[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kopplungsanordnung zur Drehkopplung einer
Schwenkwelle einer Klappenblende einer Abgasklappe mit einem Antriebsorgan.
[0002] Aus der
DE 10 2009 013 815 A1 ist eine Kopplungsanordnung zur Kopplung einer Antriebswelle eines Klappenantriebs
mit einer Schwenkwelle einer Klappenblende einer Abgasklappe mit einem aus Drahtmaterial
oder dergleichen ausgebildeten, C-förmigen Kopplungselement bekannt. In seinen durch
jeweilige C-Schenkel bereitgestellten Kopplungsbereichen greift das Kopplungselement
in zugeordnete Aussparungen der Antriebswelle einerseits und der Schwenkwelle andererseits
ein und stellt somit eine Drehkopplung zwischen diesen beiden Bauteilen her. Die beiden
C-Schenkel sind im Kopplungszustand in Richtung voneinander weg vorgespannt und belasten
somit die Schwenkwelle der Klappenblende in Richtung von der Antriebswelle bzw. dem
Klappenantrieb weg.
[0003] Die
US 6,598,619 B2 offenbart eine Abgasklappe mit einem in Form einer Antriebswelle ausgebildeten Antriebsorgan
und einer dazu koaxial angeordneten Schwenkwelle. Eine die Antriebswelle mit der Schwenkwelle
zur gemeinsamen Drehbewegung koppelnde Kopplungsanordnung umfasst ein kastenartig
ausgebildetes Kopplungselement.
[0004] Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kopplungsanordnung zur Drehkopplung
einer Schwenkwelle einer Klappenblende einer Abgasklappe mit einem Antriebsorgan vorzusehen,
welche bei guter thermischer Entkopplung der Schwenkwelle von dem Antriebsorgan eine
erhöhte Torsionsfestigkeit aufweist.
[0005] Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch eine Kopplungsanordnung zur Drehkopplung
einer um eine Schwenkachse zu drehenden Schwenkwelle einer Klappenblende einer Abgasklappe
mit einem Antriebsorgan, umfassend ein erstes Kopplungsteil mit einem zur Ankopplung
an die Schwenkwelle ausgebildeten ersten Kopplungsbereich und ein zweites Kopplungsteil
mit einem zur Ankopplung an das Antriebsorgan ausgebildeten zweiten Kopplungsbereich,
wobei im Kopplungszustand das erste Kopplungsteil und das zweite Kopplungsteil in
Drehkopplungs-Formschlusseingriff miteinander stehen und in Richtung der Schwenkachse
aneinander abgestützt sind.
[0006] Durch die Ausgestaltung der Kopplungsanordnung mit zwei ineinander eingreifenden
Kopplungsteilen wird eine torsionssteife Verbindung zwischen dem Antriebsorgan und
der Schwenkwelle erzeugt. Dies gewährleistet eine präzise Positionierbarkeit der Klappenblende
bei entsprechender Verstellbewegung eines Klappenantriebs. Ferner wird durch die sich
in Richtung der Schwenkachse aneinander abstützenden Kopplungsteile eine in Richtung
der Schwenkachse wirkende Kraft auf die Schwenkwelle ausgeübt, so dass diese bezüglich
eines diese tragenden Klappenrohrs in definierter Positionierung gehalten ist.
[0007] Zum Bereitstellen der gewünschten Torsionsfestigkeit sowie auch der axialen Vorspannung
wird vorgeschlagen, dass das erste Kopplungsteil und das zweite Kopplungsteil mit
Blechmaterial, vorzugsweise Stahlblech oder Titanblech, ausgebildet sind. Der Einsatz
von Blechmaterial ist insbesondere auch daher vorteilhaft, da dieses aufgrund seiner
im Allgemeinen flachen bzw. bandartigen Querschnittsstruktur eine vergleichsweise
geringe Querschnittsfläche und mithin einen vergleichsweise großen Wärmeleitwiderstand
bereitstellt, andererseits eine vergleichsweise große Oberfläche aufweist, so dass
aus dem Bereich der Abgasklappe aufgenommene Wärme effizient zur Umgebung hin abgegeben
werden kann.
[0008] Um die beiden Kopplungsteile einerseits mit dem Klappenantrieb bzw. der Abgasklappe
koppeln zu können, andererseits den Formschlusseingriff zwischen den beiden Kopplungsteilen
bereitstellen zu können, wird vorgeschlagen, dass das erste Kopplungsteil oder/und
das zweite Kopplungsteil einen dessen Kopplungsbereich bereitstellenden, vorzugweise
im Wesentlichen plattenartigen Körperbereich und ausgehend von dem Körperbereich und
bezüglich des Körperbereichs angewinkelt wenigstens zwei Formschlusseingriffsbereiche
aufweist.
[0009] Bei einer baulich einfach zu realisierenden und wenig Bauraum beanspruchenden Ausgestaltungsvariante
kann vorgesehen sein, dass das erste Kopplungsteil oder/und das zweite Kopplungsteil
zwei vom Körperbereich sich voneinander weg erstreckende Formschlusseingriffsbereiche
aufweist. Dabei können die beiden Formschlusseingriffsbereiche sich bezüglich der
Schwenkachse in entgegengesetzten Richtungen vom Körperbereich weg erstrecken.
[0010] Um in den in Formschlusseingriff miteinander zu bringenden Formschlusseingriffsbereichen
eine zuverlässig wirkende Eingriffsfunktionalität bereitstellen zu können, wird vorgeschlagen,
dass am ersten Kopplungsteil oder/und am zweiten Kopplungsteil wenigstens ein Formschlusseingriffsbereich
wenigstens eine Formschlusseingriffsaussparung zum Formschlusseingriff eines Formschlusseingriffsvorsprungs
eines Formschlusseingriffsbereichs des anderen Kopplungsteils aufweist, oder/und dass
am ersten Kopplungsteil oder/und am zweiten Kopplungsteil wenigstens ein Formschlusseingriffsbereich
wenigstens einen Formschlusseingriffsvorsprung zum Formschlusseingriff in eine Formschlusseingriffsaussparung
eines Formschlusseingriffsbereichs des anderen Kopplungsteils aufweist.
