DE102009052423B4

DE102009052423B4 - Ventilklappenvorrichtung

Info

Publication number: DE102009052423B4
Application number: DE102009052423A
Authority: DE
Inventors: Rico 67377 Weinert; Alexander 68163 Schinko; Marcel 67434 Womann; Thomas 67480 Weidner; Karlheinz 76829 Reichling
Original assignee: Heinrich Gillet GmbH
Current assignee: Tenneco GmbH
Priority date: 2009-11-10
Filing date: 2009-11-10
Publication date: 2011-07-28
Anticipated expiration: 2029-11-11
Also published as: CN102695869B; DE102009052423A1; US20120280161A1; US10041419B2; WO2011058070A1; CN102695869A

Abstract

Ventilklappenvorrichtung umfassend zumindest
a) ein Ventilgehäuse (6),
b) eine um eine Ventilachse (10) drehbare Welle (1) mit einer Lagerfläche (14) für eine Lagerung in radialer Richtung und einer Wellenschulter (11) für eine Lagerung in axialer Richtung zur Ventilachse (10),
c) ein die Welle (1) im Ventilgehäuse (6) lagerndes Lagerelement (4) mit einer Gleitlagerfläche (40), für die Lagerfläche (14), wobei das Lagerelement (4) in axialer Richtung verschiebbar im Lagergehäuse (2) gelagert ist,
d) ein am Ventilgehäuse (6) vorgesehenes Lagergehäuse (2), in dem die Welle (1) und das Lagerelement (4) gelagert sind,
e) ein Federelement (7), über das das Lagerelement (4) gegenüber dem Lagergehäuse (2) in axialer Richtung an die Wellenschulter (11) vorgespannt ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
f) das Lagerelement (4) mit Bezug zu der Umfangsrichtung um die Ventilachse (10) mit dem Lagergehäuse (2) mittel- oder unmittelbar formschlüssig gekoppelt ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Ventilklappenvorrichtung umfassend zumindest ein Ventilgehäuse mit einer um eine Ventilachse drehbaren Welle mit einer Lagerfläche, über die die Welle mittelbar in dem Ventilgehäuse in radialer Richtung zur Ventilachse drehbar gelagert ist. Zudem ein die Welle im Ventilgehäuse lagerndes Lagerelement mit einer Gleitlagerfläche, wobei die Welle über die Lagerfläche an der Gleitlagerfläche anliegt. Ferner ein am Ventilgehäuse vorgesehenes Lagergehäuse in axialer Richtung zur Ventilachse bewegbar gelagert.
Es ist bereits eine gattungsgemäße Ventilvorrichtung in der EP 1 887 200 A1 beschrieben, die eine Ventilklappe zur Durchflusssteuerung aufweist. Die Ventilklappe ist über einen elektrischen Antrieb mit einer Antriebswelle steuerbar. Hierzu ist die Ventilwelle über eine Torsionsfeder mit der Antriebswelle verbunden. Die Ventilwelle ist über ein Lager im Lagergehäuse gelagert.
In der DE 60 2004 000 705 T2 ist ein Abgasleitungs-Ventil mit einem Gehäuse und einer Lagerhülse beschrieben, die in dem Gehäuse angebracht. Die Ventilspindel ist drehbar in der Lagerhülse angebracht ist. An der Ventilspindel ist die Ventilplatte angebracht. Die Lagerhülse weist eine primäre Lagerfläche auf ihrer, der Ventilplatte zugewandten Seite, und die Ventilspindel eine primäre Dichtfläche auf, die mit der primären Lagerfläche der Lagerhülse zusammenwirkt, wobei auf der Ventilspindel eine Scheibe angeordnet ist, um mit der Lagerhülse auf ihrer, von der Ventilplatte abgewandten Seite, zusammenzuwirken. Zudem ist eine Feder vorgesehen, welche die primäre Dichtfläche der Ventilspindel gegen die primäre Lagerfläche der Lagerhülse beaufschlagt, während die Scheibe gegen die Lagerhülse beaufschlagt wird.
In der DE 43 05 123 A1 ist eine Drosselklappenwelle beschrieben, die in Lagerhülsen gelagert ist, welche unter Federkraft gegen Axialwände des Gehäuses belastet sind. Die Lagerhülsen sind innerhalb einer Gehäuseausnehmung radial verschiebbar um Maßabweichungen zwischen den Anschlagflächen und der Drosselklappenwellenlagerung bzw. den Bohrungen durch Lageanpassung bzw. radiales Verschieben der Lagerhülsen zu kompensieren. Die DE 10 2004 032 845 A1 beschreibt eine Lagerung für eine Ventilklappe für Ab-gasanlagen mit einem in axialer Richtung und in Umfangsrichtung im Lagergehäuse beweglichen Lagerelement.
