DE19630164A1

DE19630164A1 - Throttle valve for exhaust systems of internal combustion engines of motor vehicles

Info

Publication number: DE19630164A1
Application number: DE1996130164
Authority: DE
Original assignee: Schmitz & Brill & Co KG GmbH
Current assignee: Faurecia Emissions Control Technologies Germany GmbH
Priority date: 1996-07-26
Filing date: 1996-07-26
Publication date: 1998-01-29
Anticipated expiration: 2016-07-27
Also published as: DE19630164C2

Abstract

The throttle valve is connected with the end part of the selector shaft (7) which projects into the pipe (6). The valve may be held on the unit by means of a spring element which is axially acting on the throttle valve or supported on the selector shaft. A tubular neck (9) is fixed radially projecting on the pipe in the area of the selector shaft outlet. A stuffing box (8) is pressed into the neck, and the selector shaft is gripped in the stuffing box.

Description

Die Erfindung betrifft eine mit einem Betätigungselement verstellbare Absperrklappe in Abgassystemen von Brenn kraftmaschinen, insbesondere für Kraftfahrzeuge, wobei die Absperrklappe in einem Rohrstück eines Abgassystems angeordnet und in eine Sperr-, eine Öffnungs- sowie ggf. Zwischenlagen verstellbar ist, wobei ferner die Absperrklappe mit einer Schaltwelle gekoppelt ist, die radial aus dem Rohrstück austritt und mit dem Betätigungselement gekoppelt oder koppelbar ist, und wobei der Schaltwellenaustritt vorzugsweise durch eine Stopfbuchse abgedichtet ist.The invention relates to an actuator adjustable butterfly valve in exhaust systems from Brenn engines, in particular for motor vehicles, wherein the butterfly valve in a pipe section of an exhaust system arranged and in a locking, an opening as well if necessary, intermediate layers is adjustable, the further Butterfly valve is coupled to a shift shaft that radially emerges from the pipe section and with the Actuator is coupled or can be coupled, and the switching shaft exit preferably through a Stuffing box is sealed.

Im Stand der Technik sind derartige Absperrklappe bekannt. Sie sind beispielsweise in einem Rohrstück angeordnet, welches zwei abgasführende Rohrstränge verbindet. Durch entsprechende Verstellung der Absperr klappe kann eine Verbindung zwischen den parallelen Rohrsträngen der Abgasanlage hergestellt werden oder diese Verbindung geschlossen werden. Die Steuerung der Abgasklappe erfolgt regelmäßig durch ein unterdruck gesteuertes oder elektronisch gesteuertes Betätigungs element. Die Stellung der Absperrklappe wird in Abhängig keit vom Durchsatz der Abgasanlage, der Maschinendrehzahl oder dergleichen gesteuert.Such butterfly valve are in the prior art known. For example, they are in a piece of pipe arranged, which two exhaust pipe strings connects. By adjusting the shut-off accordingly can flap a connection between the parallel Pipe strings of the exhaust system are manufactured or this connection will be closed. The control of the Exhaust flap is done regularly by a vacuum controlled or electronically controlled actuation element. The position of the butterfly valve depends on speed of the throughput of the exhaust system, the engine speed or the like controlled.

