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DE10220340A1 - Flap valve for the air intake duct of an internal combustion engine - Google Patents

Flap valve for the air intake duct of an internal combustion engine

Info

Publication number
DE10220340A1
DE10220340A1 DE10220340A DE10220340A DE10220340A1 DE 10220340 A1 DE10220340 A1 DE 10220340A1 DE 10220340 A DE10220340 A DE 10220340A DE 10220340 A DE10220340 A DE 10220340A DE 10220340 A1 DE10220340 A1 DE 10220340A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
flap
flow channel
shaft
valve according
housing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE10220340A
Other languages
German (de)
Inventor
Peter Fischer
Toni Riepl
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Corp
Original Assignee
Siemens Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Corp filed Critical Siemens Corp
Priority to DE10220340A priority Critical patent/DE10220340A1/en
Priority to PCT/DE2003/001402 priority patent/WO2003095815A1/en
Publication of DE10220340A1 publication Critical patent/DE10220340A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D9/00Controlling engines by throttling air or fuel-and-air induction conduits or exhaust conduits
    • F02D9/08Throttle valves specially adapted therefor; Arrangements of such valves in conduits
    • F02D9/12Throttle valves specially adapted therefor; Arrangements of such valves in conduits having slidably-mounted valve members; having valve members movable longitudinally of conduit
    • F02D9/16Throttle valves specially adapted therefor; Arrangements of such valves in conduits having slidably-mounted valve members; having valve members movable longitudinally of conduit the members being rotatable
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B31/00Modifying induction systems for imparting a rotation to the charge in the cylinder
    • F02B31/04Modifying induction systems for imparting a rotation to the charge in the cylinder by means within the induction channel, e.g. deflectors
    • F02B31/06Movable means, e.g. butterfly valves
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

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Abstract

Klappenventil für einen Luftansaugkanal einer Brennkraftmaschine, bei dem die Drehachse (A) der Klappe (6) außerhalb der Klappe und mit Abstand zu dieser angeordnet ist und die Klappe (6) in die Kanalwand (10) so eingeschwenkt werden kann, dass sie in der Öffnungsstellung einen Teil der Kanalwand bildet. Die Klappe (6) stellt somit in der Öffnungsstellung kein Strömungshindernis dar, wodurch Strömungsverluste minimiert werden.Flap valve for an air intake duct of an internal combustion engine, in which the axis of rotation (A) of the flap (6) is arranged outside and at a distance from the flap and the flap (6) can be pivoted into the duct wall (10) so that it can be pivoted in the Open position forms part of the channel wall. The flap (6) thus does not represent a flow obstacle in the open position, as a result of which flow losses are minimized.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Klappenventil für eine Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. The present invention relates to a flap valve for a Internal combustion engine according to the preamble of the claim 1.

Klappenventile dieser Gattung werden vielfach eingesetzt, beispielsweise zur Kanalabschaltung in Luftansaugsystemen von Brennkraftmaschinen. Bei derartigen Klappenventilen ist die Klappe üblicherweise um eine durch die Klappe verlaufende Drehachse zwischen einer Öffnungs- und Schließstellung schwenkbar. Wenn auch eine derartige Klappe in der Öffnungsstellung den zugehörigen Strömungskanal im wesentlichen freigibt, stellt sie doch ein gewisses Strömungshindernis dar, da sie im Strömungskanal stehen bleibt. Die hierdurch bedingten Strömungsverluste können dadurch verringert werden, dass die Klappe ein strömungstechnisch günstiges Profil erhält. Vollständig vermeiden lassen sich damit die Strömungsverluste jedoch nicht. Butterfly valves of this type are widely used, for example, for duct shutdown in air intake systems from Internal combustion engines. With such flap valves Flap typically around a flap that passes through the flap Rotation axis between an open and a closed position pivotable. If such a flap in the Open position the associated flow channel essentially releases, since it represents a certain flow obstacle, because it remains in the flow channel. The resulting Flow losses can be reduced in that the Flap receives a favorable aerodynamic profile. The flow losses can thus be completely avoided However not.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Klappenventil der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung so weiterzubilden, dass durch die Klappe in der Öffnungsstellung bedingte Strömungsverluste vermieden werden. The present invention is based on the object Flap valve specified in the preamble of claim 1 To further develop the genus so that through the flap in the Flow losses due to the open position can be avoided.