[0011] Eine insbesondere bezüglich der Schwenkachse symmetrische Ausgestaltung der Kopplungsteile
kann dadurch erreicht werden, dass ein Kopplungsteil von erstem Kopplungsteil und
zweitem Kopplungsteil in seinen beiden Formschlusseingriffsbereichen jeweils wenigstens
eine Formschlusseingriffsaussparung aufweist und das andere Kopplungsteil von erstem
Kopplungsteil und zweitem Kopplungsteil in seinen beiden Formschlusseingriffsbereichen
jeweils wenigstens einen Formschlusseingriffsvorsprung aufweist.
[0012] Eine hohe Variabilität beim Zusammenfügen der beiden Kopplungsteile zum Erzeugen
des Formschlusseingriffes ermöglicht eine Ausgestaltungsvariante, bei welcher das
erste Kopplungsteil und das zweite Kopplungsteil in jedem Formschlusseingriffsbereich
wenigstens eine Formschlusseingriffsaussparung und wenigstens einen Formschlusseingriffsvorsprung
aufweisen. Dabei ist aus Stabilitätsgründen vorzugsweise vorgesehen, dass bei wenigstens
einem Formschlusseingriffsbereich die wenigstens eine Formschlusseingriffsaussparung
näher am Körperbereich des Kopplungsteils angeordnet ist als der wenigstens eine Formschlusseingriffsvorsprung
[0013] Der Einsatz zueinander im Wesentlichen identisch aufgebauter Kupplungsteile wird
dadurch ermöglicht, dass am ersten Kopplungsteil und am zweiten Kopplungsteil ein
Formschlusseingriffsbereich wenigstens eine Formschlusseingriffsaussparung und der
andere Formschlusseingriffsbereich wenigstens einen Formschlusseingriffsvorsprung
aufweist. Dabei kann der Aufbau der einzelnen Kopplungsteile selbst einfach gehalten
werden, wenn wenigstens eine Formschlusseingriffsaussparung aufweisende Formschlusseingriffsbereiche
keinen Formschlusseingriffsvorsprung aufweisen und wenigstens einen Formschlusseingriffsvorsprung
aufweisende Formschlusseingriffsbereiche keine Formschlusseingriffsaussparung aufweisen.
[0014] Ferner kann zu einem einfachen Aufbau der Kopplungsteile beitragen, dass jeder Kopplungsbereich
eine einzige Formschlusseingriffsaussparung oder/und einen einzigen Formschlusseingriffsvorsprung
aufweist.
[0015] Bei einer alternativen, insbesondere aus Stabilitätsgründen und aufgrund der hohen
Symmetrie besonders vorteilhaften Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass das erste
Kopplungsteil oder/und das zweite Kopplungsteil sternartig ausgebildet ist mit einer
Mehrzahl von mit gegenseitigem Abstand von dem Körperbereich sich weg erstreckenden
Formschlusseingriffsbereichen und zwischen diesen Formschlusseingriffsbereichen gebildeten
Formschlusseingriffsaussparungen zum Eingriff von Formschlusseingriffsbereichen des
jeweils anderen Kopplungsteils.
[0016] Dabei kann für eine einfach herzustellende und zuverlässig wirkende axiale Abstützung
der beiden Kopplungsteile aneinander vorgesehen sein, dass die Formschlusseingriffsaussparungen
sich in Richtung vom Körperbereich weg erweiternd ausgebildet sind, oder/und dass
die Formschlusseingriffsbereiche sich in Richtung vom Körperbereich weg verjüngend
ausgebildet sind.
[0017] Der Aufbau einer erfindungsgemäßen Kopplungsanordnung kann dadurch einfach und kostengünstig
gehalten werden, dass die beiden Kopplungsteile zueinander im Wesentlichen identisch
ausgebildet sind.
[0018] Die vorliegende Erfindung betrifft ferner eine Abgasklappe, insbesondere für den
Abgasstrom einer Brennkraftmaschine, umfassend ein Klappenrohr, eine im Inneren des
Klappenrohrs an einer um eine Schwenkachse drehbaren Schwenkwelle getragene Klappenblende
sowie einen Schwenkantrieb für die Schwenkwelle mit einem Antriebsorgan, ferner umfassend
eine das Antriebsorgan mit der Schwenkwelle zur gemeinsamen Drehung um die Schwenkachse
koppelnde Kopplungsanordnung mit dem vorangehend beschriebenen Aufbau.
[0019] Um eine stabile Ankopplung der Kopplungsanordnung bzw. der Kopplungsteile derselben
an die Schwenkwelle einerseits und das Antriebsorgan andererseits gewährleisten zu
können, wird vorgeschlagen, dass an der Schwenkwelle eine erste Gegen-Formschluss-Kopplungsformation
und an dem ersten Kopplungsbereich der Kopplungsanordnung eine mit der ersten Gegen-Formschluss-Kopplungsformation
in Kopplungseingriff stehende erste Formschluss-Kopplungsformation vorgesehen sind,
und dass an dem Antriebsorgan eine zweite Gegen-Formschluss-Kopplungsformation und
an dem zweiten Kopplungsbereich der Kopplungsanordnung eine mit der zweiten Gegen-Formschluss-Kopplungsformation
in Kopplungseingriff stehende zweite Formschluss-Kopplungsformation vorgesehen sind,
wobei vorzugsweise wenigstens eine Formschluss-Kopplungsformation oder Gegen-Formschluss-Kopplungsformation
ein Mehrkant-Außenprofil oder Sternprofil und die jeweils zugeordnete Gegen-Formschluss-Kopplungsformation
oder Formschluss-Kopplungsformation ein komplementäres Mehrkant-Innenprofil oder Sternprofil
aufweist.
[0020] Bei einer erfindungsgemäß aufgebauten Abgasklappe kann zum Bereitstellen einer definierten
Positionierung der Schwenkwelle vorgesehen sein, dass der erste Kopplungsbereich in
Richtung auf die Schwenkwelle zu vorgespannt ist und der zweite Kopplungsbereich in
Richtung auf das Antriebsorgan zu vorgespannt ist, vorzugsweise derart, dass durch
die Kopplungsanordnung die Schwenkwelle in Richtung vom Antriebsorgan weg vorgespannt
ist.