Bei bekannten Absperrklappen erfolgt eine Lagerung der Absperrklappe in dem entsprechenden Rohrstück auf der dem Schaltwelleneintritt gegenüberliegenden Seite, um eine exakte Drehung der Absperrklappe zu ermöglichen. Dies führt häufig zu Problemen, weil bei entsprechenden Wärmebelastungen der Absperrklappe sich diese verziehen oder maßlich verändern kann, was zu Störungen im Betrieb der Absperrklappe führen kann. Sofern unter Berücksichtigung der auftretenden Wärmedehnungen die Absperrklappe mit erheblichem Spiel in das entsprechende Rohrstück eingebaut wird, so kann dieses Spiel zu unerwünschten Geräuschbildungen (klappern) und zu unerwünschter Undichtigkeit in der Absperrstellung der Absperrklappe führen. In known butterfly valves, the Butterfly valve in the corresponding pipe section on the opposite side of the switching shaft, in order to enable an exact rotation of the butterfly valve. This often leads to problems because of corresponding Thermal loads on the butterfly valve distort them or can change dimensions, which leads to malfunctions in operation the butterfly valve can lead. If under Taking into account the thermal expansion that occurs Butterfly valve with considerable play in the corresponding Pipe piece is installed, so this game too unwanted noise (rattle) and too undesired leak in the shut-off position of the Guide the butterfly valve.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Absperrklappe gattungsgemäßer Art zu schaffen, die bei einfachem Aufbau eine störungsfreie und weitestgehend geräuschfreie Funktion gewährleistet.Based on this state of the art Invention the task of a butterfly valve Generic type to create that with a simple structure a trouble-free and largely noise-free Function guaranteed.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, daß die Absperrklappe lediglich mit dem in das Rohrstück ragenden Endteil der Schaltwelle verbunden ist und mittels eines auf die Schaltwelle axial einwirkenden oder mittels eines sich an der Schaltwelle abstützenden axial auf die Absperrklappe einwirkenden Federelementes gegen die dem Schaltwelleneintritt gegenüberliegende Wandung des Rohrstückes auf Anlage gehalten ist.To solve this problem it is proposed that the Butterfly valve only with the protruding into the pipe section End part of the control shaft is connected and by means of a acting axially on the selector shaft or by means of one axially supported on the selector shaft the butterfly valve acting against the spring element the wall opposite the switching shaft entry of the pipe section is kept in contact.

Dadurch, daß die Absperrklappe lediglich an dem in das Rohrstück hineinragenden Endteil der Schaltwelle befestigt ist, ist der Bauaufwand verringert, da die bisher übliche zusätzliche Lagerstelle gegenüber dem Schaltwelleneintritt entfällt. Zudem ermöglicht diese einseitige Lagerung in Verbindung mit dem auf die Schaltwelle oder auf die Absperrklappe axial einwirkenden Federelement, das auch unter Wärmebelastung (und entsprechender Wärmedehnung) die Absperrklappe verzugsfrei und unbelastet betätigbar ist, da durch die Federkraft in dem Falle, daß die Absperrklappe sich ausdehnungsbedingt an der Rohrstückwandung verstärkt abstützt, die den Welleneintritt gegenüberliegt, die entsprechende Feder zunehmend vorgespannt wird und die Absperrklappe entsprechend ausweichen kann, ohne daß es zu Verzugserscheinungen kommt. Zudem ist durch das Federelement eine Geräuschbildung gemindert oder vermieden, da die Absperrklappe ständig unter Feder vorspannung gegen die dem Schaltwelleneintritt gegenüberliegende Wandung des Rohrstückes auf Anlage gehalten wird.The fact that the butterfly valve only on the in Pipe piece protruding end part of the control shaft is attached, the construction cost is reduced because the previously usual additional depository compared to Switching shaft entry is omitted. This also enables one-sided storage in connection with that on the Actuating shaft or axially acting on the butterfly valve Spring element that also under heat (and appropriate thermal expansion) the butterfly valve can be operated without distortion and unloaded, because of the spring force in the event that the butterfly valve Due to expansion reinforced on the pipe section wall supports, which faces the shaft entry, which corresponding spring is increasingly biased and Butterfly valve can evade accordingly without there are signs of delay. In addition, through that Spring element reduced noise or avoided because the butterfly valve is constantly under spring preload against the switching shaft entry opposite wall of the pipe section on the system is held.