Die US 4,589,628 zeigt eine Lagerung für ein Ventilelement in einer Flüssigkeitsleitung mit einem in axialer Richtung durch das Ventilelement und in Umfangsrichtung durch eine nicht rotationssymmetrische Formgebung im Lagergehäuse fixierten Lagerelement. Solche Ventile sind an beiden Wellenenden symmetrisch gelagert und statisch druckdicht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ventilklappenvorrichtung derart auszubilden und anzuordnen, dass die Lagerung der Welle auch für gasförmige Medien ausreichend dicht ist und gleichzeitig eine präzise und statisch bestimmte Lagerung gewährleistet ist.
Gelöst wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, dass das Lagerelement als separates Bauteil ausgebildet ist, welches mit Bezug zu der Umfangsrichtung um die Ventilachse mit dem Lagergehäuse gekoppelt ist, so dass sich die relative Position zwischen dem Lagerelement und dem Lagergehäuse beim Drehen der Welle nicht in Umfangsrichtung ändert.
Hierdurch wird erreicht, dass das Lagerelement gegenüber dem Lagergehäuse dicht angeschlossen werden kann, weil eine Relativbewegung zwischen dem Lagerelement und dem Lagergehäuse in Umfangsrichtung zur Ventilachse nicht zu berücksichtigen ist. Zudem lässt sich durch die Fixierung des Lagerelements am Lagergehäuse eine bezüglich der Reibpartner präzise Lagerung gewährleisten, weil ausschließlich eine Relativbewegung zwischen der Welle und dem Lagerelement gegeben ist. Ein unkontrolliertes Drehen des Lagerelements im Lagergehäuse wird vermieden. Dabei ist es vorgesehen, dass die Welle nur durch ein Lagerelement gelagert ist, welches dicht an der Welle anliegt.
Ferner ist es vorteilhaft, wenn das Lagerelement formschlüssig und in beiden Umfangsrichtungen um die Ventilachse an das Lagergehäuse gekoppelt ist. Dadurch kann eine Bewegung der Welle in beide Drehrichtungen um die Ventilachse sichergestellt werden, ohne dass sich das Lagerelement mitdreht.
In Bezug auf die Dichtheit ist es vorteilhaft, dass die Welle in Richtung der Ventilachse an die Lagerfläche anschließend eine Wellenschulter aufweist und das Lagerelement in einer Richtung parallel zur Ventilachse an die Wellenschulter anlegbar ist. Die Wellenschulter dient als zweite Anlagefläche und somit als weitere Dichtfläche, an der das Lagerelement anliegt.
Hierzu ist es vorteilhaft, dass zumindest ein Federelement vorgesehen ist und das Federelement zwischen dem Lagerelement und dem Lagergehäuse wirkt und das Lagerelement in Richtung der Ventilachse im Lagergehäuse bewegbar und durch das Federelement parallel zur Ventilachse in Richtung der Wellenschulter vorspannbar ist. Durch die Möglichkeit, das Lagerelement in axialer Richtung vorgespannt zu verschieben, sind die axialen Lagerkräfte der Welle in allen möglichen Temperaturbereichen annähernd konstant einstellbar.
Hinsichtlich einer einfachen Konstruktion kann es vorteilhaft sein, wenn das Federelement in einer Richtung parallel zur Ventilachse zwischen dem Lagerelement und dem Lagergehäuse vorgesehen ist. Dadurch lässt sich das Federelement direkt und in Bezug auf die Krafteinleitung koaxial zur Ventilachse an das Lagergehäuse und an das Lagerelement anlenken und entsprechend die Kraft einleiten. Die koaxiale Anordnung ermöglicht wiederum eine gleichmäßige Abdichtung beziehungsweise eine gleichmäßige Anlage des Lagerelements an der Wellenschulter.