[0021] Die vorangehend angesprochene Vorspannung der beiden Kopplungsbereiche jeweils in
Richtung auf die mit diesen zur gemeinsamen Drehung zu koppelnde Baugruppe Schwenkwelle
bzw. Antriebsorgan zu kann erfindungsgemäß ferner dazu genutzt werden, eine stabile
Kopplung zwischen einem jeweiligen Kopplungsbereich und der damit zu koppelnden Baugruppe
zu erzeugen. Hierzu wird vorgeschlagen, dass die erste Gegen-Formschluss-Kopplungsformation
sich in Richtung auf das Antriebsorgan zu verjüngend ausgebildet ist, oder/und dass
die zweite Gegen-Formschluss-Kopplungsformation sich in Richtung auf die Schwenkwelle
zu verjüngend ausgebildet ist.
[0022] Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beiliegenden Figuren
detailliert beschrieben. Es zeigt:
- Fig. 1
- eine Seitenansicht einer Abgasklappe mit einem zugeordneten Klappenantrieb;
- Fig. 2
- eine erste Ausgestaltungsform einer Kopplungsanordnung in perspektivischer Ansicht;
- Fig. 3
- die Kopplungsanordnung der Fig. 2 in Seitenansicht;
- Fig. 4
- ein Kopplungsteil der Kopplungsanordnung der Fig. 2 in Draufsicht;
- Fig. 5
- eine der Fig. 2 entsprechende Darstellung einer alternativ ausgestalteten Kopplungsanordnung;
- Fig. 6
- die Kopplungsanordnung der Fig. 5 in Seitenansicht;
- Fig. 7
- ein Kopplungsteil der Kopplungsanordnung der Fig. 5 in Draufsicht;
- Fig. 8
- ein Kopplungsteil einer alternativen Ausgestaltungsart einer Kopplungsanordnung in
Draufsicht.
- Fig. 9
- eine Seitenansicht einer Kopplungsanordnung mit Kopplungsteilen der Ausgestaltungsart
der Fig. 8;
- Fig. 10
- eine perspektivische Ansicht einer Kopplungsanordnung einer alternativen Ausgestaltungsart;
- Fig. 11
- die Kopplungsanordnung der Fig. 11 in Seitenansicht;
- Fig. 12
- eine perspektivische Ansicht der Kopplungsanordnung der Fig. 10;
- Fig. 13
- in ihren Darstellungen a), b), c) und d) verschiedene Beispiele für die Ausgestaltung
von Formschluss-Kopplungsformationen bzw. Gegen-Formschluss-Kopplungsformationen;
- Fig.14
- eine Detailansicht der mit einem Antriebsorgan bzw. einer Schwenkwelle gekoppelten
Kopplungsbereiche einer Kopplungsanordnung.
[0023] Die Fig. 1 zeigt in Seitenansicht eine allgemein mit 10 bezeichnete und beispielsweise
in einer Abgasanlage einer Brennkraftmaschine einsetzbare Abgasklappe mit einem dieser
zugeordneten Klappenantrieb 12. Die Abgasklappe 10 umfasst ein Klappenrohr 14, in
welchem eine allgemein mit 16 bezeichnete Klappenblende an einer Schwenkwelle 18 um
eine Schwenkachse A schwenkbar getragen ist. Die Klappenblende 16 umfasst zwei Klappenflügel
20, 22, welche bei in einer Sperrstellung positionierter Klappenblende 16 an am Innenumfang
des Klappenrohrs 14 vorgesehenen Flügelanschlägen 24, 26 anliegen. Die Schwenkwelle
18 ist an ihren beiden axialen Endbereichen 28, 30 bezüglich des Klappenrohrs 14 vermittels
jeweiliger Lageranordnungen um die Schwenkachse A drehbar bzw. schwenkbar getragen.
In ihrem ersten axialen Endbereich 28 ist die Schwenkwelle 18 vermittels einer nachfolgend
beschriebenen Kopplungsanordnung 32 mit einem Antriebsorgan 34 des Klappenantriebs
12, beispielsweise einer Antriebswelle, zur gemeinsamen Drehung gekoppelt. In diesem
Bereich kann die Schwenkwelle 18 direkt oder über ein damit drehfestes Bauteil an
die Kopplungsanordnung 32 angekoppelt sein.
[0024] Eine erste Ausgestaltungsart einer Kopplungsanordnung 32 ist in den Fig. 2 bis 4
dargestellt. Die Kopplungsanordnung 32 umfasst ein mit der Schwenkwelle 18 zur gemeinsamen
Drehung gekoppeltes erstes Kopplungsteil 36 sowie ein dazu baugleiches und mit dem
Antriebsorgan 34 zur gemeinsamen Drehung gekoppeltes zweites Kopplungsteil 38. Die
beiden Kopplungsteile 36, 38 sind aus Flachmaterial bzw. Bandmaterial, vorzugsweise
aus Blechmaterial, wie z.B. Stahlblech, insbesondere Federstahlblech, oder Titanblech,
aufgebaut und durch Austrennen aus einem plattenartigen Blechrohling bereitgestellt.
[0025] Wie anhand des in Fig. 4 dargestellten ersten Kopplungsteils 36 veranschaulicht,
umfasst jedes der beiden Kopplungsteile 36, 38 in einem zentralen Bereich einen plattenartigen
Körperbereich 40, wobei im Körperbereich 40 des Kopplungsteils 36 dessen erster Kopplungsbereich
42 zur drehfesten Ankopplung an die Schwenkwelle 18 bereitgestellt ist und im Körperbereich
40 des zweiten Kopplungsteils 38 dessen zweiter Kopplungsbereich 44 zur drehfesten
Ankopplung an das Antriebsorgan 34 bereitgestellt ist. Jeder der beiden Kopplungsbereiche
42, 44 umfasst vorzugsweise eine Formschluss-Kopplungsformation 46, die mit einer
komplementär geformten Gegen-Formschluss-Kopplungsformation 48 der Schwenkwelle 18
bzw. des Antriebsorgans 34 in Drehkopplungseingriff ist. Wie beispielsweise in den
Fig. 2 und 4 erkennbar, kann jede Formschluss-Kopplungsformation 46 zwei beispielsweise
kreissegmentartige Aussparungen aufweisen, in welche komplementär geformte Vorsprünge
der zugeordneten Gegen-Formschluss-Kopplungsformation 48 eingreifen. Da die beiden
Kopplungsteile 36, 38 vorzugsweise baugleich zueinander sind, sind vorteilhafterweise
auch die an der Schwenkwelle 18 bzw. am Antriebsorgan 34 vorgesehenen Gegen-Formschluss-Kopplungsformationen
48 zueinander baugleich ausgebildet.