Diese Aufgabe wird durch die in Patentanspruch 1 definierte Erfindung gelöst. This object is defined by that in claim 1 Invention solved.

Erfindungsgemäß ist die Drehachse, um die die Klappe schwenkbar ist, außerhalb der Klappe und mit Abstand zu dieser angeordnet, und die Klappe ist in die Kanalwand so einschwenkbar, dass sie in der Öffnungsstellung einen Teil der Kanalwand bildet. Zweckmäßigerweise geht die Klappe mit ihrer dem Strömungskanal zugewandten Klappenfläche stetig und glatt in die benachbarten Flächen der Kanalwand über, so dass der Strömungskanal im Bereich der Klappe einen stetigen und glatten Verlauf ohne Querschnittsverengung bzw. -erweiterung hat. According to the invention, the axis of rotation about which the flap is is pivotable, outside the flap and at a distance from it arranged, and the flap can be pivoted into the channel wall, that they are part of the channel wall in the open position forms. Appropriately, the flap goes with it Flap surface facing the flow channel steadily and smoothly into the adjacent surfaces of the channel wall so that the Flow channel in the area of the flap a steady and smooth Has course without narrowing or widening the cross-section.

Die Klappe stellt somit in der Öffnungsstellung kein Strömungshindernis dar, so dass auch keine entsprechenden Strömungsverluste entstehen. The flap is therefore not in the open position Flow obstacle, so that no corresponding Flow losses arise.

Das erfindungsgemäß ausgebildete Klappenventil lässt sich mit besonderem Vorteil bei einer Kanalanordnung mit mehreren parallel verlaufenden Strömungskanälen mit einer entsprechenden Anzahl von Klappen einsetzen, wie es insbesondere das Luftansaugsystem einer Brennkraftmaschine darstellt. In diesem Fall werden sämtliche Klappen mit einer gemeinsamen, durch das Gehäuse verlaufenden Klappenwelle verbunden. Damit können keine Stellwinkeltoleranzen zwischen den Klappen in den verschiedenen Kanälen auftreten, da sämtliche Klappen durch die gemeinsame Klappenwelle verstellt werden. Zusätzliche Abtriebsgestänge werden somit ebenfalls überflüssig. Dies bedeutet eine erhebliche konstruktive Vereinfachung, wodurch sowohl Montage wie auch Herstellung der Klappenventile vereinfacht werden. The flap valve designed according to the invention can also be used particularly advantageous in the case of a channel arrangement with several parallel flow channels with a corresponding Use number of flaps, as is the case in particular Air intake system of an internal combustion engine. In this case are all flaps with a common, by the Casing extending valve shaft connected. With that no one can Setting angle tolerances between the flaps in the different channels occur because all the flaps through the common valve shaft can be adjusted. additional Output linkages are therefore also superfluous. This means one considerable design simplification, resulting in both assembly how to manufacture the flap valves can be simplified.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen definiert. Further advantageous embodiments of the invention are in the sub-claims defined.