Um bei einer solchen Anordnung zusätzlich eine Abdichtung des Schaltwellenaustrittes in einfacher Weise realisieren zu können, ist vorgesehen, daß im Bereich des Schaltwellenaustritts an dem Rohrstück radial abragend ein rohrförmiger Stutzen angeordnet bzw. fixiert ist, daß die Stopfbuchse in den Stutzen eingepreßt ist und von der darin drehbaren Schaltwelle durchgriffen ist und daß auf die Schaltwelle beidends der Stopfbuchse Dichtungen insbesondere Edelstahldichtungen auf gepreßt sind, die drehfest und dicht mit der Schaltwelle verbunden sind, aber mit der Schaltwelle drehbar radial zur Innenwandung des Stutzens angeordnet sind, so daß eine Labyrinth-Dichtung zwischen innenliegender Dichtung und Innenmantel des Stutzens, Stopfbuchse und Schaltwelle, sowie außenliegender Dichtung und Innen mantel des Stutzens gebildet ist.To additionally seal with such an arrangement realize the switching shaft exit in a simple manner to be able to, it is provided that in the area of Radially projecting switching shaft outlet on the pipe section a tubular connecting piece is arranged or fixed, that the stuffing box is pressed into the socket and is penetrated by the rotatable switching shaft and that on the selector shaft at both ends of the stuffing box Seals, especially stainless steel seals, are pressed on that are non-rotatable and tight with the selector shaft are connected, but rotatable radially with the selector shaft are arranged to the inner wall of the nozzle, so that a labyrinth seal between the inner seal and inner jacket of the nozzle, gland and Control shaft, as well as the external seal and inside jacket of the nozzle is formed.

Dabei ist bevorzugt vorgesehen, daß die Dichtungen als topfartige Dichtscheiben ausgebildet sind, deren gelochter Boden von der Schaltwelle durchsetzt ist und deren Mündungen zueinander hin gerichtet sind und daß die Stopfbuchse stirnseitig Ausnehmungen aufweist, in welche die Mündungen der topfartigen Dichtscheiben mit axialem Bewegungsspiel eingreifen. It is preferably provided that the seals are designed as pot-like sealing washers, the perforated bottom is penetrated by the control shaft and whose mouths are directed towards each other and that the stuffing box has recesses on the face, in which the mouths of the pot-like sealing washers with intervene axial play.

Dadurch, daß die Stopfbuchse in den rohrförmigen Stutzen eingepreßt ist und beidends Edelstahldichtungen auf die Schaltwelle aufgepreßt sind, wird inbesondere unter Anwendungen der im Anspruch 3 genannten Ausbildung eine labyrinthartige Dichtung realisiert, so daß der in dem Rohrstück anstehende Abgasstrom nur unter Überwindung von zwei labyrinthartigen Dichtstellen austreten könnte. In der Praxis führt dies dazu, daß eine ausreichende und sichere Abdichtung erreicht ist. Dabei wird zudem durch die entsprechende Anordnung gemäß Anspruch 3 erreicht, daß ein ausreichendes axiales Bewegungsspiel entsprechend der Verstellmöglichkeit der Schaltwelle entgegen oder mit Federkraft gewährleistet ist.The fact that the stuffing box in the tubular socket is pressed in and on both ends stainless steel seals the selector shaft are pressed on, in particular under Applications of the training mentioned in claim 3 realized labyrinth-like seal, so that in the Exhaust gas flow pipe section only by overcoming could emerge from two labyrinth-like sealing points. In practice, this leads to an adequate and secure sealing is achieved. It will also by the corresponding arrangement according to claim 3 achieved that there is sufficient axial play according to the adjustment option of the selector shaft is guaranteed against or with spring force.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher beschrieben. Es zeigt:An embodiment of the invention is in the Drawing shown and described in more detail below. It shows:

Fig. 1 die Anordnung einer Absperrklappe in einem Abgassystem; Figure 1 shows the arrangement of a butterfly valve in an exhaust system.

Fig. 2 eine Einzelheit der Fig. 1 in Ansicht, teilweise geschnitten. Fig. 2 shows a detail of Fig. 1 in view, partially in section.