[0026] An einander bezüglich der Schwenkachse A entgegengesetzten Endbereichen des Körperbereichs
40 weist jedes der Kopplungsteile 36, 38 bezüglich des Körperbereichs 40 in der gleichen
axialen Richtung angewinkelte Formschlusseingriffsbereiche 50, 52 auf. Auch diese
können, ebenso wie der Körperbereich 40, im Wesentlichen planar ausgebildet sein.
Im Formschlusseingriffsbereich 50 ist eine schlitzartige Formschlusseingriffsaussparung
54 ausgebildet, deren Längserstreckung im Wesentlichen orthogonal zur Längserstreckung
des gesamten Kopplungsteils 36 bzw. 38 ist. Im anderen Formschlusseingriffsbereich
52 ist ein in Richtung vom Körperbereich 40 sich weg erstreckender Formschlusseingriffsvorsprung
56 ausgebildet. Dieser ist so bemessen, dass er in die Formschlusseingriffsaussparung
54 des jeweils anderen Körperteils eingesteckt werden kann.
[0027] Wie die Fig. 2 und 4 zeigen, sind die beiden Kopplungsteile 36, 38 an der Schwenkwelle
18 bzw. dem Antriebsorgan 34 so angebracht, dass ihre beiden Körperbereiche 40 zueinander
im Wesentlichen parallel und zur Schwenkachse A im Wesentlichen orthogonal orientiert
sind, während die Formschlusseingriffsbereiche 50, 52 der beiden Kopplungsteile 36,
38 sich auf das jeweils andere Kopplungsteil 38 bzw. 36 zu erstreckend orientiert
sind. Dabei greift der Formschlusseingriffsvorsprung 56 am Formschlusseingriffsbereich
52 des ersten Kopplungsteils 36 in die Formschlusseingriffsaussparung 54 am Formschlusseingriffsbereich
50 des zweiten Kopplungsteils 38 ein. Der Kopplungsvorsprung 56 am Formschlusseingriffsbereich
52 des zweiten Kopplungsteils 38 greift in die Formschlusseingriffsaussparung 54 am
Formschlusseingriffsbereich 50 des ersten Kopplungsteils 36 ein. Da die Formschlusseingriffsvorsprünge
56 und Formschlusseingriffsaussparungen 54 so aufeinander abgestimmt sind, dass diese
im Wesentlichen spielfrei ineinander eingreifen, ist eine stabile und definierte Drehkopplung
der beiden Kopplungsteile 36, 38 miteinander gewährleistet. Dies wird dadurch unterstützt,
dass im Einbauzustand die beiden Kopplungsteile 36, 38 mit ihren Formschlusseingriffsbereichen
50, 52 in axialer Richtung unter Vorspannung aneinander anliegen, so dass das erste
Kopplungsteil 36 durch seine axiale Abstützung am zweiten Kopplungsteil 38 in Richtung
vom Antriebsorgan 34 bzw. dem Klappenantrieb 12 weg und in Richtung auf die Schwenkwelle
18 zu vorgespannt ist. Dadurch wird eine axiale Last auf die Schwenkwelle 18 ausgeübt,
so dass diese, trotz des unvermeidbaren Lagerspiels in den die Schwenkwelle 18 bezüglich
des Klappenrohrs 14 drehbar lagernden Lagern, in definierter axialer Positionierung
gehalten ist. Durch diese axiale Abstützung bzw. Vorspannung der beiden Kopplungsteile
36, 38 aneinander wird gleichzeitig auch ein definierter Eingriff der Formschluss-Kopplungsformationen
46 mit den Gegen-Formschluss-Kopplungsformationen 48 gewährleistet.
[0028] Eine alternative Ausgestaltungsart einer Kopplungsanordnung ist in den Fig. 5 bis
7 dargestellt. Diese entspricht weitestgehend der vorangehend mit Bezug auf die Fig.
2 bis 4 beschriebenen Ausgestaltungsform. Komponenten bzw. Bereiche, welche vorangehend
beschriebenen Komponenten bzw. Bereichen entsprechen, sind mit den gleichen Bezugszeichen
bezeichnet.
[0029] Man erkennt, dass bei der in den Fig. 5 bis 7 dargestellten Ausgestaltungsform die
ebenfalls als Gleichteile ausgebildeten Kopplungsteile 36, 38 in ihrem Formschlusseingriffsbereich
50 mit einer in Richtung vom Körperbereich 40 weg offenen Kopplungsaussparung 54 ausgebildet
sind. Dies vereinfacht den Vorgang des axialen Zusammenfügens der beiden Kopplungsteile
36, 38, da diese zur Herstellung eines jeweiligen Formschlusseingriffsvorsprungs 56
in die zugeordnete Formschlusseingriffsaussparung 54 lediglich axial aufeinander zu
bewegt werden müssen, so dass die paarweise einander zugeordneten Formschlusseingriffsbereiche
50, 52 in axiale Anlage aneinander kommen. Ein Vorgang zum Einfädeln bzw. Einführen
eines jeweiligen Kopplungsvorsprungs in eine schlitzartige Kopplungsaussparung ist
dabei nicht erforderlich.
[0030] Eine weitere alternative Ausgestaltungsart einer Kopplungsanordnung bzw. eines Kopplungsteils
dafür ist in den Fig. 8 und 9 gezeigt. Komponenten bzw. Bereiche, welche vorangehend
beschriebenen Komponenten bzw. Bereichen entsprechen, sind mit den gleichen Bezugszeichen
unter Hinzufügung eines Anhangs "a" bezeichnet.