Anhand der Zeichnung werden Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigt: Exemplary embodiments of the Invention explained in more detail. It shows:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Luftansaugsystem einer Brennkraftmaschine mit erfindungsgemäß ausgebildeten Klappenventilen; Fig. 1 shows a longitudinal section through an air intake system of an internal combustion engine formed in accordance with the invention, flap valves;

Fig. 2 eine Schnittansicht in Blickrichtung der Pfeile II- II in Fig. 1, in der das Klappenventil in der Öffnungsstellung dargestellt ist; Fig. 2 is a sectional view looking in the direction of arrows II-II in Fig. 1, in which the flap valve is shown in the open position;

Fig. 3 eine der Fig. 2 entsprechende Schnittdarstellung, in der das Klappenventil in der Schließstellung gezeigt ist; Fig. 3 is a sectional view of Figure 2 corresponding, in which the flap valve is shown in the closed position.

Fig. 4 eine den Fig. 2 und 3 entsprechende Schnittdarstellung einer anderen Ausführungsform des Klappenventils, das sich in der Schließstellung befindet, Fig. 4 is a FIGS. 2 and 3 corresponding sectional view of another embodiment of the flap valve, which is located in the closed position,

Fig. 5 eine der Fig. 4 entsprechende Schnittdarstellung des Klappenventils in der Öffnungsstellung. Fig. 5 is a sectional view corresponding to FIG. 4 of the flap valve in the open position.

Fig. 1 zeigt ein Luftansaugsystem 1 einer im übrigen nicht dargestellten Brennkraftmaschine. Das Luftansaugsystem 1 hat ein Gehäuse 2, in dem mehrere als Luftansaugkanäle dienende Strömungskanäle 3 vorgesehen sind. Wie in Fig. 1 zu sehen ist, sind bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel drei parallel verlaufende Strömungskanäle 3 vorgesehen, deren Strömung durch eine gemeinsame Klappenventilanordnung 4 gesteuert wird. Fig. 1 shows an air intake system 1 of an internal combustion engine, not otherwise shown. The air intake system 1 has a housing 2 in which a plurality of flow channels 3 serving as air intake channels are provided. As can be seen in FIG. 1, three parallel flow channels 3 are provided in the exemplary embodiment shown, the flow of which is controlled by a common flap valve arrangement 4 .

Die Klappenventilanordnung 4 besteht aus einer gemeinsamen Klappenwelle 5 und fest damit verbundenen Klappen 6. Genauer gesagt, setzt sich die Klappenwelle 5 aus im Gehäuse drehbar gelagerten Wellenabschnitten 5a zusammen, die durch die im Bereich der Strömungskanäle 3 angeordneten Klappen 6 miteinander verbunden sind. Die Wellenabschnitte 5a der Klappenwelle 5 sind durch Wellendichtungen 15 gegenüber den Strömungskanälen 3 abgedichtet. The flap valve arrangement 4 consists of a common flap shaft 5 and flaps 6 firmly connected to it. More specifically, the flap shaft is mounted rotatably in the housing 5 of shaft portions 5a together, which are interconnected by arranged in the region of the flow channels 3 flaps. 6 The shaft portions 5a of the flap shaft 5 are sealed by shaft seals 15 relative to the flow channels. 3

Zur Beschreibung der Klappen 6 sei zusätzlich auf die Fig. 2 und 3 Bezug genommen. Jede Klappe 6 besteht aus einem ungefähr plattenförmigen Klappenteil mit einer inneren Klappenfläche 8 und einer äußeren Klappenfläche 9. Wie in den Fig. 2 und 3 zu sehen ist, sind die Klappen 6 mit ihren seitlichen Enden an Stirnflächen der Klappenwelle 5 so angeformt, dass ihr Umriss, gesehen in Richtung der Drehachse A, innerhalb des Außenfangs der Wellenabschnitte 5a bleibt. Hierbei sind die Klappen 6 gegenüber der Drehachse A exzentrisch so angeordnet, dass die Drehachse A außerhalb der Klappe 6 und mit Abstand zu dieser verläuft. Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2, 3 liegt die Drehachse A in einem mittleren Bereich des Strömungskanals 3 und hat einen entsprechenden Abstand von den gegenüberliegenden Wandflächen der Kanalwand 10. For the description of the flaps 6 , reference is also made to FIGS. 2 and 3. Each flap 6 consists of an approximately plate-shaped flap part with an inner flap surface 8 and an outer flap surface 9 . As can be seen in FIGS. 2 and 3, the flaps 6 are formed with their lateral ends on end faces of the flap shaft 5 so that their outline, viewed in the direction of the axis of rotation A, remains within the outer catch of the shaft sections 5 a. Here, the flaps 6 are arranged eccentrically with respect to the axis of rotation A such that the axis of rotation A extends outside the flap 6 and at a distance from it. In the exemplary embodiment in FIGS. 2, 3, the axis of rotation A lies in a central region of the flow channel 3 and has a corresponding distance from the opposite wall surfaces of the channel wall 10 .

