DE19516927A1

DE19516927A1 - Drosselklappendichtung

Info

Publication number: DE19516927A1
Application number: DE1995116927
Authority: DE
Inventors: Walter Binder; Martin Schetter
Original assignee: Filterwerk Mann and Hummel GmbH
Current assignee: Mann and Hummel GmbH
Priority date: 1995-05-09
Filing date: 1995-05-09
Publication date: 1996-11-14

Description

Die Erfindung betrifft eine Drosselklappendichtung für die Ansaugluftsteuerung eines Verbrennungsmotors mit den Merk malen des Oberbegriff s des Hauptanspruchs.

Stand der Technik

Bei bekannten Drosselklappen der eingangs genannten Art wird die Steuerung der Ansaugluftmenge für den Verbren nungsmotor mit herkömmlichen Ansaugvergasern über eine me chanische Verdrehung der in der Regel aus Metall gefertig ten Drosselklappe bewirkt. Insbesondere bei der Steuerung der Luftmenge im Leerlauf des Verbrennungsmotors erfordert es einen großen Aufwand, die notwendige, in der Regel ge ringfügige Öffnung des Ansaugrohrs mit einer Drosselklap penverstellung genau zu bewerkstelligen. Oft reichen auch geringfügige Herstellungstoleranzen sowohl bei den Drossel klappenflügel als auch an der inneren Geometrie des Ansaug rohrs aus um die genaue Bemessung des Luftstromes zu er schweren, die zur genauen Einstellung der Drehzahl notwen dig ist. Insbesondere bei einer Herstellung der Drossel klappenflügel aus Kunststoff sind fertigungsbedingte Tole ranzen an der äußeren Kontur der Flügel unvermeidlich, so daß das Dichtverhalten der Drosselklappe nur unzureichend berechenbar ist.

Aufgabenstellung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Drosselklap pendichtung der eingangs genannten Art so fortzubilden, daß eine an die Geometrie des Ansaugrohres angepaßte Dichtung auf einfache Weise hergestellt werden kann.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Drosselklappendichtung mit den Merkma len des Kennzeichens des Anspruchs 1 ist insofern vorteil haft, da eine Anpassung der Geometrie der Drosselklappen flügel an die innere Geometrie des Ansaugrohres auf einfa che Weise währen der Montage durchgeführt werden kann. Die Größe des Spaltes zwischen der äußeren Kontur der Drossel klappenflügel und der Innenkontur des Ansaugrohres, insbe sondere auch beim Öffnungsvorgang der Drosselklappe im Leerlaufbereich eines Verbrennungsmotors beeinflußt den Luftstrom außerordentlich stark, so daß eine genaue Bemes sung hier sehr wichtig ist. Bei einer Herstellung der Dros selklappenflügel aus einem Material mit größeren Fertigung stoleranzen, z. B. Kunststoff, kann mit dem erfindungsgemä ßen Spreizelement jedoch ein definiertes Öffnungsverhalten am Spalt zwischen den Drosselklappenflügel und dem Ansaug rohr erreicht werden.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteran sprüchen angegeben, wobei das Spreizelement entweder zu sätzlich in eine Ringnut eingebracht werden kann oder auch Bestandteil der Kontur der Drosselklappenflügel sein kann, was zu einer weiteren Vereinfachung der Herstellung führt. Mit dem eingebrachten Füllmaterial, z. B. Kunststoffschaum TPE etc., kann zusätzlich eine Fixierung der Drosselklappe an der Drehachse bewirkt werden, was ebenfalls zu einer ge naueren Führung der Drosselklappe und damit zu einem besser beherrschbaren Bemessung des Spaltes und des Dichtverhal tens führt.

Vorteilhaft ist ein erfindungsgemäßes Herstellungsverfah ren, bei dem in einem Verfahrensschritt vor der Einbringung des aushärtenden Füllmaterials die Drosselklappe mit dem Spreizelement in das Ansaugrohr in einer definierten Lage eingefügt wird.

Zeichnung

Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Drosselklappen dichtung werden anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch ein Ansaugrohr mit der Drosselklappe einer Einspritzanlage für einen Verbren nungsmotor;

Fig. 2 eine Schnittdarstellung durch das Ansaugrohr in der Ebene der Drehachse der Drosselklappe;

Fig. 3 eine Detaildarstellung einer mittels Kunst stoffschaum fixierten Drehachse;

Fig. 4 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Spreizele ments;

Fig. 5 ein zweites Ausführungsbeispiel eines Spreize lements;

Fig. 6 ein drittes Ausführungsbeispiel eines Spreize lements;