In Bezug auf eine einfache Konstruktion kann es vorteilhaft sein, wenndas Lagergehäuse einen den Innendurchmesser verkleinernden Absatz aufweist und das Lagerelement und/oder das Federelement in einer Richtung parallel zur Ventilachse an dem Absatz anlegbar ist. Dadurch wird der Einsatz eines Tellerfederpakets als Federelement ermöglicht, das eine Vorspannung und gleichzeitig eine zusätzliche Abdichtung der Welle im Lagergehäuse durch das Labyrinth der einzelnen Tellerfedern gewährleistet.
Für den Antrieb der Welle und die Befestigung einer Ventilklappe kann es vorteilhafter Weise vorgesehen sein, wenn das erste Ende der Welle eine Aufnahme zum Befestigen einer Ventilklappe bildet und an dem in Richtung der Ventilachse gegenüberliegen zweiten Ende eine Ausnehmung zum Anschließen einer Antriebsvorrichtung für die Ventilklappe vorgesehen ist. Zwischen den beiden Enden ist im mittleren Bereich der Welle die Lagerfläche vorgesehen. Die Ventilklappe bildet dabei ein selbsttragendes Element, das über ein weiteres, gegenüberliegend zur Welle angeordnetes Lager im Ventilgehäuse gelagert ist.
Zudem umfasst eine Weiterbildung der Ventilklappenvorrichtung die Möglichkeit, dass ein Ventilgehäuse und eine im Ventilgehäuse angeordnete Ventilklappe vorgesehen sind, wobei das Lagergehäuse für die Welle an dem Ventilgehäuse positionierbar ist und die mit der Ventilklappe verbundene Aufnahme in das Ventilgehäuse hineinragt. Das Lagergehäuse ist dabei gasdicht an dem Ventilgehäuse angeschlossen.
Im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Ausbildung und Anordnung kann es von Vorteil sein, wenn an der Ausnehmung der Welle eine Feder angeordnet ist, wobei die Feder die Welle mit einer Antriebswelle einer Antriebsvorrichtung um die Ventilachse drehelastisch verbindet und die Feder die Welle in Richtung der Ventilachse gegenüber der Antriebswelle entkoppelt, die Ausnehmung derart in Form einer Nut ausgebildet und in radialer Richtung zur Ventilachse angeordnet ist, dass ein stabförmiger Bereich der Feder aufgrund einer Vorspannung der Feder in Richtung der Ventilachse spielfrei und formschlüssig in einer Richtung rechtwinklig zur Ventilachse an der Nut anliegt. Die Welle ist durch das Federelement beziehungsweise das Tellerfederpaket ohnehin in axialer Richtung, also in einer Richtung parallel zur Ventilachse vorgespannt. Somit ist es für die Funktionsweise vorteilhaft, dass auch die Feder in axialer Richtung gegen die Welle vorgespannt ist, womit eine spielfreie Anlage und damit eine spielfreie Steuerung der Ventilklappe möglich ist.
Hierzu kann es vorteilhaft sein, wenn die Nut zwei in Bezug zu einer Nutachse gegenüberliegende Nutflanken aufweist, wobei die jeweilige Nutflanke gegenüber einer Normalen zur Ventilachse mit einem Winkel a mit einem Betrag größer 45 Grad und kleiner 90 Grad angeordnet ist. Dadurch wird eine Klemmung zwischen der Feder und der Welle ermöglicht, die allein durch die Kraft der Feder bewirkt wird. Eine zusätzliche mechanische Befestigung der Feder an der Welle ist dabei nicht notwendig.
In Bezug auf die Lagerung der Ventilklappe kann es vorteilhaft sein, wenn die Ventilklappe an der in Richtung der Ventilachse zur Aufnahme gegenüberliegenden Seite einen Lagerstift aufweist und die Ventilklappe in Richtung der Ventilachse über den Lagerstift im Ventilgehäuse drehbar gelagert ist. Dabei kann es von Vorteil sein, wenn die Ventilklappe über das Federelement in einer Richtung der Ventilachse gegen das Ventilgehäuse vorgespannt ist oder sogar die Vorspannung von dem Federelement über das Lagerelement auf die Welle und von der Welle über die Ventilklappe und den Lagerstift auf das Ventilgehäuse erfolgt. Dadurch wird erreicht, dass die Welle gemeinsam mit der Ventilklappe und dem Lagerstift über das Tellerfederpaket in axialer Richtung vorgespannt ist. Neben der sehr einfachen Lagerung der Ventilklappe im Ventilgehäuse ist dadurch gewährleistet, dass weder die Ventilklappe noch andere Bauteile während des Betriebs klappern oder wackeln. Die Ventilklappe bildet dabei ein selbsttragendes Element.