Die Anordnung ist hierbei so getroffen, dass die Klappe 6 durch Drehen der Klappenwelle 5 zwischen einer Öffnungsstellung (Fig. 2) und einer Schließstellung (Fig. 3) verschwenkt werden kann. In der Öffnungsstellung ist die Klappe 6 in eine Vertiefung 7 der Kanalwand 10 so eingeschwenkt, dass die Klappe 6 einen Teil der Kanalwand 10 bildet, wobei die innere Klappenfläche 8 stetig und glatt in die angrenzenden Flächen der Kanalwand 10 übergeht und an die Form des Strömungskanals 3 angepasst ist. Der Strömungskanal 3 hat somit in der Öffnungsstellung der Klappe 6 einen stetigen und glatten Verlauf ohne Strömungsverengung oder -erweiterung, da kein Teil der Klappe 6 in den Strömungskanal 3 vorsteht, so dass der Strömung der volle Querschnitt des Strömungskanals 3 zur Verfügung steht. The arrangement is such that the flap 6 can be pivoted between an open position ( FIG. 2) and a closed position ( FIG. 3) by rotating the flap shaft 5 . In the open position, the flap 6 is pivoted into a recess 7 in the channel wall 10 such that the flap 6 forms part of the channel wall 10 , the inner flap surface 8 continuously and smoothly merging into the adjacent surfaces of the channel wall 10 and the shape of the flow channel 3 is adjusted. The flow channel 3 thus has a steady and smooth course in the open position of the flap 6 without any flow restriction or expansion, since no part of the flap 6 projects into the flow channel 3 , so that the flow has the full cross section of the flow channel 3 .

Wie den Fig. 2 und 3 entnommen werden kann, hat die Ausnehmung 7 der Kanalwand 10 eine gekrümmte, d. h. teilzylindrische Form, deren Krümmungsradius dem Abstand zwischen der Drehachse A und der Innenfläche der Ausnehmung 7 entspricht. Die äußere Klappenfläche 9 der Klappe 6 ist hierbei an die Form der Ausnehmung 7 angepasst, so dass die Klappe 6 problemlos in die Ausnehmung 7 hinein und aus ihr wieder heraus geschwenkt werden kann. Um eine zu große Wandstärke zu vermeiden, ist bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 und 3 die äußere Klappenfläche 9 als Rippenprofil ausgebildet. As can be seen from FIGS . 2 and 3, the recess 7 of the channel wall 10 has a curved, ie partially cylindrical shape, the radius of curvature of which corresponds to the distance between the axis of rotation A and the inner surface of the recess 7 . The outer flap surface 9 of the flap 6 is adapted to the shape of the recess 7 , so that the flap 6 can be pivoted into and out of the recess 7 without any problems. In order to avoid excessive wall thickness, in the embodiment of FIGS. 2 and 3 the outer flap surface 9 is designed as a rib profile.

