DE102007007111A1

DE102007007111A1 - Klappenventil

Info

Publication number: DE102007007111A1
Application number: DE102007007111A
Authority: DE
Inventors: Reinhard Zenker
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 2007-02-13
Filing date: 2007-02-13
Publication date: 2008-08-14
Also published as: WO2008098814A1

Abstract

Das Klappenventil weist einen Gaseintritt (2), einen ersten Gasaustritt (3a) und einen zweiten Gasaustritt (3b) auf, die in einem Gehäuse (1) ausgebildet sind. Bei diesem Klappenventil ist eine Ventilklappe (5) an einer senkrecht zur Strömungsrichtung des Gases drehbar gelagerten Welle (4) zwischen dem Gaseintritt (2) und dem ersten Gasaustritt (3a) und dem zweiten Gasaustritt (3b) angeordnet, die einen ersten Klappenflügel (5a) und einen zweiten Klappenflügel (5b) aufweist, die zueinander im rechten Winkel positioniert sind und je nach Betriebszustand jeweils den ersten Gasaustritt (3a) oder den zweiten Gasaustritt (3b) verschließen. Gegenstand der Erfindung ist ferner die Verwendung des Klappenventils als Bypassventil zur Abgasrückgewinnung in Kraftfahrzeugen.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Klappenventil mit einem Gaseintritt und einem ersten Gasaustritt und einem zweiten Gasaustritt, die in einem Gehäuse ausgebildet sind. Die Erfindung bezieht sich ferner auf die Verwendung des Klappenventils. Klappenventile sind bekannt. In der EP 1 335 158 B1 wird ein Klappenventil für Brennstoffaggregate beschrieben. Dieses Klappenventil weist einen Gaseintritt und einen ersten Gasaustritt und einen zweiten Gasaustritt auf, die in einem Gehäuse ausgebildet sind. Dem ersten Gasaustritt und dem zweiten Gasaustritt ist jeweils eine Ventilklappe zugeordnet, die jeweils kreisscheibenförmig ausgebildet und zueinander senkrecht stehend positioniert sind. Solche Klappenventile weisen zwei Gasaustritte auf, so dass der austretende Gasstrom aufgeteilt werden kann, was beispielsweise eine Kühlung einer Teilmenge des austretenden Abgases ermöglicht, wenn hinter dem einen Gasaustritt ein entsprechender Gaskühler angeordnet ist. Bei diesen Klappenventilen ist nachteilig, dass ein relativ großer Bauraum vorgesehen werden muss und beide Ventilklappen im Hinblick auf ein dichtes Abschließen im jeweiligen Gasaustritt relativ aufwendig justiert werden müssen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Klappenventil mit einem Gaseintritt und einem ersten Gasaustritt in einem zweiten Gasaustritt zu schaffen, bei dem ein sorgfältiges Ausjustieren von zwei Ventilklappen vermieden werden kann. Das Klappenventil soll einen relativ geringen Bauraum erforderlich machen und ein kompaktes Gehäuse aufweisen.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird dadurch gelöst, dass eine Ventilklappe an einer senkrecht zur Strömungsrichtung des Gases drehbar gelagerten Welle zwischen dem Gaseintritt und dem ersten Gasaustritt und dem zweiten Gasaustritt angeordnet ist, die einen ersten Klappenflügel und einen zweiten Klappenflügel aufweist, die zueinander im rechten Winkel positioniert sind und je nach Betriebszustand jeweils den ersten Gasaustritt oder den zweiten Gasaustritt verschließen. Die Ventilklappe ist dabei beispielsweise aus Kunststoff oder aus einem Metall gefertigt. Durch die Anordnung des ersten Klappenflügels und des zweiten Klappenflügels zueinander im rechten Winkel ist ein wechselweises Verschließen des ersten Gasaustritts und des zweiten Gasaustritts je nach gewünschtem Betriebszustand möglich. Dazu wird die Welle in eine Drehbewegung versetzt bis der jeweilige Klappenflügel am jeweiligen Gasaustritt anliegt und diesen verschließt. Der erste Gasaustritt und der zweite Gasaustritt müssen dabei in ihrer Ausbildung konstruktiv mit dem ersten Klappenflügel und dem zweiten Klappenflügel abgestimmt sein, so dass die erforderliche Dichtheit garantiert ist. Dies erfolgt durch ein konstruktives ingenieurmäßiges Auslegen. In der Regel sind der erste Klappenflügel und der zweite Klappenflügel halbkreisförmig begrenzt, so dass dann auch der erste Gasaustritt und der zweite Gasaustritt halbkreisförmig begrenzt sind. Es hat sich überraschenderweise gezeigt, dass ein wechselseitiges Verschließen des ersten Gasaustrittes und des zweiten Gasaustrittes mit nur einer einzigen Ventilklappe möglich ist, die einen ersten Klappenflügel und einen zweiten Klappenflügel aufweist, die zueinander im rechten Winkel positioniert sind. Dabei ist vorteilhaft, dass nur eine einzige Ventilklappe angeordnet und justiert werden muss. Auf die nachteilige Anordnung von zwei Ventilklappen, die zueinander senkrecht benachbart angeordnet sind, und relativ aufwendig justiert werden müssen, kann hierbei in vorteilhafter Weise verzichtet werden. Da nur eine einzige Ventilklappe angeordnet werden muss, baut das Gehäuse kleiner, so dass sich dadurch der erforderliche Bauraum verkleinern lässt. Das Gehäuse kann beispielsweise rohrstutzenmäßig ausgebildet sein, so dass es ein kompaktes Gehäuse darstellt und sich relativ einfach fertigen lässt.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Welle beidseitig an einem ersten Lager und einem zweiten Lager drehbar gelagert ist. Dadurch wird in vorteilhafter Weise die Fixierung der Welle begünstigt, so dass die Justierung der Ventilklappe problemlos erfolgen kann.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die Ventilklappe zwischen dem ersten Klappenflügel und dem zweiten Klappenflügel ein Mittelteil auf, das die Welle außen mindestens teilweise umgreift und mit der Welle fest verbunden ist. Auf diese Weise wird die Fertigung des Klappenventils vereinfacht, wobei das Mittelteil beispielsweise auf die Welle aufgeklebt werden kann.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das Mittelteil mit einer Schraubverbindung an der Welle befestigt. Auf diese Weise lässt sich die Ventilklappe besonders fest an der Welle fixieren.
Gegenstand der Erfindung ist schließlich die Verwendung des Klappenventils als Bypassventil zur Abgasrückgewinnung in Kraftfahrzeugen. Nach neuen Richtlinien ist es erforderlich, dass ein Teil des aus dem Klappenventil austretenden Abgases gekühlt werden muss. Das Klappenventil kann dabei besonders vorteilhaft in Kraftfahrzeugen eingesetzt werden, da dort nur ein geringer Bauraum zur Verfügung steht und aufwendige Justierungen von mehreren Ventilklappen möglichst vermieden werden soll.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung (Fig.) näher und beispielhaft erläutert.
Fig. zeigt das Klappenventil dreidimensional mit Sicht auf die im Klappenventil angeordneten Bauteile.
In Fig. ist das Klappenventil dreidimensional mit Sicht auf die im Klappenventil angeordneten Bauteile dargestellt. Das Klappenventil weist einen Gaseintritt 2, einen ersten Gasaustritt 3a und einen zweiten Gasaustritt 3b auf, die in einem Gehäuse 1 ausgebildet sind. An einer senkrecht zur Strömungsrichtung des Gases drehbar gelagerten Welle 4 ist eine Ventilklappe 5 zwischen dem Gaseintritt 2 und dem ersten Gasaustritt 3a und dem zweiten Gasaustritt 3b angeordnet. Die Ventilklappe 5 weist einen ersten Klappenflügel 5a und einen zweiten Klappenflügel 5b auf, die zueinander im rechten Winkel positioniert sind. Der erste Klappenflügel 5a und der zweite Klappenflügel 5b können je nach Betriebszustand jeweils den ersten Gasaustritt 3a oder den zweiten Gasaustritt 3b verschließen. Der erste Klappenflügel 5a und der zweite Klappenflügel 5b sind teilkreisförmig begrenzt, so dass in erforderlicher Weise auch der erste Gasaustritt 3a und der zweite Gasaustritt 3b teilkreisförmig begrenzt sind. Die Welle 4 ist beidseitig an einem ersten Lager 6a und einem zweiten Lager 6b drehbar gelagert. Die Ventilklappe 5 weist zwischen dem ersten Klappenflügel 5a und dem zweiten Klappenflügel 5b ein Mittelteil 5c auf, das die Welle 4 außen mindestens teilweise umgreift und mit der Welle 4 fest verbunden ist. Es ist auch möglich, dass das Mittelteil 5c die Welle 4 außen vollständig umgreift (nicht dargestellt). Die Befestigung des Mittelteils 5c an der Welle 4 kann beispielsweise mit einer Schraubverbindung erfolgen (nicht dargestellt). In Fig. ist die Position dargestellt, in welcher der zweite Gasaustritt 3b von dem ersten Klappenflügel 5a verschlossen ist. Sofern nun vorgesehen ist, den ersten Gasaustritt 3a zu verschließen, muss die Welle 4 in Pfeilrichtung um 90° gedreht werden, bis der zweite Klappenflügel 5b an dem ersten Gasaustritt 3a anliegt und diesen somit dann verschließt. Das Klappenventil eignet sich in besonderer Weise als Bypassventil zur Abgasrückgewinnung in Kraftfahrzeugen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- EP 1335158 B1 [0001]