[0031] Auch bei der Kopplungsanordnung 32a der Fig. 8 und 9 werden für die beiden Kopplungsteile
36a, 38a Gleichteile verwendet. Wie in Fig. 8 anhand des Kopplungsteils 36a beispielhaft
dargestellt, umfassen auch diese Kopplungsteile 36a, 38a einen beispielsweise plattenartigen
Körperbereich 40a mit der zentral darin ausgebildeten Formschluss-Kopplungsformation
46a zum Eingriff einer jeweiligen Gegen-Formschluss-Kopplungsformation 48a der Schwenkwelle
18a bzw. des Antriebsorgans 34a. An einander entgegengesetzt orientierten Endbereichen
des Körperbereichs 40a schließen die beiden Formschlusseingriffsbereiche 50a bzw.
52a an. In jedem Formschlusseingriffsbereich 50a, 52a sind jeweils eine Formschlusseingriffsaussparung
54a und ein Formschlusseingriffsvorsprung 56a vorgesehen. Dabei kann die Formschlusseingriffsaussparung
54a der vorangehend mit Bezug auf die Fig. 4 beschriebenen Gestalt entsprechen, also
schlitzartig ausgebildet sein, und sich etwas näher als der zugeordnete Formschlusseingriffsvorsprung
56a am Körperbereich 40a befinden.
[0032] Beim Zusammenbau der Kopplungsanordnung 32a mit der Schwenkwelle 18a und dem Antriebsorgan
34a kann beispielsweise so vorgegangen werden, dass die Formschlusseingriffsvorsprünge
56a des Kopplungsteils 36a in die Formschlusseingriffsaussparungen 54a des Kopplungsteils
38a eingeführt werden und zwar derart, dass unter Abstützung der beiden Kopplungsteile
36a, 38a an der Schwenkwelle 18a bzw. dem Antriebsorgan 34a die beiden Kopplungsteile
36a, 38a sich aneinander in Richtung der Schwenkachse A auch unter elastischer Verformung
derselben abstützen und dadurch die Schwenkwelle 18a in Richtung vom Antriebsorgan
34a weg vorspannen. Dabei kann beispielsweise nach dem Aneinanderanbringen der beiden
Kopplungsteile 36a, 38a die gesamte Kopplungsanordnung 32a zunächst mit der Schwenkwelle
18a oder dem Antriebsorgan 34a in Drehkopplungseingriff gebracht werden und dann die
so bereitgestellte Baugruppe an die jeweils andere Baugruppe herangeführt und das
zugeordnete Kopplungsteil in Drehkopplungseingriff damit gebracht werden.
[0033] Es sei darauf hingewiesen, dass die vorangehend beschriebenen Kopplungsanordnungen
bzw. die Kopplungsteile derselben auch in anderer Konfiguration bereitgestellt werden
können. So könnte beispielsweise der Körperbereich nicht im Wesentlichen planar, sondern
gekrümmt ausgebildet sein, und mit dieser Krümmung in die jeweiligen Formschlusseingriffsbereiche
übergehen, so dass beispielsweise auch das gesamte Kopplungsteil eine krümmungsartige
Konfiguration aufweist, bei welcher gleichermaßen die Formschlusseingriffsbereiche
im Bereich der daran vorgesehenen Formschlusseingriffsvorsprünge bzw. Formschlusseingriffsaussparungen
angewinkelt sind zu demjenigen Bereich, in welchem die Kopplungsbereiche am Antriebsorgan
bzw. der Schwenkwelle angebracht werden. Auch könnten in den Formschlusseingriffsbereichen
beispielsweise mehrere Formschlusseingriffsaussparungen und entsprechend auch mehrere
Formschlusseingriffsvorsprünge vorgesehen sein, so dass ein verzahnungsartiger Eingriff
der beiden Kopplungsteile ineinander erreicht werden kann.
[0034] Bei einer Ausgestaltungsform, bei welcher die beiden Kopplungsteile nicht als Gleichteile
ausgebildet sind, können an einem der Kopplungsteile in beiden Formschlusseingriffsbereichen
Formschlusseingriffsaussparungen vorgesehen sein, beispielsweise sowie in Figur 7
anhand der Formschlusseingriffsaussparung 54 dargestellt, während am anderen Kopplungsteil
in beiden Formschlusseingriffsbereichen Formschlusseingriffsvorsprünge vorgesehen
sind. Die Grundstruktur derartiger Kopplungsteile entspricht der in den Fig. 2-9 dargestellten
Struktur, beispielsweise mit einem plattenartigen Körperbereich und in entgegengesetzten
Endbereichen davon sich angewinkelt weg erstreckenden Formschlusseingriffsbereichen
entweder mit Formschlusseingriffsaussparungen oder Formschlusseingriffsvorsprüngen.
[0035] Eine weitere alternative Ausgestaltungsart einer Kopplungsanordnung dargestellt.
Komponenten bzw. Bereiche, welche vorangehend beschriebenen Komponenten bzw. Bereichen
entsprechen, sind mit den gleichen Bezugszeichen unter Hinzufügung eines Anhangs "b"
bezeichnet.
[0036] Bei der Kopplungsanordnung 32b der Fig. 10 bis 12 sind die beiden Kopplungsteile
36b, 38b als Gleichteile ausgebildet. Jedes der Kopplungsteile 36b, 38b weist eine
im Wesentlichen sternartige Konfiguration mit einem jeweiligen plattenartig bzw. planar
ausgebildeten Körperbereich 40b und in einem Außenumfangsbereich desselben einer Mehrzahl
von von dem Körperbereich 40b mit Umfangsabstand bezüglich der Schwenkachse A und
bezüglich des Körperbereichs 40b sich angewinkelt erstreckenden Formschlusseingriffsbereichen
58b auf. In Umfangsrichtung zwischen benachbarten Formschlusseingriffsbereichen 58b
sind jeweilige Formschlusseingriffsaussparungen 60b vorgesehen. Im zusammengefügten
Zustand greifen die Formschlusseingriffsbereiche 58b von einem der beiden Kopplungsteile
36b, 38b in die Formschlusseingriffsaussparungen 60b des anderen Kopplungsteils 38b,
36b ein und stützen sich daran in Richtung der Schwenkachse A ab. Auch bei dieser
Ausgestaltungsform, bei welcher die beiden Kopplungsteile 36b, 38b vorzugsweise aus
federelastischem Material, wie z.B. Stahlblech oder Titanblech aufgebaut sind, wird
auf Grund dieser federelastischen Abstützung der beiden Kopplungsteile 36b, 38b eine
auf die Schwenkwelle 18b wirkende Axiallast ausgeübt, welche diese in eine definierte
Positionierung vorspannt. Dieser Eingriff der beiden Kopplungsteile 36b, 38b ineinander
wird dadurch vereinfacht, dass die Formschlusseingriffsaussparungen 60b in Richtung
vom Körperbereich 40b weg sich erweiternd ausgebildet sind bzw. die Formschlusseingriffsbereiche
58b in Richtung vom Körperbereich 40b sich verjüngend ausgebildet sind. Auf Grund
dieser Konfiguration bzw. auf Grund des gegenseitigen Eingriffs wird gleichzeitig
auch eine Zentrierung der beiden Kopplungsteile 36b, 38b bezüglich der Schwenkachse
A erreicht.