Fig. 3 zeigt die Klappe 6 in ihrer Schließstellung, in der sie gegenüber der Öffnungsstellung der Fig. 2 um ca. 70 bis 80° verschwenkt ist und entsprechend weit in den Strömungskanal 3 vorsteht. Hierbei verschließt sie den Strömungskanal 3beispielsweise um 50 bis 70%. Grundsätzlich könnte das Klappenventil auch so gestaltet werden, dass die Klappe einen größeren Teil des Strömungskanals 3 oder den Strömungskanal 3 sogar vollständig verschließt. Dies hängt von der Lage der Drehachse A, der Größe der Klappe 6 und natürlich dem Drehwinkel der Klappe 6 ab. Fig. 3 shows the flap 6 in its closed position, in which it is pivoted by about 70 to 80 ° relative to the open position of FIG. 2 and protrudes accordingly far into the flow channel 3 . Here, it closes the flow channel 3, for example by 50 to 70%. In principle, the flap valve could also be designed in such a way that the flap completely closes a larger part of the flow channel 3 or the flow channel 3 . This depends on the position of the axis of rotation A, the size of the flap 6 and of course the angle of rotation of the flap 6 .

Der Strömungskanal 3 hat im dargestellten Ausführungsbeispiel einen ovalen Querschnitt, könnte jedoch auch irgendeinen anderen, z. B. kreisrunden oder mehreckigen, Querschnitt haben. Insbesondere kann der Strömungskanal 3 einen verwundenen Verlauf haben. Wichtig hierbei ist, dass die innere Klappenfläche 8 der Klappe 6 an die jeweilige Form der Kanalwand angepasst ist, damit die Klappe 6 in ihrer Öffnungsstellung kein Strömungshindernis für den Strömungskanal 3 darstellt. The flow channel 3 has an oval cross section in the illustrated embodiment, but could also be any other, e.g. B. circular or polygonal, cross-section. In particular, the flow channel 3 can have a twisted course. It is important here that the inner flap surface 8 of the flap 6 is adapted to the respective shape of the channel wall, so that the flap 6 in its open position does not represent a flow obstacle for the flow channel 3 .

Wie bereits erwähnt, werden sämtliche Klappen 6 der Klappenventilanordnung 4 durch die gemeinsame Klappenwelle 5 verstellt. Da die Klappenwelle 5 mit den Klappen 6 von der Seite her in das Gehäuse 2 eingeschoben werden kann (Fig. 1), kann das Gehäuse 2 bei dieser Ausführungsform einteilig ausgebildet werden. Die Klappenwelle 5 mit den daran angeformten Klappen 6 stellt somit ein multifunktionales Bauteil dar, das nur eine einzige Stellvorrichtung benötigt und in einfacher Weise montiert werden kann. As already mentioned, all the flaps 6 of the flap valve arrangement 4 are adjusted by the common flap shaft 5 . Since the flap shaft 5 with the flaps 6 can be pushed into the housing 2 from the side ( FIG. 1), the housing 2 can be formed in one piece in this embodiment. The flap shaft 5 with the flaps 6 formed thereon thus represents a multifunctional component which only requires a single adjusting device and can be assembled in a simple manner.