Hierzu ist es vorteilhaft, wenn das Ventilgehäuse eine Vertiefung oder Ausnehmung aufweist, in der der Lagerstift in zumindest radialer Richtung zur Ventilachse gelagert ist. Die Vertiefung oder Ausnehmung ist in der Wand des Ventilgehäuses angeordnet und somit gasdicht gegenüber der Atmosphäre und einfach herzustellen.
Vorteilhaft kann es auch sein, wenn die Ventilklappe über das Federelement in einer Richtung der Ventilachse gegen das Ventilgehäuse vorgespannt ist. Die Vorspannkraft in axialer Richtung wird somit von dem Ventilgehäuse auf das Lagergehäuse übertragen. Hierzu ist es vorteilhaft, dass die Feder, die Welle, das Federelement, das Lagergehäuse, die Ventilklappe und der Lagerstift eine Symmetrie bezüglich der Ventilachse aufweisen und/oder konzentrisch zur Ventilachse angeordnet sind.
Hinsichtlich der Dichtheit kann es von Vorteil sein, wenn das Lagergehäuse fest und stoffschlüssig mit dem Ventilgehäuse verbunden ist oder das Lagergehäuse einteilig und materialidentisch mit dem Ventilgehäuse ausgebildet ist.
Hinsichtlich der erfindungsgemäßen Lagerung ist es auch vorteilhaft, wenn die Außenfläche des Lagerelements mindestens einen ebenen und zur Ventilachse parallel angeordneten Bereich und eine Innenseite des Gehäuses mindestens einen ebenen und zur Ventilachse parallel angeordneten Abschnitt aufweist und der Bereich an den Abschnitt anlegbar ist. Dadurch, dass der ebene Bereich nicht rotationssymmetrisch zur Ventilachse ist, wird eine in Umfangsrichtung um die Ventilachse formschlüssige Verbindung erreicht.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Außenfläche in einer zur Ventilachse rechtwinkligen Ebene einen quadratischen Querschnitt aufweist, wobei die vier Eckbereiche jeweils einen Außenradius R zwischen 0,5 mm und 50 mm aufweisen. Diese symmetrische Form ist einfach herzustellen und gewährleistet ausreichenden Formschluss.
Bevorzugt weist die Innenseite des Gehäuses eine zur Außenfläche des Lagerelements geometrisch ähnliche und zur Ventilachse nicht rotationssymmetrische Fläche auf, sodass eine Verdrehung der beiden Körper gegeneinander durch verschiedenste Formen von Gehäusen und Lagerelementen nicht möglich ist.
In Bezug auf die Abdichtung und einfache Herstellung ist es vorteilhaft, wenn das Lagergehäuse und das Ventilgehäuse einteilig und materialidentisch ausgebildet sind. Dadurch ist kein Fügevorgang erforderlich, um die beiden Lagergehäuse zu verbinden und abzudichten.
Für die Verbindung der Welle mit der Feder ist es vorteilhaft, wenn der Absatz eine Gehäuseöffnung bildet und das Ventilgehäuse über das Lagerelement und das Federelement gegenüber der Gehäuseöffnung abgedichtet ist. Die Welle wird durch die Gehäuseöffnung in Richtung Antrieb geführt und die Feder angesetzt. Die dafür notwendige Gehäuseöffnung wird erfindungsgemäß durch das Lagerelement und das Tellerfederpaket sowie die Welle gegenüber dem Ventilgehäuse abgedichtet.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sind in den Patentansprüchen und in der Beschreibung erläutert und in den Figuren dargestellt. Es zeigt:
1 eine Darstellung einer Ventilklappenvorrichtung mit einer Welle, einer Ventilachse, einem Gehäuse, einem Lagerelement, einem Federelement, einer Ventilklappe und einem Ventilgehäuse in einem Querschnitt parallel zum Ventilgehäuse;
2 eine Darstellung einer Ventilklappenvorrichtung gemäß 1 in einem Querschnitt A-A' rechtwinklig zum Ventilgehäuse;
3 eine Detailansicht nach 1;
4 das Lagergehäuse in einem Querschnitt rechtwinklig zur Ventilachse;
5 das Lagerelement in einem Querschnitt rechtwinklig zur Ventilachse;
6 ein Ende der Welle mit einer V-förmigen Ausnehmung und einem Bereich einer Feder in einem Querschnitt parallel zur Ventilachse;
7a eine perspektivische Darstellung eines Lagerstifts;
7b der Lagerstift in einem Querschnitt rechtwinklig zur Ventilachse;
8 eine Explosionszeichnung gemäß 1 ohne das Ventilgehäuse;
9 die Ventilklappenvorrichtung gemäß 1 mit einer Antriebsvorrichtung und einer Feder zum Koppeln der Welle mit einer Antriebswelle;
10 eine Darstellung des Gehäuses und des Ventilgehäuses ergänzt durch ein Brückengehäuse und ein Motorgehäuse;
11 eine perspektivische Ansicht einer Feder mit einem geraden Bereich;
12 das Ventilgehäuse mit einer Vertiefung in einem Querschnitt parallel zur Ventilachse.