[0037] Es sei darauf hingewiesen, dass selbstverständlich bei der in den Fig. 10 bis 12
dargestellten Ausgestaltungsform die beiden Kopplungsteile 36b, 38b mit anderer Anzahl
an Formschlusseingriffsbereichen 58b bzw. Formschlusseingriffsaussparungen 60b bereitgestellt
werden könnten. Auch könnten die beiden Kopplungsteile 36b, 38b zumindest in ihrem
jeweiligen Körperbereich 40b mit einer von der dargestellten planaren Struktur abweichenden,
beispielsweise schalenartig gewölbten Struktur ausgebildet sein und sich entsprechend
gewölbt in den dann gleichermaßen bezüglich des Körperbereichs 40b angewinkelten Formschlusseingriffsbereichen
58b fortsetzen.
[0038] Die Fig. 13 zeigt in ihren Darstellungen a) bis d) verschiedene Beispiele für die
Ausgestaltung der am Antriebsorgan 34 bzw. der Schwenkwelle 18 vorgesehenen Gegen-Formschluss-Kopplungsformationen
48, die selbstverständlich auch bei den in den Figuren 8-12 dargestellten Ausgestaltungsformen
zum Einsatz kommen können.
[0039] Die Gegen-Formschluss- Kopplungsformation 48 der Fig. 13a) ist grundsätzlich mit
einem Mehrkant-Außenprofil in Form eines Dreiecks ausgebildet. Auch die Fig. 13b)
zeigt ein Mehrkant-Außenprofil, hier in Form eines Außensechskants. Es ist darauf
hinzuweisen, dass selbstverständlich auch eine andere Anzahl an Ecken bzw. Kanten,
beispielsweise eine 4-eckige oder 5-eckige Ausgestaltung möglich ist.
[0040] Die Fig. 13c) zeigt eine sternartige Ausgestaltung der Gegen-Formschluss-Kopplungsformation
48, die beispielsweise an die Geometrie eines für einen TORX-Schraubenkopf einzusetzenden
Schraubwerkzeugs angelehnt sein kann. Es ist darauf hinzuweisen, dass bei einer derartigen
sternartigen Ausgestaltung die Anzahl an nach außen vorspringenden Zacken anders sein
kann, als in Fig. 13c) dargestellt.
[0041] In Fig. 13d) ist eine Struktur gezeigt, die beispielsweise der in Fig. 5 erkennbaren
Struktur entsprechen kann. Die Gegen-Formschluss-Kopplungsformation 48 weist hier
zwei nebeneinanderliegende und axial vorspringende Eingriffsbereiche mit jeweils halbkreisartiger
Umfangsgeometrie und gegenseitigem Abstand auf. Insbesondere im Zusammenhang mit dieser
Ausgestaltungsform ist darauf hinzuweisen, dass die Gegen-Formschluss-Kopplungsformation
48 eine andere Anzahl an derartigen Vorsprüngen mit anderen Geometrien aufweisen kann.
[0042] In Zuordnung zu einer jeweiligen Gegen-Formschluss-Kopplungsformation 48, die jeweils
durch die Ausgestaltung der axialen Endbereiche der Schwenkwelle 18 bzw. des Antriebsorgans
34 bzw. daran festzulegender und diese somit axial fortsetzender Komponenten bereitgestellt
ist, sind die Formschluss-Kopplungsformationen 46 an den Kopplungsteilen 36, 38 komplementär,
also als entsprechend geformte und dimensionierte Öffnungen ausgebildet, welche eine
im Wesentlichen spielfreie Aufnahme einer jeweiligen Gegen-Formschluss-Kopplungsformation
48 gewährleisten. Ein axialer Zusammenhalt der Kopplungsteile 36, 38 mit der Schwenkwelle
18 bzw. dem Antriebsorgan 34 kann einerseits dadurch gewährleistet werden, dass die
Kupplungsteile 36, 38 sich mit ihren Kopplungsbereichen 42, 44 an jeweiligen schulterartigen
Radialvorsprüngen an der Schwenkwelle 18 bzw. am Antriebsorgan 34 axial abstützen.
Zusätzlich kann zur axialen Festlegung in der jeweils anderen Richtung in das axiale
Ende der Schwenkwelle 18 bzw. des Antriebsorgans 34 ein Befestigungsbolzen, beispielsweise
Schraubbolzen oder Nietbolzen, eingebracht werden, der, beispielsweise in Verbindung
mit einer Beilagscheibe, ein jeweiliges Kopplungsteil 36 bzw. 38 radial übergreift
und somit ein Loslösen desselben verhindert.
[0043] Die Fig. 14 zeigt ein besonders vorteilhaftes Beispiel für die Ausgestaltung der
Gegen-Formschluss-Kopplungsformationen 48. Hier sind die axialen Endbereiche der Schwenkwelle
18 bzw. des Antriebsorgans 34 auf das jeweils andere Bauteil zu sich verjüngend, beispielsweise
konisch verjüngend, ausgebildet. Dies kann bei allen, insbesondere den mit Bezug auf
die Fig. 13 erläuterten Formgebungen der Gegen-Formschluss-Kopplungsformationen 48
realisiert werden.