In der Zeichnung ist eine mit einem Betätigungselement 1, 2, 3 drehbare Absperrklappe 4 in einem Abgassystem von Brennkraftmaschinen für Kraftfahrzeuge gezeigt. Dabei sind zwei abgasführende Rohre 5 durch ein Rohrstück 6 miteinander verbunden. In diesem Rohrstück 6 ist die Absperrklappe 4 angeordnet und aus einer Offenstellung gemäß den zeichnerischen Darstellungen in Zwischenlagen oder in eine Schließstellung zu überführen.In the drawing, a butterfly valve 4 rotatable with an actuating element 1 , 2 , 3 is shown in an exhaust system of internal combustion engines for motor vehicles. Two exhaust pipes 5 are connected to each other by a pipe section 6 . The butterfly valve 4 is arranged in this pipe section 6 and can be transferred from an open position according to the drawings to intermediate positions or into a closed position.

Die Absperrklappe 4 ist mit einer Schaltwelle 7 gekoppelt, die radial aus dem Rohrstück 6 austritt und mit dem Betätigungselement 1, 2, 3 gekoppelt bzw. koppelbar ist.The butterfly valve 4 is coupled to a switching shaft 7 , which radially emerges from the pipe section 6 and is coupled or can be coupled to the actuating element 1 , 2 , 3 .

Der Schaltwellenaustritt ist vorzugsweise durch eine Stopfbuchse 8 abgedichtet. The switching shaft outlet is preferably sealed by a stuffing box 8 .

Die Absperrklappe 4 ist lediglich mit dem in das Rohrstück 6 ragenden Endteil der Schaltwelle 7 verbunden, also nur einseitig gehaltert bzw. gelagert. Sie ist mittels eines auf die Schaltwelle 7 axial einwirkenden Federelementes vorgespannt gehaltert, so daß sie wärme bedingten Ausdehnungen folgen kann, ohne daß es zu Verzugserscheinungen kommt. Das entsprechende Federelement kann auch in der Schaltwelle 7 angeordnet sein, wobei dann die Absperrklappe mit einem entsprechenden Koppelstück zwar drehfest mit der Schaltwelle 7 verbunden ist, jedoch axial unter Federkraft verschieblich gehaltert ist. Auf diese Weise wird die Absperrklappe 4 gegen die dem Schaltwellen eintritt gegenüberliegende Wandung des Rohrstückes 6 auf Anlage gehalten, wodurch auch Klappergeräusche vermieden sind.The butterfly valve 4 is only connected to the end part of the control shaft 7 protruding into the pipe section 6 , that is to say it is only supported or supported on one side. It is held by means of a spring element axially acting on the selector shaft 7 so that it can follow heat-related expansions without causing distortion. The corresponding spring element can also be arranged in the selector shaft 7 , in which case the butterfly valve is connected to the selector shaft 7 in a rotationally fixed manner with a corresponding coupling piece, but is axially displaceably held under spring force. In this way, the butterfly valve 4 is held against the wall of the pipe section 6 opposite the switching shaft, which also prevents rattling noises.

Im Bereich des Schaltwellenaustrittes ist an dem Rohr stück 6 radial abragend ein rohrförmiger Stutzen 9 fixiert. Die Stopfbuchse 8 ist dicht in diesen Stutzen 9 eingepreßt und von der darin drehbaren Schalt welle 7 durchgriffen. Auf die Schaltwelle 7 sind beidends der Stopfbuchse 8 Dichtungen 10, insbesondere Edelstahl dichtungen, aufgepreßt, die drehfest und dicht mit der Schaltwelle 7 verbunden sind, aber mit der Schaltwelle drehbar relativ zur Innenwandung des Stutzens 9 bzw. zur Stopfbuchse 7 gehalten sind.In the area of the switching shaft outlet, a tubular connecting piece 9 is fixed to the tube 6 in a radially projecting manner. The stuffing box 8 is pressed tightly into this nozzle 9 and penetrated by the switching shaft 7 rotatable therein. The stuffing box are on the control shaft 7 at both 8 seals 10, seals in particular stainless steel, pressed, rotationally fixed and tightly connected to the control shaft 7, but are kept to the switching shaft rotatable relative to the inner wall of the connecting piece 9 and the stuffing box. 7

Die Dichtungen 10 sind gemäß Ausführungsbeispiel als topfartige Dichtscheiben ausgebildet, deren gelochter Boden von der Schaltwelle 7 durchsetzt ist und deren Mündungen zueinander hin gerichtet sind. Die Stopfbuchse 8 weist stirnseitig Ausnehmungen auf, in welche die Mündungen bzw. Wandungen der topfartigen Dichtscheiben mit axialem Bewegungsspiel eingreifen.According to the exemplary embodiment, the seals 10 are designed as cup-like sealing disks, the perforated bottom of which is penetrated by the control shaft 7 and the openings of which are directed towards one another. The stuffing box 8 has recesses on the end face into which the mouths or walls of the pot-like sealing disks engage with axial play.