1 zeigt eine Ventilklappenvorrichtung, die zusätzlich zu einer über ein Lagerelement 4 in einem Lagergehäuse 2 gelagerten Welle 1 auch eine Ventilklappe 5 mit einem Lagerstift 3 und ein Ventilgehäuse 6 umfasst. Der Querschnitt verläuft parallel zum Ventilgehäuse 6, also in Strömungsrichtung S des Mediums.
Die Ventilklappe 5 dreht sich um eine Ventilachse 10 in einem Drehbereich von bis zu 90 Grad und ist in den 1 und 2 in einer Position dargestellt, in der der Rohrquerschnitt des Ventilgehäuses 6 nahezu geschlossen ist. 2 zeigt eine Schnittansicht A-A' gemäß 1, rechtwinklig zur Strömungsrichtung S im Ventilgehäuse 6.
Wie in 3 dargestellt, dreht sich die Welle 1 um die Ventilachse 10 und weist an einem Ende 13 eine Aufnahme 12 für die Ventilklappe 5 auf. An dem in Richtung der Ventilachse 10 gegenüberliegenden Ende 15 der Welle ist eine Ausnehmung 16 für eine in 6 und 9 näher dargestellte Feder 9 vorgesehen. Die Ausnehmung 16 ist als Nut mit einer V-Form ausgebildet und weist entsprechend zwei Nutflanken 160 auf, die parallel zu einer Nutachse 161 angeordnet sind.
Zwischen den beiden Enden 13, 15 weist die Welle 1 eine in 8 näher dargestellte Lagerfläche 14 auf, über die die Welle 1 in radialer Richtung zur Ventilachse 10 drehbar um die Ventilachse 10 gelagert ist. Für die Lagerung ist ein separates Lagerelement 4 in Form einer Lagerbuchse vorgesehen, das im Lagergehäuse 2 gelagert ist und die Welle 1 mit der Gleitlagerfläche 40 vollumfänglich umgibt.
Das erfindungsgemäße Grundprinzip fördert eine, gegenüber dem Ventilgehäuse 6 dichte Lageranordnung für die Ventilklappe 5, sodass kein gasförmiges Medium durch die Lagerung über das Lagergehäuse 2 entweichen kann. Hierzu ist die Welle 1 gegenüber dem Lagerelement 4 abgedichtet. Für die Abdichtung ist zusätzlich zu der Lagerfläche 14 eine Wellenschulter 11 vorgesehen, an die die Gleitlagerfläche 40 des Lagerelements 4 anlegbar ist. Damit das Lagerelement 4 entsprechend dicht anliegt, wird das Lagerelement 4 durch ein als Tellerfederpaket ausgebildetes Federelement 7 in einer Richtung parallel zur Ventilachse 10 gegen die Wellenschulter 11 gedrückt beziehungsweise vorgespannt. Diese Vorspannung wird von der Welle 1 auf die Ventilklappe 5 und über den Lagerstift 3 auf das Ventilgehäuse 6 übertragen. Die Reihenfolge der einzelnen Übertragungsglieder ist in 8 in einer Explosionszeichnung dargestellt. Das Lagerelement 4 und der Lagerstift 3 realisieren dabei eine Zweipunktlagerung, welche in Bezug zur Ventilachse 10 Radial- und Axialkräfte aufnehmen. Hierzu weist das Ventilgehäuse 6 wie in 1, 9 und 12 näher dargestellt eine Vertiefung 60 gegenüber dem Grunddurchmesser 61 (10) auf, in der der Lagerstift 3 gelagert ist.
