestigung an einem Strukturorgan, z.B. an dem oben genannten Aktor auf. Bei dem beschriebenen Beispiel weist der Ventilkörper 12 vier Arme 26 auf, wobei er in einer Variante nur zwei aufweisen könnte.
  • Erfindungsgemäß umfasst der Ventilkörper 12 zwei identische Körperabschnitte 12A, 12B, die bezogen auf die Drehachse R symmetrisch zueinander angeordnet sind.
  • Die beiden Körperabschnitte 12A, 12B können somit mit ein und demselben Werkzeug in identischer Weise hergestellt werden. Die Körperabschnitte 12A, 12B sind z.B. Bleche, die durch Ausstanzen und/oder Tiefziehen geformt werden.
  • Die beiden Körperabschnitte 12A, 12B werden z.B. durch Schweißen zusammengefügt. Zu diesem Zweck weist jeder Körperabschnitt 12A, 12B eine Aufnahmefläche für die Aufnahmefläche des jeweils anderen Körperabschnitts auf.
  • Gemäß dem beschriebenen Beispiel sind die beiden Körperabschnitte 12A, 12B in Bezug auf eine Symmetrieebene, die die Drehachse R enthält, symmetrisch angeordnet.
  • Da die Körperabschnitte 12A, 12B identisch sind, haben sie dieselbe Anzahl an Befestigungsarmen 26, z.B. jeweils zwei Befestigungsarme 26.
  • Die Aufnahme 22 ist ferner durch jeden Körperabschnitt 12A, 12B zur Hälfte begrenzt. Das Führungsorgan 20 ist somit durch die beiden Körperabschnitte 12A, 12B gehalten.
  • Bei dem beschriebenen Beispiel weist der Ventilkörper 12 optional eine zylindrische Muffe 28 auf, die den Abgaszirkulationsdurchlass 14 zumindest teilweise begrenzt und in der das Ventilelement 16 angeordnet ist. Die Körperabschnitte 12A, 12B werden dann auf dieser Muffe 28 zusammengefügt, z.B. mit dieser Muffe 28 verschweißt. In diesem Fall können die Körperabschnitte 12A, 12B auch miteinander verschweißt oder als Variante nur mit der zylindrischen Muffe 28 verschweißt werden.
  • Es ist anzumerken, dass das Führungsorgan 20 teilweise an dieser zylindrischen Muffe 28 anliegt, wenn das Drosselventil 10 eine derartige Muffe 28 aufweist.
  • Die zylindrische Muffe 28 weist vorteilhafterweise Erhebungen 30 auf, die Endstellungsanschläge des Ventilelements 16 in der Position zum Sperren der Abgaszirkulation bilden. Diese Erhebungen 30 begrenzen auch den Gasdurchlass zwischen dem Ventilelement 16 in der Sperrposition und der zylindrischen Muffe 28.
  • Wenn das Ventil 10 keine zylindrische Muffe 28 aufweist, können derartige Erhebungen 30 an den Körperabschnitten 12A, 12B ausgebildet sein, oder das Ventil 10 kann in einer Variante keine derartigen Erhebungen 30 aufweisen.
  • Die zylindrische Muffe 28 besteht vorteilhafterweise aus einem metallischen Material und wird z.B. durch Hydroformen geformt.
  • In 4 ist ein Ventil 10 gemäß einem zweiten Beispiel einer Ausführungsform der Erfindung dargestellt. In dieser 4 sind Elemente, die mit denjenigen der vorgehenden Figuren vergleichbar sind, mit identischen Bezugszeichen bezeichnet.
  • Gemäß dieser zweien Ausführungsform ist die Aufnahme 22 durch ein Gehäuse 32 begrenzt, das zwischen den Körperabschnitten 12A, 12B angeordnet ist.
  • Das Führungsorgan 20 und die ersten und zweiten Dichtungen 23a, 23b sind in diesem Gehäuse 32 aufgenommen.
  • Das Gehäuse 32 ist ferner z.B. durch Schweißen an der zylindrischen Muffe 28 befestigt.
  • In 5 ist ein Ventil 10 gemäß einem dritten Beispiel einer Ausführungsform der Erfindung gezeigt. In dieser 5 sind Elemente, die mit denjenigen der vorhergehenden Figuren vergleichbar sind, mit identischen Bezugszeichen bezeichnet.
  • Gemäß dieser dritten Ausführungsform sind die Körperabschnitte 12A, 12B nicht miteinander in Kontakt angeordnet, sondern beide in Längsrichtung auf der einen und auf der anderen Seite der zylindrischen Muffe 28 fest miteinander verbunden.
  • Das Ventil 10 weist dann ein Gehäuse 32 auf, das dem der zweiten Ausführungsform ähnlich ist.
  • Es ist anzumerken, dass das Drosselventil 10 im Verlauf eines Herstellungsverfahrens hergestellt werden kann, das nun beschrieben wird.
  • Das Verfahren umfasst das Ausbilden der beiden identischen Körperabschnitte 12A, 12B. Diese Körperabschnitte 12A, 12B bestehen z.B. aus Metallblech und werden durch Ausstanzen und Tiefziehen geformt.
  • Das Führungsorgan 20 wird zunächst je nach in Betracht gezogener Ausführungsform über das Gehäuse 32 oder ohne an der zylindrischen Muffe 28 angeordnet.