Fig. 7 eine Montageanordnung mit einem Stützelement für die Drosselklappe und

Fig. 8 eine Detaildarstellung des Drosselklappenflü gels mit einer Dichtung nach dem dritten Ausführungs beispiel.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

In Fig. 1 ist ein Ansaugrohr 1 einer Einspritzanlage für einen hier nicht näher dargestellten und erläuterten Ver brennungsmotor gezeigt. Im inneren Querschnitt des Ansaug rohres 1 ist eine Drosselklappe 2 um eine Achse 3 drehbar gelagert. Drosselklappenflügel 4 und 5 der Drosselklappe 2 weisen an ihrer äußeren, der Innenfläche des Ansaugrohrs 1 gegenüberliegenden Geometrie Ringnuten 6 auf, in die ein Spreizelement 7 einfügbar ist. Zwischen dem Spreizelement 7 und der Innenfläche des Ansaugrohrs 1 ist eine Dichtfläche bzw. ein definierter Spalt 8 vorhanden, an dem die durch das Ansaugrohr 1 anzusaugende Luftmenge einstellbar ist.

Eine bessere Darstellung des Spreizelements 7 ist aus der Schnittdarstellung in der Ebene der Drehachse 3 nach Fig. 2 ersichtlich. Das Spreizelement 7 liegt hier an der inne ren Kontur des Ansaugrohrs 1 an, wobei Haken 9 in die Ring nut 7 hineinragen und Klammern 10 zu Vormontierung des Spreizelements dienen. Über einen Befüllungsstutzen 11 wird beim dargestellten Ausführungsbeispiel aushärtendes Füllma terial 13, beispielsweise PUR-Zweikomponentenschaum TPE, unter einem vorgeben Druck eingebracht, der die Ringnut 6 ausfüllt und dabei das in weiten Bereichen flexible Sprei zelement 7 an die innere Kontur des Ansaugrohrs 1 drückt. An einer Entlüftungsöffnung 12 kann die aus der Ringnut 6 verdrängte Luft entweichen, da das Spreizelement 7 die Ringnut nach außen möglichst abdichten soll.

Aus Fig. 3 ist eine Erweiterung der Ringnut 6 um einen Ka nal 14 erkennbar, der zur Fixierung der Drosselklappe 2 an der Drehachse 3 dient. Somit kann beim Einfüllen des aus härtenden Füllmaterials zugleich eine definierte Lage der gesamten Drosselklappe 2 auf der Achse mitsamt der Gestal tung der Dichtfläche (Spalt) 8 hergestellt werden.

Eine detaillierte Darstellung des Querschnitt s der Ringnut 6 und von Varianten des Spreizelements 7 ist in Fig. 4 und 5 gezeigt. Hierbei ist erkennbar wie die Spreizelemente 7 die Ringnut abdichten und im Fall der Fig. 4 über Haken 9 im Füllmaterial 13 verankert sind. Aus der Fig. 5 ist auch noch die Gestaltung der inneren Geometrie des Ansaug rohrs 1 mit der Vorgabe eines Spaltes (a) nach dem Heraus drehen der Drosselklappe aus der Dichtfläche 8.

Eine weitere Ausführungsform des Spreizelements 7 ist aus Fig. 6 ersichtlich, bei der das Spreizelement 7 als weich gestaltete, klappenförmige Fortsetzung der Drosselklappen flügel 4 und 5 ausgebildet ist. Dies Variante des Spreize lements 7 stellt den äußeren Rand der Drosselklappenflügel 4 und 5 dar und wird beim Befüllen der radial etwas innen liegenden Ringnut 6 unter Druck soweit aufgeweitet, daß der Ringspalt zur Innenkontur des Ansaugrohres 1 überbrückt ist und somit an dieser anliegt, da eine weitere radiale Ver formung behindert ist. Bei der Befüllung mit dem Füllmate rial 13 wird vorzugsweise die Stellung der Drosselklappe 2 mittels eines Stützwerkzeuges 15 fixiert (vgl. Fig. 7).

Aus Fig. 8 ist die Lage des Füllmaterials 13 in der Ring nut 6 und die Wirkung des klappenförmigen Randes der Dros selklappe 2 als Spreizelement 7 erkennbar.

Mit der Auswahl eines besonderen Füllmaterials 13 kann dar über hinaus noch eine gewünschte Spaltgeometrie hergestellt werden. Wird ein Füllmaterial 13 ausgewählt, das beim Aus härten einer definierten Schwindung unterliegt, so kann durch eine geeignete Auslegung der Geometrie des klappen förmigen Rande s als Spreizelement 7 und der Breite der Ring nut 6 erreicht werden, daß das Spreizelement 7 beim Aushär ten des Füllmaterials 13 von der Innenkontur des Ansaug rohrs 1 um einen definierten, kleinen Betrag zurückweicht und so einen für eine bessere Freigängigkeit der Drossel klappe 2 erwünschten minimalen Ringspalt freigibt.