Das Lagergehäuse 2 weist einen Absatz 20 auf, an dem das Tellerfederpaket 7 in axialer Richtung, also in einer Richtung parallel zur Ventilachse 10 anliegt. Der Absatz 20 ist gegenüber dem Innendurchmesser 22 des Lagergehäuses 2 verjüngt und bildet gleichzeitig eine Gehäuseöffnung 23, durch die hindurch die Welle 1 in Richtung einer in 9 näher dargestellten Antriebsvorrichtung 8 geführt wird.
Die einzelnen Tellerfedern des Tellerfederpakets 7 liegen dicht aneinander an und sind auf der Innenseite 21 des Lagergehäuses 2 derart gelagert, dass auch hier eine ausreichend dichte Bauteilnähe gegeben ist. Zwischen dem Tellerfederpaket 7 und der Welle 1 ist ein ausreichendes Lagerspiel vorgesehen, damit eine Reibung zwischen der Welle 1 und dem Tellerfederpaket 7 beziehungsweise den einzelnen Federelementen vermieden wird.
Damit die erforderliche Vorspannung des Lagerelements 4 gewährleistet werden kann, ist das Lagerelement 4 im Lagergehäuse 2 in axialer Richtung bewegbar gelagert. Damit jedoch eine definierte Lagerung erreicht wird, ist das Lagerelement 4 gegen ein Verdrehen um die Ventilachse 10 im Lagergehäuse 2 gesichert, sodass keine Relativbewegung zwischen dem Lagerelement 4 und dem Lagergehäuse 2 in Umfangsrichtung erfolgen kann.
In den 4 und 5 ist die bevorzugte Ausführungsform dargestellt, nach der die Innenseite 21 des Lagergehäuses 2, an der das Lagerelement 4 gelagert ist, ebenso wie die Außenfläche 41 des Lagerelements 4, über die das Lagerelement 4 im Lagergehäuse 2 gelagert ist, bezüglich der Ventilachse 10 nicht rotationssymmetrisch ausgebildet sind. Dadurch ist zwischen dem Lagerelement 4 und dem Lagergehäuse 2 in Umfangsrichtung um die Ventilachse 10 ein Formschluss gebildet, der eine relative Drehbewegung zwischen dem Lagergehäuse 2 und dem Lagerelement 4 verhindert.
Wie in 4 und 5 ersichtlich, sind die korrespondierenden Flächen 21,41 fast quadratisch geformt. Die Eckbereiche 211, 411 weisen einen Radius R von 5 mm auf. Zwischen den Eckbereichen 211, 411 ist jeweils ein Abschnitt 210 oder ein Bereich 410 vorgesehen, der geradlinig und eben parallel zur Ventilachse 10 geformt ist.
Die Welle 1 ist in Bezug auf die Drehung um die Ventilachse 10 über eine Feder 9 mit der Antriebswelle 80 einer Antriebsvorrichtung 8 gekoppelt, sodass die Drehbewegung von der Antriebswelle 80 über die Feder 9 in die Welle 1 geleitet wird. In axialer Richtung ist die Welle 1 völlig von der Antriebswelle 80 entkoppelt.
Die geforderte verschleißfreie und präzise Steuerung der Ventilklappe 5 wird erfindungsgemäß auch in Bezug auf die Verbindung der Feder 9 mit den beiden Wellen 1, 80 realisiert. Hierzu ist an dem Ende 15 der Welle 1, auf deren Stirnseite, die V-förmige Ausnehmung 16 vorgesehen. Eine ähnliche Ausnehmung 16 ist auch an der Stirnseite der Antriebswelle 80 vorgesehen. Die beiden zu der Nutachse 161 symmetrisch angeordneten Nutflanken 160 sind jeweils gegenüber einer Parallelen zur Ventilachse 10 um einen Winkel von (90-a) Grad geneigt und schließen mit einer Normalen zur Ventilachse 10 den Winkel a ein. Die in 11 dargestellte Feder 9 weist ein rundes Querschnittprofil auf und ist in einem Bereich 90 gerade ausgebildet. Die Länge des Bereichs 90 ist etwas größer als der Durchmesser der Welle 1 im Bereich der Ausnehmung 16, sodass die Feder 9 mit dem Bereich 90 in der Ausnehmung 16 angeordnet werden kann. Durch die Federkraft F, die durch die Vorspannung der Feder 9 in axialer Richtung aufgebracht wird, wird der Bereich 90 in den Nutgrund der Ausnehmung 16 gedrückt und bildet mit den Nutflanken 160 eine Klemmverbindung. Der Neigungswinkel der Nutflanken 160 beträgt zwischen 2 und 4 Grad. Die Breite 162 im Nutgrund ist kleiner als der Durchmesser des Querschnittprofils der Feder 9 und die Tiefe 163 entspricht mindestens dem halben Durchmesser des Querschnittprofils der Feder 9.
