DE19512885A1

DE19512885A1 - Drosselklappenstutzen

Info

Publication number: DE19512885A1
Application number: DE1995112885
Authority: DE
Inventors: Jan Weimar
Original assignee: Mannesmann VDO AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1995-04-06
Filing date: 1995-04-06
Publication date: 1996-10-10

Description

Die Erfindung betrifft einen Drosselklappenstutzen mit einer in einem Gehäuse schwenkbar angeordneten Drosselklappe.

Drosselklappenstutzen der vorstehenden Art sind zur Regelung der Ansaugluft von Ottomotoren in Kraftfahrzeugen allgemein bekannt.

Solche Drosselklappenstutzen sollen möglichst weitgehend dicht schließen und gleichfalls aber aus der Schließstellung heraus wieder leichtgängig zu öffnen sein. Dies erfordert eine hohe Durchmessergenauigkeit und Rundheit des Gehäuses des Drosselklappenstutzens und der Drosselklappe.

Um diese Fertigungsgenauigkeit zu vermeiden, ist es bekannt, zur Verminderung des Leckluftdurchsatzes eine in der Mantelfläche der Drosselklappe umlaufende Nut vorzusehen, in der ein federnder Ring eingesetzt wird.

Es ist auch bekannt, im Randbereich der Drosselklappe eine Federmanschette anzuordnen, die mit zwei aus dem Drosselklappenrand herausbewegbaren Bogenstücken gegen eine Stellfläche des Gehäuses des Drosselklappenstut zens anliegt.

Derartige Lösungen sind kompliziert im Aufbau und erfordern deshalb einen hohen Fertigungsaufwand. Die zur Abdichtung der Drosselklappe gegenüber dem Gehäuse vorgesehenen federnden Ringe oder Federmanschetten sind nicht in der Lage, Abweichungen in der Rundheit des Gehäuses des Drossel klappenstutzens auszugleichen, da die Umfangsfläche der Dichtelemente nicht veränderbar ist.

Das führt in Schließstellung der Drosselklappe zu hohen Leckluftwerten, wäh rend bei Öffnung der Drosselklappe aus der Schließstellung eine unkontrollierte Verwirbelung der Luftströmung auftritt. Die undefinierte Veränderung des Luft durchtrittsquerschnitts im Moment der Öffnung der Drosselklappe aus der Schließstellung bewirkt damit eine sprunghafte Änderung der den Luftdurchsatz beschreibenden Drehwinkel-Luftmassen-Kennlinie.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Drosselklappenstutzen der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem mit einfachen Mitteln, ohne großen Fertigungsaufwand und ohne Einhaltung hoher Fertigungstoleranzen an der Drosselklappe und dem Gehäuse des Drosselklappenstutzens hohe Leckluftwerte vermieden werden und eine ausreichende und zuverlässige Abdichtung der Drosselklappe gegenüber dem Gehäuse des Drosselklappen stutzens erreicht wird.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der zur Anlage an das Gehäuse des Drosselklappenstutzens gelangende, radial umlaufende Randbe reich der Drosselklappe mit einer plastisch und/oder elastisch verformbaren, etwa radial hervorstehenden Dichtlippe versehen ist, die in Schließstellung der Drosselklappe an der Innenwand des Gehäuses in Anlage ist.

Eine Dichtheit der Drosselklappe gegenüber dem Gehäuse in Schließstellung ist dadurch gegeben, daß beim Verschwenken der Drosselklappe in Schließstellung die etwa radial hervorstehende Dichtlippe durch Druckbeaufschlagung gegen die Innwand des Gehäuses des Drosselklappenstutzens in jenen Bereichen plastisch verformt wird, wo die Drosselklappe in deren Schließstellung an der Innenwand des Gehäuses derart zur Anlage kommt, daß die Streckgrenze des Werkstoffs der Dichtlippe überschritten wird und die Dichtlippe in dieser Form verharrt.

In den Bereichen der an der Drosselklappe etwa radial hervorstehenden Dicht lippe, wo in Schließstellung der Drosselklappe diese mit der Innenwand des Gehäuses zur Anlage kommt, ohne daß die Streckgrenze des Werkstoffs der Dichtlippe erreicht wird, erfolgt eine elastische Verformung der Dichtlippe.

Der radial umlaufende Randbereich der Drosselklappe besitzt damit eine in Schließstellung der Drosselklappe zur Innenkontur des Gehäuses des Dros selklappenstutzens etwa parallele Außenkontur.

Sowohl die plastisch als auch die elastisch verformten Bereiche der Dichtlippe dichten somit die Drosselklappe in deren Schließstellung gegenüber dem Gehäuse des Drosselklappenstutzens zuverlässig ab, wodurch die Leckluft mengen auf ein Minimum reduziert werden.

Aufgrund der vorgeprägten Konturen des radial umlaufenden Randbereichs der Drosselklappe ist auch ein leichtes Öffnen der Drosselklappe möglich, wonach gleichfalls weitere Schließvorgänge ohne größeren Anpreßdruck vollziehbar sind.