Bezugszeichenliste

1 = Ansaugrohr
2 = Drosselklappe
3 = Drehachse
4 = Drosselklappenflügel
5 = Drosselklappenflügel
6 = Ringnut
7 = Spreizelement
8 = Dichtfläche
9 = Haken
10 = Klammer
11 = Befüllungsöffnung
12 = Entlüftungsöffnung
13 = Füllmaterial
14 = Kanal zur Drehachsenfixierung
15 = Stützwerkzeug.

Claims

1. Drosselklappendichtung für

- im Inneren eines Ansaugrohrs (1) um eine Achse (3) drehbare Drosselklappenflügel (4, 5), deren Ränder an der inneren Kon tur des Ansaugrohrs (1) anliegen, dadurch gekennzeichnet, daß
- am äußeren Umfang der Drosselklappenflügel (4, 5) Ringnuten (6) und mindestens ein Spreizelement (7) im Bereich der Ring nuten (6) aufweisen, wobei im Betrieb des Ansaugrohrs (1) das Spreizelement (7) eine definierte, der Kontur der inneren Wand des Ansaugrohrs (1) angepaßte Dichtfläche oder Ringspalt (8) zwischen der Drosselklappe (2) und dem Ansaugrohr (1) be wirken.

2. Drosselklappendichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß

- das mindestens eine Spreizelement (7) in der Ringnut (6) liegt und in ein nach dem Einbringen in die Ringnut (6) aus härtenden Füllmaterial (13) eingebettet ist, wobei das Sprei zelement (7) selbst mit seiner äußeren Kante an der inneren Kontur des Ansaugrohrs (1) anliegt.

3. Drosselklappendichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, daß

- das Spreizelement (7) aus thermoplastischem Material ist und über Haken (9) in dem aushärtenden Füllmaterial (13) verankert ist.

4. Drosselklappe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

- die Spreizelemente (7) ein elastischer, klappenförmiger Be standteil der Drosselklappenflügel (4, 5) an ihrem äußeren Rand sind und zwischen der Ringnut und der inneren Kontur des Ansaugrohrs (1) zu liegen kommen, und daß
- die Ringnut (6) mit einem nach dem Einbringen aushärtenden Füllmaterial (13) ausgefüllt ist, wobei das Spreizelement (7) im Montagezustand an der inneren Kontur des Ansaugrohrs (1) anliegt.

5. Drosselklappendichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß

- die Ringnuten (6) an den Drosselklappenflügeln (4, 5) über einen Kanal (14) bis in den Bereich der Drehachse (3) geführt sind, wobei das aushärtende Füllmaterial (13) die Drossel klappe (2) an der Drehachse (3) fixiert.

6. Drosselklappendichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß

- das Füllmaterial (13) vorzugsweise ein kalt aushärtender PUR Zweikomponenten-Kunststoffschaum ist.

7. Drosselklappendichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß

- das Füllmaterial (13) nach dem Aushärteprozeß um einen ge ringfügigen Betrag schwindet und damit einen definierten Ringspalt zwischen den Drosselklappenflügeln (4, 5) und der inneren Kontur des Ansaugrohres (1) freigibt.

8. Drosselklappendichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß

- an der inneren Kontur des Ansaugrohres (1) eine elastomer gedichtete Axialschulter angebracht ist, auf der die Drossel klappe (2) im geschlossenen Zustand aufliegt.

9. Verfahren zur Herstellung einer Drosselklappendichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, daß

- die Drosselklappe (2) mit dem jeweiligen am äußeren Rand befindlichen Spreizelement (7) in einem ersten Montageschritt in das Ansaugrohr (1) eingefügt wird, daß
- in einem zweiten Montageschritt das zunächst flüssige Füllmaterial (13) unter Druck in die Ringnuten (6) einge bracht wird, wobei die in den Ringnuten (6) befindliche Luft über eine Entlüftungsöffnung (12) entweicht und das sich aus dehnende Füllmaterial (13) das Spreizelement (7) an die inne re Kontur des Ansaugrohrs (1) drückt und daß
- nach Beendigung des Aushärtevorgangs die Drosselklappe (2) um einen vorgeben Winkelwert aus der Montageposition heraus gedreht wird und unter Messung des Luftstroms ein Ausgangs punkt für die Luftdurchsatzkennlinie des Ansaugrohrs (1) festgelegt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß

- die Drosselklappe (2) mittels eines Stützwerkzeuges (15) während des Aushärtens des Füllmaterials (13) in einer vorge benen Montageposition gehalten werden kann.