Die Fig. 4 und 5 zeigen ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel eines Klappenventils, wobei dem vorherigen Ausführungsbeispiel entsprechende Bauteile mit denselben Bezugszeichen bezeichnet wurden. Wie erwähnt, verläuft bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 und 3 die Drehachse A durch den Strömungskanal 3 mit Abstand zu den Kanalwänden. Im Gegensatz hierzu ist bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 4, 5 die Drehachse A außerhalb des Strömungskanals 3 auf der der Klappe 6 gegenüberliegenden Seite des Strömungskanals 3 in der Kanalwand 10 angeordnet. Die Klappenwelle 5 ist hierbei als durchgehende Welle ausgebildet, an der die Klappen 6 jeweils durch zwei seitliche Wangen 11 befestigt sind. Die Wangen 11 sind als dünne Platten ausgebildet, die in seitlichen Ausnehmungen 16 des Gehäuses 2 bewegbar sind, damit sie nicht in den Strömungskanal 3 vorstehen. Um die Klappenwelle 5 mit den daran angeformten Klappen 6 montieren zu können, wird das Gehäuse 2 zweckmäßigerweise aus zwei Halbschalen zusammengesetzt, die nach der Montage der Klappenwelle 5 mit den Klappen 6 durch Schweißen oder in anderer Weise fest miteinander verbunden werden. FIGS. 4 and 5 show an alternative embodiment of a flapper valve, wherein the previous embodiment, corresponding components have been denoted by the same reference numerals. As mentioned, in the embodiment of FIGS. 2 and 3, the axis of rotation A runs through the flow channel 3 at a distance from the channel walls. In contrast to this, in the exemplary embodiment of FIGS. 4, 5, the axis of rotation A is arranged outside the flow channel 3 on the side of the flow channel 3 opposite the flap 6 in the channel wall 10 . The flap shaft 5 is designed as a continuous shaft to which the flaps 6 are each fastened by two side cheeks 11 . The cheeks 11 are designed as thin plates which can be moved in lateral recesses 16 of the housing 2 so that they do not protrude into the flow channel 3 . In order to be able to mount the flap shaft 5 with the flaps 6 formed thereon, the housing 2 is expediently composed of two half-shells which, after the flap shaft 5 has been mounted, are firmly connected to the flaps 6 by welding or in some other way.

Bei dieser Ausführungsform verläuft somit der Strömungskanal 3 zwischen der Klappe 6 und einer Umfangsfläche 12 der Klappenwelle 5. Die Umfangsfläche 12 der Klappenwelle 5 ist hierbei so ausgebildet und angeordnet, dass sie in der Öffnungsstellung der Klappe 6 (Fig. 5) in der gedachten Verlängerung der angrenzenden Wandflächen der Kanalwand 10 liegt. In diesem Fall bilden somit nicht nur die innere Klappenfläche 8 der Klappe 6, sondern auch die Umfangsfläche 12 der Klappenwelle 5 und die Wangen 11 einen störungsfreien Übergang zu den angrenzenden Wandflächen der Kanalwand 10, um die Strömungsverluste zu minimieren. In this embodiment, the flow channel 3 thus runs between the flap 6 and a peripheral surface 12 of the flap shaft 5 . The peripheral surface 12 of the flap shaft 5 is designed and arranged in such a way that in the open position of the flap 6 ( FIG. 5) it lies in the imaginary extension of the adjacent wall surfaces of the channel wall 10 . In this case, not only the inner flap surface 8 of the flap 6 , but also the peripheral surface 12 of the flap shaft 5 and the cheeks 11 form a smooth transition to the adjacent wall surfaces of the channel wall 10 in order to minimize the flow losses.

Bei dem in den Fig. 4 und 5 gezeigten Ausführungsbeispiel wird die Bewegung der Klappe 6 in die Schließstellung dadurch begrenzt, dass sich eine Anlagefläche 13 der Klappenwelle 5 an eine Anschlagfläche 14 innerhalb der Kanalwand 10 anlegt. Eine Bewegung der Klappe 6 in die Öffnungsstellung wird dadurch begrenzt, dass sich ein Ende der Klappe 6 an einen Anschlag 17 der Kanalwand 2 im Inneren der Ausnehmung 7 anlegt. Der Drehwinkel zwischen Öffnungs- und Schließstellung beträgt hierbei ungefähr 30 bis 40°. In the exemplary embodiment shown in FIGS. 4 and 5, the movement of the flap 6 into the closed position is limited in that a contact surface 13 of the flap shaft 5 bears against a stop surface 14 within the channel wall 10 . A movement of the flap 6 into the open position is limited in that one end of the flap 6 bears against a stop 17 of the channel wall 2 in the interior of the recess 7 . The angle of rotation between the open and closed positions is approximately 30 to 40 °.