Claims

Klappenventil mit einem Gaseintritt (2) und einem ersten Gasaustritt (3a) und einem zweiten Gasaustritt (3b), die in einem Gehäuse (1) ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ventilklappe (5) an einer senkrecht zur Strömungsrichtung des Gases drehbar gelagerten Welle (4) zwischen dem Gaseintritt (2) und dem ersten Gasaustritt (3a) und dem zweiten Gasaustritt (3b) angeordnet ist, die einen ersten Klappenflügel (5a) und einen zweiten Klappenflügel (5b) aufweist, die zueinander im rechten Winkel positioniert sind und je nach Betriebszustand jeweils den ersten Gasaustritt (3a) oder den zweiten Gasaustritt (3b) verschließen.
Klappenventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (4) beidseitig an einem ersten Lager (6a) und einem zweiten Lager (6b) drehbar gelagert ist.
Klappenventil nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilklappe (5) zwischen dem ersten Klappenflügel (5a) und dem zweiten Klappenflügel (5b) ein Mittelteil (5c) aufweist, das die Welle (4) außen mindestens teilweise umgreift und mit der Welle (4) fest verbunden ist.
Klappenventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittelteil (5c) mit einer Schraubverbindung an der Welle (4) befestigt ist.
Verwendung des Klappenventils nach einem der Ansprüche 1 bis 4 als Bypassventil zur Abgasrückgewinnung in Kraftfahrzeugen.