[0044] Durch diese sich verjüngende Gestalt der Gegen-Formschluss-Kopplungsformationen 48
kann unter Berücksichtigung des Umstandes, dass die beiden Kopplungsbereiche 42, 44
in der vorangehend erläuterten Art und Weise durch eine Kraft F in Richtung voneinander
weg und somit auf die Schwenkwelle 18 bzw. das Antriebsorgan 34 zu vorgespannt sind,
gewährleistet werden, dass einerseits die Gegen-Formschluss-Kopplungsformationen 48
leicht in die zugeordneten Formschluss-Kopplungsformationen 46 eingeführt werden können,
durch die Vorspannung der Kopplungsbereiche 42, 44 gegen die Schwenkwelle 18 bzw.
das Antriebsorgan 34 und die dabei entstehende axiale Abstützung an den sich verjüngenden
Bereichen gleichzeitig ein spielfreier und somit eine definierte Drehkopplung erzeugender
Eingriff gewährleistet ist. Auf das Vorsehen zusätzlicher Befestigungsorgane, wie
zum Beispiel Schraubbolzen, Nietbolzen und Beilagscheiben, durch welche ein axial
fester Zusammenhalt der jeweiligen Kopplungsteile 36, 38 mit der Schwenkwelle 18 bzw.
dem Antriebsorgan 34 gewährleistet werden kann, kann verzichtet werden. Die Kopplungsanordnung
32 ist durch ihre eigene axiale Vorspannung selbst in Eingriff mit der Schwenkwelle
18 bzw. den Antriebsorgan 34 gehalten bzw. dazwischen zentriert.
[0045] Obgleich die vorangehend beschriebene Ankopplung der Kopplungsanordnung 32 an die
Schwenkwelle 18 bzw. das Antriebsorgan 34 aufgrund des einfachen Aufbaus und der definierten
Drehkopplung besonders vorteilhaft ist, sei abschließend darauf hingewiesen, dass
grundsätzlich auch andere Arten der Verbindung, wie zum Beispiel Verschraubung bzw.
Vernietung, vorzugsweise mit jeweils mehreren Bolzen, Verschweißen, Verstemmen oder
dergleichen, zur Anbindung der Kopplungsanordnung 32 an die Schwenkwelle 18 oder/und
das Antriebsorgan 34 eingesetzt werden können.
[0046] Mit der Ausgestaltung der Kopplungsanordnung mit zwei in Formschlusseingriff bringbaren
Kopplungsteilen kann bei der Montage jedes der Kopplungsteile zunächst mit der zugeordneten
Baugruppe, also der Abgasklappe oder dem Klappenantrieb, zusammengebaut werden. Danach
kann der Klappenantrieb mit dem daran angebrachten zweiten Kopplungsteil an das bereits
an der Abgasklappe montierte erste Kopplungsteil herangeführt werden, um den Eingriff
herzustellen. Nachfolgend wird der Klappenantrieb beispielsweise durch Verschraubung
festgelegt.
1. Kopplungsanordnung zur Drehkopplung einer um eine Schwenkachse zu drehenden Schwenkwelle
einer Klappenblende einer Abgasklappe mit einem Antriebsorgan, umfassend ein erstes
Kopplungsteil (36; 36a; 36b) mit einem zur Ankopplung an die Schwenkwelle (18; 18a;
18b) ausgebildeten ersten Kopplungsbereich (42; 42a; 42b) und ein zweites Kopplungsteil
(38; 38a; 38b) mit einem zur Ankopplung an das Antriebsorgan (34; 34a; 34b)ausgebildeten
zweiten Kopplungsbereich (44; 44a; 44b), wobei im Kopplungszustand das erste Kopplungsteil
(36; 36a, 36b) und das zweite Kopplungsteil (38; 38a; 38b) in Drehkopplungs-Formschlusseingriff
miteinander stehen und in Richtung der Schwenkachse aneinander abgestützt sind.
2. Kopplungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Kopplungsteil (36; 36a; 36b) und das zweite Kopplungsteil (38; 38a; 38b)
mit Blechmaterial, vorzugsweise Stahlblech oder Titanblech, ausgebildet sind.
3. Kopplungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Kopplungsteil (36; 36a; 36b) oder/und das zweite Kopplungsteil (38; 38a;
38b) einen dessen Kopplungsbereich (42, 44; 42a, 44a; 42b, 44b) bereitstellenden,
vorzugsweise im Wesentlichen plattenartigen Körperbereich (40; 40a; 40b) und ausgehend
von dem Körperbereich (40; 40a; 40b) und bezüglich des Körperbereichs (40; 40a; 40b)
angewinkelt wenigstens zwei Formschlusseingriffsbereiche (50; 52; 50a, 52a; 58b) aufweist.
4. Kopplungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Kopplungsteil (36; 36a) oder/und das zweite Kopplungsteil (38; 38a) zwei
vom Körperbereich (40; 40a) sich voneinander weg erstreckende Formschlusseingriffsbereiche
(50, 52; 50a, 52a) aufweist, vorzugsweise wobei die beiden Formschlusseingriffsbereiche
(50, 52; 50a, 52a) sich bezüglich der Schwenkachse (A) in entgegengesetzten Richtungen
vom Körperbereich (40; 40a) weg erstrecken.
5. Kopplungsanordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass am ersten Kopplungsteil (36; 36a) oder/und am zweiten Kopplungsteil (38; 38a) wenigstens
ein Formschlusseingriffsbereich (50; 50a) wenigstens eine Formschlusseingriffsaussparung
(54; 54a) zum Formschlusseingriff eines Formschlusseingriffsvorsprungs (56; 56a) eines
Formschlusseingriffsbereichs (52; 52a) des anderen Kopplungsteils (38, 36; 38a, 36a)
aufweist, oder/und dass am ersten Kopplungsteil (36; 36a) oder/und am zweiten Kopplungsteil
(38; 38a) wenigstens ein Formschlusseingriffsbereich (52; 52a) wenigstens einen Formschlusseingriffsvorsprung
(56; 56a) zum Formschlusseingriff in eine Formschlusseingriffsaussparung (54; 54a)
eines Formschlusseingriffsbereichs (50; 50a) des anderen Kopplungsteils (38, 36; 38a,
36a) aufweist.
6. Kopplungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kopplungsteil von erstem Kopplungsteil (36; 36a) und zweitem Kopplungsteil (38;
38a) in seinen beiden Formschlusseingriffsbereichen (50, 52; 50a, 52a) jeweils wenigstens
eine Formschlusseingriffsaussparung (54; 54a) aufweist und das andere Kopplungsteil
von erstem Kopplungsteil (36; 36a) und zweitem Kopplungsteil (38; 38a) in seinen beiden
Formschlusseingriffsbereichen (50, 52; 50a, 52a) jeweils wenigstens einen Formschlusseingriffsvorsprung
(56; 56a) aufweist.
7. Kopplungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Kopplungsteil (36a) und das zweite Kopplungsteil (38a) in jedem Formschlusseingriffsbereich
(50a, 52a) wenigstens eine Formschlusseingriffsaussparung (54a) und wenigstens einen
Formschlusseingriffsvorsprung (56a) aufweisen.
8. Kopplungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei wenigstens einem Formschlusseingriffsbereich (50a, 52a) die wenigstens eine Formschlusseingriffsaussparung
(54a) näher am Körperbereich (40a) des Kopplungsteils (36a, 38a) angeordnet ist als
der wenigstens eine Formschlusseingriffsvorsprung (56a).
9. Kopplungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass am ersten Kopplungsteil (36; 36a) und am zweiten Kopplungsteil (38; 38a) ein Formschlusseingrififsbereich
(50; 50a) wenigstens eine Formschlusseingrififsaussparung (54; 54a) und der andere
Formschlusseingriffsbereich (52; 52a) wenigstens einen Formschlusseingrififsvorsprung
(56; 56a) aufweist, vorzugsweise wobei wenigstens eine Formschlusseingrififsaussparung
(54) aufweisende Formschlusseingrififsbereiche (50) keinen Formschlusseingrififsvorsprung
(56) aufweisen und wenigstens einen Formschlusseingrififsvorsprung (50) aufweisende
Formschlusseingrififsbereiche (52) keine Formschlusseingrififsaussparung (54) aufweisen.
10. Kopplungsanordnung nach einem der Ansprüche 5-9, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Kopplungsbereich (50, 52; 50a, 52a) eine einzige Formschlusseingrififsaussparung
(54; 54a) oder/und einen einzigen Formschlusseingriffsvorsprung (56; 56a) aufweist.
11. Kopplungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Kopplungsteil (36b) oder/und das zweite Kopplungsteil (38b) sternartig
ausgebildet ist mit einer Mehrzahl von mit gegenseitigem Abstand von dem Körperbereich
(40b) sich weg erstreckenden Formschlusseingriffsbereichen (58b) und zwischen diesen
Formschlusseingrififsbereichen (58b) gebildeten Formschlusseingrififsaussparungen
(60b) zum Eingriff von Formschlusseingrififsbereichen (58b) des jeweils anderen Kopplungsteils.
12. Kopplungsanordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Formschlusseingrififsaussparungen (60b) sich in Richtung vom Körperbereich (40b)
weg erweiternd ausgebildet sind, oder/und dass die Formschlusseingrififsbereiche (58b)
sich in Richtung vom Körperbereich (40b) weg verjüngend ausgebildet sind.
13. Kopplungsanordnung nach einem der Ansprüche 1-12, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Kopplungsteile (36, 38; 36a, 38a; 36b, 38b) zueinander im Wesentlichen
identisch ausgebildet sind.
14. Abgasklappe, insbesondere für den Abgasstrom einer Brennkraftmaschine, umfassend ein
Klappenrohr (14), eine im Inneren des Klappenrohrs (14) an einer um eine Schwenkachse
(A) drehbaren Schwenkwelle (18) getragene Klappenblende (16) sowie einen Schwenkantrieb
(12) für die Schwenkwelle (18; 18a; 18b) mit einem Antriebsorgan (34), ferner umfassend
eine das Antriebsorgan (34; 34a; 34b) mit der Schwenkwelle (18; 18a; 18b) zur gemeinsamen
Drehung um die Schwenkachse (A) koppelnde Kopplungsanordnung (32; 32a; 32b) nach einem
der vorangehenden Ansprüche.
15. Abgasklappe nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass an der Schwenkwelle (18; 18a; 18b) eine erste Gegen-Formschluss-Kopplungsformation
(48; 48a; 48b) und an dem ersten Kopplungsbereich (42; 42a; 42b) der Kopplungsanordnung
(32; 32a; 32b) eine mit der ersten Gegen-Formschluss-Kopplungsformation (48; 48a;
48b) in Kopplungseingriff stehende erste Formschluss-Kopplungsformation (46; 46a;
46b) vorgesehen sind, und dass an dem Antriebsorgan (34; 34a, 34b) eine zweite Gegen-Formschluss-Kopplungsformation
und an dem zweiten Kopplungsbereich der Kopplungsanordnung (32; 32a; 32b) eine mit
der zweiten Gegen-Formschluss-Kopplungsformation in Kopplungseingriff stehende zweite
Formschluss-Kopplungsformation vorgesehen sind, wobei vorzugsweise wenigstens eine
Formschluss-Kopplungsformation (46; 46a; 46b) oder Gegen-Formschluss-Kopplungsformation
(48; 48a; 48b) ein Mehrkant-Außenprofil oder Sternprofil und die jeweils zugeordnete
Gegen-Formschluss-Kopplungsformation (48; 48a; 48b) oder Formschluss-Kopplungsformation
(46; 46a; 46b) ein komplementäres Mehrkant-Innenprofil oder Sternprofil aufweist.
16. Abgasklappe nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Kopplungsbereich (42; 42a; 42b) in Richtung auf die Schwenkwelle (18) zu
vorgespannt ist und der zweite Kopplungsbereich (44; 44a; 44b) in Richtung auf das
Antriebsorgan (34) zu vorgespannt ist, vorzugsweise derart, dass durch die Kopplungsanordnung
(32) die Schwenkwelle (18) in Richtung vom Antriebsorgan (34) weg vorgespannt ist.
17. Abgasklappe nach Anspruch 15 und Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Gegen-Formschluss-Kopplungsformation (48; 48a; 48b) sich in Richtung auf
das Antriebsorgan (34) zu verjüngend ausgebildet ist, oder/und dass die zweite Gegen-Formschluss-Kopplungsformation
sich in Richtung auf die Schwenkwelle (18) zu verjüngend ausgebildet ist.