In 7a und 7b ist der Lagerstift 3 dargestellt. Der Lagerstift 3 bildet im Wesentlichen einen rotationssymmetrischen Kegelstumpf mit einer über drei Seiten umlaufenden Nut 30 in der gemäß 1, 2 und 9 die Ventilklappe 5 gelagert ist.
In 9 ist die gesamte Ventilklappenvorrichtung mit der Antriebsvorrichtung 8 dargestellt. Die Antriebsvorrichtung 8 umfasst neben der Antriebswelle 80, die über die Feder 9 mit der Welle 1 drehelastisch verbunden ist, ein in 10 näher dargestelltes Brückengehäuse 81, über das das Ventilgehäuse 6 mit dem Motorgehäuse 82 verbunden ist. Das Motorgehäuse 82 ist nach oben hin mit einem Gehäusedeckel 83 verschlossen, der eine Aufnahme 830 für einen Stromanschluss aufweist.

Claims

Ventilklappenvorrichtung umfassend zumindest a) ein Ventilgehäuse (6), b) eine um eine Ventilachse (10) drehbare Welle (1) mit einer Lagerfläche (14) für eine Lagerung in radialer Richtung und einer Wellenschulter (11) für eine Lagerung in axialer Richtung zur Ventilachse (10), c) ein die Welle (1) im Ventilgehäuse (6) lagerndes Lagerelement (4) mit einer Gleitlagerfläche (40), für die Lagerfläche (14), wobei das Lagerelement (4) in axialer Richtung verschiebbar im Lagergehäuse (2) gelagert ist, d) ein am Ventilgehäuse (6) vorgesehenes Lagergehäuse (2), in dem die Welle (1) und das Lagerelement (4) gelagert sind, e) ein Federelement (7), über das das Lagerelement (4) gegenüber dem Lagergehäuse (2) in axialer Richtung an die Wellenschulter (11) vorgespannt ist, dadurch gekennzeichnet, dass f) das Lagerelement (4) mit Bezug zu der Umfangsrichtung um die Ventilachse (10) mit dem Lagergehäuse (2) mittel- oder unmittelbar formschlüssig gekoppelt ist.
Ventilklappenvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Ventilgehäuse (6) eine um die Ventilachse (10) schwenkbar angeordnete Ventilklappe (5) vorgesehen ist, wobei die Ventilklappe (5) an der in Richtung der Ventilachse (10) zur Aufnahme (12) gegenüberliegenden Seite einen Lagerstift (3) aufweist und die Ventilklappe (5) in axialer und in radialer Richtung der Ventilachse (10) über den Lagerstift (3) im Ventilgehäuse (6) gelagert ist.
Ventilklappenvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilgehäuse (6) eine Vertiefung (60) oder Ausnehmung (16) aufweist, in der der Lagerstift (3) zumindest in radialer Richtung zur Ventilachse (10) gelagert ist.
Ventilklappenvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilklappe (5) über das Federelement (7) in einer Richtung der Ventilachse (10) gegen das Ventilgehäuse (6) vorgespannt ist.
Ventilklappenvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenfläche (41) des Lagerelements (4) mindestens einen ebenen und zur Ventilachse (10) parallel angeordneten Bereich (410) und eine Innenseite (21) des Lagergehäuses (2) mindestens einen ebenen und zur Ventilachse (10) parallel angeordneten Abschnitt (210) aufweisen und der Bereich (410) an den Abschnitt (210) anlegbar ist.
Ventilklappenvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenseite (21) des Lagergehäuses (2) eine zur Außenfläche (41) geometrisch ähnliche und zur Ventilachse (10) nicht rotationssymmetrische Fläche aufweist.
Ventilklappenvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Absatz (20) eine Gehäuseöffnung (23) bildet und das Ventilgehäuse (6) über das Lagerelement (4) und das Federelement (7) gegenüber der Gehäuseöffnung (23) abgedichtet ist.
System bestehend aus einer Ventilklappenvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche und einer Abgasanlage für einen Verbrennungsmotor oder für ein Kraftfahrzeug.