  • Das Verfahren umfasst anschließend das Zusammenfügen des Ventilkörpers 12, der die beiden Körperabschnitte 12A, 12B umfasst, die bezogen auf die Drehachse R symmetrisch zueinander angeordnet sind.
  • Wenn das Ventil 10 eine zylindrische Muffe 28 aufweist, wird diese beispielsweise mittels einer dazu vorgesehenen Presse mit Kraft mit den beiden Körperabschnitten 12A, 12B zusammengeschoben, bis die beiden Körperabschnitte 12A, 12B miteinander in Kontakt gelangen.
  • Das Zusammenfügen der beiden Körperabschnitte 12A, 12B umfasst vorzugsweise einen Laserschweißschritt durch Transparenz. Die Körperabschnitte 12A, 12B werden insbesondere mit der zylindrischen Muffe 28 und/oder miteinander verschweißt.
  • Durch das Schweißen der Körperabschnitte 12A, 12B mit der zylindrischen Muffe 28 kann insbesondere die Dichtigkeit zwischen den Körperabschnitten 12A, 12B und der zylindrischen Muffe 28 sichergestellt werden, wodurch ein Entweichen von Gasen, die im Abgaszirkulationsdurchlass 14 zirkulieren, verhindert wird.
  • Es ist anzumerken, dass jegliche Art des Zusammenfügens in Betracht gezogen werden kann, beispielsweise das Schweißen, insbesondere das Elektroschweißen, oder das Löten.
  • Das Führungsorgan 20 wird unter dem Druck zwischen den beiden Körperabschnitten 12A, 12B gehalten und bleibt somit mit der zylindrischen Muffe 28 in Kontakt.
  • Das Verfahren umfasst ferner das Anbringen des ein- oder zweiteiligen Stifts 18 mit der Abdeckkappe 24 und mit der ersten Dichtung 23a und der zweiten Dichtung 23b.
  • Der mit der Abdeckkappe 24 versehene Stift 18 und die erste Dichtung 23a und die zweite Dichtung 23b werden dann mit dem Ventilkörper 12 zusammengefügt, indem der Stift 18 in das Führungsorgan 20 eingesetzt wird.
  • Das Ventilelement 16 wird dann beispielsweise durch Schweißen mit dem Stift 18 fest verbunden.
  • Es ist anzumerken, dass die Erfindung nicht auf die zuvor beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist, sondern verschiedene Varianten umfassen könnte.

Claims (10)

  1. Drosselventil (10) für eine Abgasvorrichtung, insbesondere eine Kraftfahrzeugabgasvorrichtung, mit einem Ventilkörper (12), der einen Abgaszirkulationsdurchlass (14) definiert, der sich entlang einer Längsrichtung (X) erstreckt, und mit einem Ventilelement (16), das um eine zur Längsrichtung (X) senkrechte Drehachse (R) zwischen einer Position zum Sperren des Abgaszirkulationsdurchlasses (14) und einer Position zur Freigabe des Abgaszirkulationsdurchlasses (14) beweglich ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (12) zwei identische Körperabschnitte (12A, 12B) umfasst, die in Bezug auf die Drehachse (R) symmetrisch zueinander angeordnet sind.
  2. Drosselventil (10) nach Anspruch 1, wobei die beiden Körperabschnitte (12A, 12B) in Bezug auf eine Symmetrieebene, die die Drehachse (R) enthält, symmetrisch angeordnet sind.
  3. Drosselventil (10) nach Anspruch 1 oder 2, das Folgendes aufweist: - einen Stift (18), der sich entlang der Drehachse (R) erstreckt und das Ventilelement (16) hält, wobei der Stift (18) zur Verbindung mit einem Ventilelementaktor vorgesehen ist, und - mindestens ein Organ (20) zur Führung des Stifts (18) in Drehung, wie etwa ein Lager oder ein Wälzlager.
  4. Drosselventil (10) nach Anspruch 3, wobei das Führungsorgan (20) von den beiden Körperabschnitten (12A, 12B) gehalten ist.
  5. Drosselventil (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jeder Körperabschnitt (12A, 12B) mindestens einen Befestigungsarm (26) aufweist, der insbesondere für die Befestigung an einem Aktor des Ventilelements (16) vorgesehen ist.
  6. Drosselventil (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jeder Körperabschnitt (12A, 12B) durch ein ausgestanztes und/oder tiefgezogenes Blech gebildet ist.
  7. Drosselventil (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Ventilkörper (12) eine zylindrische Muffe (28) aufweist, die zumindest teilweise den Abgasdurchlass begrenzt und in der das Ventilelement (16) angeordnet ist, wobei die Körperabschnitte (12A, 12B) auf dieser Muffe (28) zusammengefügt sind.
  8. Drosselventil (10) nach Anspruch 3 in Kombination mit Anspruch 7, wobei das Führungsorgan (20) von der zylindrischen Muffe (28) gehalten ist.
  9. Verfahren zur Herstellung eines Drosselventils (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das Folgendes umfasst: - Ausbilden der beiden identischen Körperabschnitte (12A, 12B), - Zusammenfügen des Ventilkörpers (12), der die beiden Körperabschnitte (12A, 12B) umfasst, die bezogen auf eine Achse symmetrisch zueinander angeordnet sind.
  10. Herstellungsverfahren nach Anspruch 9, wobei das Zusammenfügen der beiden Körperabschnitte (12A, 12B) einen Laserschweißschritt durch Transparenz umfasst.
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