Wenn auch die beiden Ausführungsbeispiele des Klappenventils anhand eines Luftansaugsystems für eine Brennkraftmaschine beschrieben wurde, versteht es sich jedoch, dass derartige Klappenventile auch in anderen Bereichen, beispielsweise in Abgassystemen von Brennkraftmaschinen, eingesetzt werden können. If the two embodiments of the flap valve using an air intake system for an internal combustion engine has been described, however, it is understood that such Flap valves also in other areas, for example in Exhaust systems of internal combustion engines are used can.

Claims (14)

1. Klappenventil für eine Brennkraftmaschine, mit
einem Gehäuse (2), das einen Strömungskanal (3) enthält,
einer Klappe (6), die zwischen einer Öffnungsstellung und einer den Strömungskanal (3) zumindest teilweise verschließenden Schließstellung schwenkbar ist, und
einer Klappenwelle (5), die im Gehäuse (2) um eine quer zum Strömungskanal (3) verlaufende Drehachse (A) zum Verstellen der Klappe (6) drehbar gelagert ist,
dadurch gekennzeichnet, dass die Drehachse (A) außerhalb der Klappe (6) und mit Abstand zu dieser angeordnet und die Klappe (6) in die Kanalwand (10) des Strömungskanals (3) so einschwenkbar ist, dass sie in der Öffnungsstellung einen Teil der Kanalwand (10) bildet, ohne in den Strömungskanal (3) vorzustehen.
1. Flap valve for an internal combustion engine, with
a housing ( 2 ) which contains a flow channel ( 3 ),
a flap ( 6 ) which can be pivoted between an open position and a closed position at least partially closing the flow channel ( 3 ), and
a flap shaft ( 5 ) which is mounted in the housing ( 2 ) so as to be rotatable about an axis of rotation (A) extending transversely to the flow channel ( 3 ) for adjusting the flap ( 6 )
characterized in that the rotational axis (A) outside the flap (6) and arranged at a distance to the latter and the flap (6) is pivoted into the channel wall (10) of the flow channel (3) that they are in the open position a part of the Channel wall ( 10 ) forms without protruding into the flow channel ( 3 ).
2. Klappenventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Klappe (6) mit ihrer dem Strömungskanal zugewandten inneren Klappenfläche (8) stetig und glatt in die benachbarten Wandflächen der Kanalwand (10) übergeht, so dass der Strömungskanal (3) im Bereich der Klappe (6) einen stetigen und glatten Verlauf ohne Querschnittsverengung und -erweiterung hat. 2. Flap valve according to claim 1, characterized in that the flap ( 6 ) with its inner flap surface ( 8 ) facing the flow channel merges smoothly and continuously into the adjacent wall surfaces of the channel wall ( 10 ), so that the flow channel ( 3 ) in the region of Flap ( 6 ) has a steady and smooth course without narrowing and widening the cross-section. 3. Klappenventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) mehrere parallel verlaufende Strömungskanäle (3) mit einer entsprechenden Anzahl von Klappen (6) enthält, die sämtlich mit einer gemeinsamen, durch das Gehäuse (2) verlaufenden Klappenwelle (5) verbunden sind. 3. Flap valve according to claim 1 or 2, characterized in that the housing ( 2 ) contains a plurality of parallel flow channels ( 3 ) with a corresponding number of flaps ( 6 ), all of which have a common valve shaft running through the housing ( 2 ) ( 5 ) are connected. 4. Klappenventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Klappenwelle (5) durch Wellendichtungen (15) gegenüber dem Strömungskanal (3) abgedichtet ist. 4. Butterfly valve according to one of the preceding claims, characterized in that the valve shaft ( 5 ) by shaft seals ( 15 ) with respect to the flow channel ( 3 ) is sealed. 5. Klappenventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Klappe (6) in der Öffnungsstellung in einer gekrümmten Ausnehmung (7) der Kanalwand (10) angeordnet ist, deren Krümmungsradius gleich dem Abstand zwischen der Drehachse (A) und der Innenfläche der Ausnehmung (7) ist. 5. Butterfly valve according to one of claims 1 to 4, characterized in that the flap ( 6 ) is arranged in the open position in a curved recess ( 7 ) of the channel wall ( 10 ), the radius of curvature of which is equal to the distance between the axis of rotation (A) and the inner surface of the recess ( 7 ). 6. Klappenventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehachse (A) durch den Strömungskanal (3) mit Abstand zur Kanalwand (10) verläuft (Fig. 2, 3). 6. Butterfly valve according to one of claims 1 to 5, characterized in that the axis of rotation (A) through the flow channel ( 3 ) at a distance from the channel wall ( 10 ) ( Fig. 2, 3). 7. Klappenventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Klappenwelle (5) aus im Gehäuse (2) drehbar gelagerten Wellenabschnitten (5a) zusammengesetzt ist, die im Bereich des Strömungskanals (3) durch die Klappe (6) miteinander verbunden sind. 7. Flap valve according to claim 6, characterized in that the flap shaft ( 5 ) from the housing ( 2 ) rotatably mounted shaft sections ( 5 a) is composed, which are connected to one another in the region of the flow channel ( 3 ) by the flap ( 6 ). 8. Klappenventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Klappe (6) mit ihren seitlichen Enden an Stirnflächen der Klappenwelle (5) angesetzt ist und mit ihrem Umriss, gesehen in Richtung der Drehachse (A), innerhalb des Außenumfangs der Klappenwelle (5) liegt. 8. Flap valve according to claim 7, characterized in that the flap ( 6 ) with its lateral ends is attached to end faces of the flap shaft ( 5 ) and with its outline, viewed in the direction of the axis of rotation (A), within the outer circumference of the flap shaft ( 5 ) lies. 9. Klappenventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) einteilig ausgebildet ist. 9. Butterfly valve according to claim 8, characterized in that the housing ( 2 ) is formed in one piece. 10. Klappenventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehachse (A) außerhalb des Strömungskanals (3) auf der der Klappe (6) gegenüberliegenden Seite des Strömungskanals (3) verläuft (Fig. 4, 5). 10. Flap valve according to one of claims 1 to 5, characterized in that the axis of rotation (A) outside the flow channel ( 3 ) on the flap ( 6 ) opposite side of the flow channel ( 3 ) ( Fig. 4, 5). 11. Klappenventil nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Klappenwelle (5) als durchgehende Welle ausgebildet ist, an der die Klappe (6) durch seitliche Wangen (11) angesetzt ist. 11. Flap valve according to claim 10, characterized in that the flap shaft ( 5 ) is designed as a continuous shaft on which the flap ( 6 ) is attached by side cheeks ( 11 ). 12. Klappenventil nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) aus zwei Halbschalen besteht, die durch Schweißen oder andere Befestigungsmittel miteinander verbunden sind. 12. Butterfly valve according to claim 11, characterized in that the housing ( 2 ) consists of two half-shells which are connected to one another by welding or other fastening means. 13. Klappenventil nach einem der Ansprüche 10-12, dadurch gekennzeichnet, dass die Klappenwelle (5) eine solche Form hat, dass ihre dem Strömungskanal zugewandte Umfangsfläche (12) in der Öffnungsstellung in der gedachten Verlängerung der Kanalwand (10) verläuft. 13. Flap valve according to one of claims 10-12, characterized in that the flap shaft ( 5 ) has such a shape that its peripheral surface facing the flow channel ( 12 ) extends in the open position in the imaginary extension of the channel wall ( 10 ). 14. Klappenventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungskanal (3) ein Luftansaugkanal der Brennkraftmaschine ist. 14. Flap valve according to one of the preceding claims, characterized in that the flow channel ( 3 ) is an air intake duct of the internal combustion engine.
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