Auf diese Weise ist eine Labyrinth-Dichtung zwischen der innenliegenden Dichtung 10, dem Innenmantel des Stutzens 9, der Stopfbuchse 8, der Schaltwelle 7 sowie der außenliegenden Dichtung 10 und dem Innenmantel des Stutzens 9 gebildet. Hierdurch ist in einfacher Weise eine dichte Anordnung gewährleistet, wobei zudem durch die entsprechende mit axialem Spiel versehene Anordnung der Dichtung 10 eine Bewegung der Schaltwelle 7 samt Absperrklappe 4 unter Einwirkung einer Feder ermöglicht.In this way, a labyrinth seal is formed between the inner seal 10 , the inner jacket of the connector 9 , the gland 8 , the control shaft 7 and the external seal 10 and the inner jacket of the connector 9 . This ensures a tight arrangement in a simple manner, wherein, in addition, the corresponding arrangement of the seal 10 provided with axial play permits movement of the control shaft 7 together with the butterfly valve 4 under the action of a spring.

Die Erfindung ist nicht auf das Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern im Rahmen der Offenbarung vielfach variabel.The invention is not based on the embodiment limited, but often within the scope of the disclosure variable.

Alle neuen, in der Beschreibung und/oder Zeichnung offenbarten Einzel- und Kombinationsmerkmale werden als erfindungswesentlich angesehen.All new, in the description and / or drawing disclosed individual and combination features regarded as essential to the invention.

Claims

1. With an actuating element adjustable shut-off valve in exhaust systems of internal combustion engines, in particular for motor vehicles, the shut-off valve being arranged in a pipe section of an exhaust system and being adjustable into a blocking, an opening and, if appropriate, intermediate positions, the shut-off valve also having a selector shaft is coupled, which radially emerges from the pipe section and is coupled or can be coupled to the actuating element, and wherein the switching shaft outlet is preferably sealed by a stuffing box, characterized in that the butterfly valve ( 4 ) only with the end part of the pipe projecting into the pipe section ( 6 ) Switching shaft ( 7 ) is connected and by means of an axially acting on the switching shaft ( 7 ) or by means of a on the switching shaft ( 7 ) supporting axially acting on the butterfly valve ( 4 ) spring element against the wall of the pipe section ( 6 ) opposite the switching shaft entry Plant is held.

2. Butterfly valve according to claim 1, characterized in that in the region of the switching shaft outlet on the tube piece ( 6 ) radially projecting a tubular connector ( 9 ) is arranged or fixed that the stuffing box ( 8 ) is pressed into the connector ( 9 ) and penetrated by the rotatable selector shaft ( 7 ) and that the stuffing box ( 8 ) seals ( 10 ), in particular stainless steel seals, are pressed onto the selector shaft ( 7 ) at both ends, which are rotatably and tightly connected to the selector shaft ( 7 ), but are arranged with the control shaft ( 7 ) rotatable relative to the inner wall of the connector ( 9 ), so that a labyrinth seal between the internal seal ( 10 ) and the inner jacket of the connector ( 9 ), gland ( 8 ) and control shaft ( 7 ), and outer seal ( 10 ) and inner jacket of the nozzle ( 6 ) is formed.

3. Butterfly valve according to claim 1 or 2, characterized in that the seals ( 10 ) are designed as pot-like sealing washers, the perforated bottom of which is penetrated by the control shaft ( 7 ) and whose mouths are directed towards each other and that the stuffing box ( 8 ) has recesses in the front, into which the mouths of the cup-like sealing disks engage with axial movement play.