In vorteilhafter Weise ist die Dichtlippe jeweils in dem entgegen der Schließrich tung einer Drosselklappenhälfte weisenden Endbereich des radial umlaufenden Randbereichs der Drosselklappe angeordnet.

Durch diese Anordnung der Dichtlippe wird eine Verringerung der Beeinflus sung der laminaren Strömungseigenschaften erreicht, wobei die Verwirbelung der Luftströmung beim Schließen der Drosselklappe kontrolliert verläuft.

Die Anordnung der Dichtlippe in dem genannten Endbereich des radial umlau fenden Randbereichs der Drosselklappe hat weiterhin den Vorteil, daß bis zu diesem Endbereich der Schließvorgang der Drosselklappe ohne wesentlich zusätzlichen Anpreßdruck erfolgt und erst bei Anlage der Dichtlippe an der Innenwand des Gehäuses unter geringem Anpreßdruck die Drosselklappe in Schließstellung gelangt.

Dadurch ist bei Öffnung der Drosselklappe eine gute Dosierbarkeit des Luft durchtrittsquerschnitts möglich, wobei unerwünschte Veränderungen in der Drehwinkel-Luftmassen-Kennlinie vermieden werden. Diese Anordnung der Dichtlippe vermeidet ein durch Verwindung der Dichtlippe verursachtes Fest klemmen der Drosselklappe in ihrer Schließstellung.

Bei einer durch einen Spritzvorgang hergestellten Drosselklappe ist es vorteil haft, wenn die Dichtlippe ein Formtrenngrat ist.

Dieser Formtrenngrat entsteht beim Spritzvorgang, indem die Formtrennung der beiden Drosselklappenhälften in jeweils entgegengesetzter Richtung erfolgt. Die Nutzung des Formtrenngrats als Dichtlippe hat den Vorteil, daß für die Anbringung der Dichtlippe keine aufwendigen Werkzeuge und Fertigungs verfahren erforderlich sind, da der Formtrenngrat beim Spritzvorgang ohnehin entsteht. Die zumeist abgerundet zum Endbereich des radial umlaufenden Randbereichs der Drosselklappe verlaufende Form des Formtrenngrats ist besonders vorteilhaft für eine definierte Anlage der Drosselklappe an die Innenwand des Gehäuses beim Schließvorgang sowie für die Gewährleistung kontrollierter Strömungsverhältnisse bei Öffnung der Drosselklappe. Der schmale radial auslaufende Endbereich des Formtrenngrats ist besonders gut für eine plastische und/oder elastische Verformbarkeit geeignet, da hierzu kein großer Anpreßdruck der Drosselklappe gegen die Innenwand des Gehäuses erforderlich ist.

In vorteilhafter Weise kann die Drosselklappe in ihrer Schließstellung zur rechtwinkligen Querschnittsebene des Drosselklappenstutzens geneigt sein und einen dieser geneigten Querschnittsebene entsprechende ovale Umfangs kontur besitzen.

Bei einer derartig ausgebildeten Drosselklappe ist beim Verschwenken dersel ben in ihre Schließstellung kein hoher Anpreßdruck erforderlich und die Dros selklappe ist wieder leichtgängig zu öffnen, wobei einem Verklemmen der Drosselklappe in Schließstellung entgegengewirkt wird.

Zum Erreichen eines guten Reibverhaltens ist es vorteilhaft, wenn der radial umlaufende Randbereich der Drosselklappe aus einem zusammen mit dem Werkstoff des Gehäuses einen niedrigen Reibkoeffizient aufweisenden Material besteht. Das verhindert zusätzlich ein mögliches Verklemmen der Drossel klappe in Schließstellung.

Besonders vorteilhaft für ein gutes Reibverhalten ist es, wenn der radial umlau fende Randbereich der Drosselklappe aus einem Kunststoff mit Gleitmittelein lagerungen besteht.

Der radial umlaufende Randbereich der Drosselklappe hat eine hohe Stabilität bei gleichzeitig gutem Reibverhalten, wenn dieser aus einem glasfaserverstärk ten Kunststoff mit Kohlenstoff-Einlagerungen besteht.

Für die Nutzung des Formtrenngrates der durch einen Spritzvorgang hergestell ten Drosselklappe als Dichtlippe ist es von Vorteil, wenn die Drosselklappe aus dem einen zusammen mit dem Werkstoff des Gehäuses einen niedrigen Reib koeffizient aufweisenden Material besteht, um ein zusätzlich gutes Reibverhal ten zu erreichen.

Zur Vermeidung zu großer elastischer Formabweichungen und Abweichungen in der Drehwinkel-Luftmassen-Kennlinie der Drosselklappe ist es vorteilhaft, wenn die Drosselklappe an ihrem umlaufenden Randbereich aus einem Ring gebildet ist, der aus dem zusammen mit dem Werkstoff des Gehäuses einen niedrigen Reibkoeffizient aufweisenden Material besteht. Hierbei ist der Formtrenngrat als plastisch und/oder elastisch verformbare Dichtlippe nutzbar.

Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch einen Drosselklappenstutzen,

Fig. 2 einen radial umlaufenden Randbereich einer Drosselklappe aus Fig. 1,

Fig. 3 eine weitere Ausführungsform des radial umlaufenden Randbereichs der Drosselklappe aus Fig. 1.

In Fig. 1 ist ein Gehäuse 1 dargestellt, durch welches quer hindurch eine Dros selklappenwelle 2 führt, die eine Drosselklappe 3 trägt. Die Drosselklappe 3 weist an ihrem zur Anlage an das Gehäuse 1 gelangenden, radial umlaufenden Randbereich eine plastisch und/oder elastisch verformbare, radial hervorste hende Dichtlippe 4 auf, wie aus Fig. 2 ersichtlich ist. Die Dichtlippe 4 ist ein Formtrenngrat der durch einen Spritzvorgang hergestellten Drosselklappe 3.

Durch Formtrennung beider Hälften der Drosselklappe 3 in jeweils entgegenge setzter Richtung ist der Formtrenngrat vorteilhaft jeweils dem entgegen der Schließrichtung einer Hälfte der Drosselklappe 3 weisenden Ende des radial umlaufenden Randbereichs der Drosselklappe 3 angeordnet.

Der Formtrenngrat wird in Schließstellung der Drosselklappe 3 an der Innen wand des Gehäuses 1 in Anlage gebracht, wobei eine plastische und/oder elastische Verformung des Formtrenngrates erfolgt.

Durch schräge Ausbildung der radial umlaufenden Umfangsfläche der Drossel klappe 3 ist diese in ihrer Schließstellung zur rechtwinkligen Querschnittsebene des Drosselklappenstutzens geneigt.

Das Gehäuse 1 besteht, wie allgemein üblich, aus Aluminium. Die Drossel klappe 3 besteht aus einem glasfaserverstärkten Kunststoff mit Kohlenstoff-Ein lagerungen oder einem anderen Werkstoff mit einem geringeren Reibkoeffi zient gegenüber dem Aluminium des Gehäuses 1.

Entsprechend Fig. 3 ist die Drosselklappe 3 an ihrem radial umlaufenden Randbereich aus einem Ring 5 gebildet, wobei jeweils an dem entgegen der Schließstellung einer Hälfte der Drosselklappe 3 weisenden Ende des radial umlaufenden Randbereichs der Drosselklappe 3 die Dichtlippe 4 als Form trenngrat angeordnet ist.

Claims

1. Drosselklappenstutzen mit einer in einem Gehäuse schwenkbar ange ordneten Drosselklappe, dadurch gekennzeichnet, daß der zur Anlage an das Gehäuse (1) des Drosselklappenstutzens gelangende, radial umlaufende Randbereich der Drosselklappe (3) mit einer plastisch und/oder elastisch verformbaren, etwa radial hervorstehenden Dichtlippe (4) versehen ist, die in Schließstellung der Drosselklappe (3) an der Innenwand des Gehäuses (1) in Anlage ist.

2. Drosselklappenstutzen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtlippe (4) jeweils in dem entgegen der Schließrichtung einer Drosselklappenhälfte weisenden Endbereich des radial umlaufenden Randbereichs der Drosselklappe (3) angeordnet ist.

3. Drosselklappenstutzen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtlippe (4) ein Formtrenngrat der durch einen Spritzvorgang hergestellten Drosselklappe (3) ist.

4. Drosselklappenstutzen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselklappe (3) in ihrer Schließstel lung zur rechtwinkligen Querschnittsebene des Drosselklappenstutzens geneigt ist und einen dieser geneigten Querschnittsebene entspre chende ovale Umfangskontur besitzt.

5. Drosselklappenstutzen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der radial umlaufende Randbereich der Drosselklappe (3) eine in Schließstellung der Drosselklappe (3) zur Innenkontur des Gehäuses (1) des Drosselklappenstutzens etwa paral lele Außenkontur besitzt.

6. Drosselklappenstutzen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der radial umlaufende Randbereich der Drosselklappe (3) aus einem zusammen mit dem Werkstoff des Gehäu ses (1) einen niedrigen Reibkoeffizient aufweisenden Material besteht.

7. Drosselklappenstutzen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der radial umlaufende Randbereich der Drosselklappe (3) aus einem Kunststoff mit Gleitmitteleinlagerungen besteht.

8. Drosselklappenstutzen nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der radial umlaufende Randbereich der Drosselklappe (3) aus einem glasfaserverstärkten Kunststoff mit Kohlenstoff-Einlagerungen besteht.

9. Drosselklappenstutzen nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch ge kennzeichnet, daß die Drosselklappe (3) aus dem einen zusammen mit dem Werkstoff des Gehäuses (1) einen niedrigen Reibkoeffizient aufwei senden Material besteht.

10. Drosselklappenstutzen nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch ge kennzeichnet, daß die Drosselklappe (3) an ihrem radial umlaufenden Randbereich aus einem Ring (5) gebildet ist, der aus dem zusammen mit dem Werkstoff des Gehäuses (1) einen niedrigen Reibkoeffizient aufwei senden Material besteht.