DE19516927A1

DE19516927A1 - Throttle valve for controlling amt. of intake air in internal combustion engine

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

Abstract

By means of the throttle valve (2, 2a) the effective cross-section of the intake pipe (1) for air is alterable. In the area of the rotatable axis (3) of the throttle valve, a by-pass (6, 7, 9), openable within predetermined limits, is available for an accurate intake air feed. The rotatable axis has an outer cylinder (11) with at least two apertures (6, 7), of which one is arranged on each side of the throttle valve. An inner part (8) alterable in its position is so provided with at least one breakthrough (9), that a by-pass air current can flow dependent upon the position of the inner part through the apertures and the breakthrough. The inner part is rotatable within the cylinder around the same axis as the throttle valve.

Description

Die Erfindung betrifft eine Drosselklappendichtung für die Ansaugluftsteuerung eines Verbrennungsmotors mit den Merk malen des Oberbegriff s des Hauptanspruchs.The invention relates to a throttle valve seal for the Intake air control of an internal combustion engine with the Merk paint the generic term of the main claim.

State of the art

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.In known throttle valves of the type mentioned becomes the control of the amount of intake air for combustion engine with conventional intake carburettors via a me chanic twist usually made of metal throttle valve causes. Especially when it comes to control the amount of air required when the engine is idling it takes a lot of effort, the necessary, usually ge ring-shaped opening of the intake pipe with a throttle valve Precise adjustment of the pen. Often enough too slight manufacturing tolerances for both the throttle flap wing as well as on the inner geometry of the intake tubes to determine the exact dimension of the air flow heavy, which are necessary for the exact setting of the speed is dig. Especially when manufacturing the choke flap wings made of plastic are manufacturing-related toles satchel inevitable on the outer contour of the wings, so that the sealing behavior of the throttle valve is insufficient is predictable.

Task

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.The invention has for its object a throttle valve further training of the type mentioned at the outset so that a seal adapted to the geometry of the intake pipe can be manufactured in a simple manner.

Advantages of the invention

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.The throttle valve seal according to the invention with the characteristics len of the characterizing part of claim 1 is advantageous in this respect due to an adaptation of the geometry of the throttle valves wing to the inner geometry of the intake pipe on sim way during assembly. The Size of the gap between the outer contour of the throttle flap and the inner contour of the intake pipe, esp especially when opening the throttle valve in Idling range of an internal combustion engine affects the Air flow extremely strong, so that a precise dimension solution is very important here. When the Dros Selflap wing made of a material with larger production tolerances, e.g. B. plastic can with the invention However, the expansion element has a defined opening behavior at the gap between the throttle valve wing and the intake pipe can be reached.

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.Further advantageous embodiments are in the Unteran say specified, the expansion element either to can also be introduced into an annular groove or else Can be part of the contour of the throttle valve wing, which further simplifies manufacturing. With the introduced filling material, e.g. B. plastic foam TPE etc. can also fix the throttle valve be effected on the axis of rotation, which also leads to a ge closer guidance of the throttle valve and thus to a better controllable dimensioning of the gap and the sealing behavior leads.

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.A manufacturing method according to the invention is advantageous ren, in one step before the introduction of the hardening filler with the throttle valve Spreading element in the intake pipe in a defined position is inserted.

drawing

Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Drosselklappen dichtung werden anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:Embodiments of the throttle valves according to the invention seal are explained using the drawing. Show it:

Fig. 1 einen Schnitt durch ein Ansaugrohr mit der Drosselklappe einer Einspritzanlage für einen Verbren nungsmotor; Figure 1 shows a section through an intake pipe with the throttle valve of an injection system for an internal combustion engine.

Fig. 2 eine Schnittdarstellung durch das Ansaugrohr in der Ebene der Drehachse der Drosselklappe; Figure 2 is a sectional view through the intake pipe in the plane of the axis of rotation of the throttle valve.

Fig. 3 eine Detaildarstellung einer mittels Kunst stoffschaum fixierten Drehachse; Figure 3 is a detailed view of an axis of rotation fixed by means of plastic foam.

Fig. 4 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Spreizele ments; Fig. 4 shows a first embodiment of a Spreizele element;

Fig. 5 ein zweites Ausführungsbeispiel eines Spreize lements; Fig. 5 shows a second embodiment of a spreading element;

Fig. 6 ein drittes Ausführungsbeispiel eines Spreize lements; Fig. 6 shows a third embodiment of a spreading element;

Fig. 7 eine Montageanordnung mit einem Stützelement für die Drosselklappe und Fig. 7 shows a mounting arrangement with a support element for the throttle valve and

Fig. 8 eine Detaildarstellung des Drosselklappenflü gels mit einer Dichtung nach dem dritten Ausführungs beispiel. Fig. 8 is a detailed view of the throttle valve wing with a seal according to the third embodiment, for example.

Description of the embodiments

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.In Fig. 1, an intake pipe 1 of an injection system for an internal combustion engine, not shown and explained here, is shown. In the inner cross section of the intake pipe 1 , a throttle valve 2 is rotatably mounted about an axis 3 . Throttle valve wings 4 and 5 of the throttle valve 2 have on their outer geometry, opposite the inner surface of the intake pipe 1 , annular grooves 6 , into which an expansion element 7 can be inserted. Between the expansion element 7 and the inner surface of the intake pipe 1 there is a sealing surface or a defined gap 8 , at which the amount of air to be sucked in through the intake pipe 1 can be adjusted.

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.A better illustration of the expansion element 7 can be seen from the sectional illustration in the plane of the axis of rotation 3 according to FIG. 2. The expansion element 7 is here on the inner contour of the intake pipe 1 , hook 9 protrude into the ring groove 7 and brackets 10 are used for preassembly of the expansion element. About a filling nozzle 11 in the illustrated embodiment, the filling material 13 , for example PUR two-component foam TPE, is introduced under a predetermined pressure, which fills the annular groove 6 and thereby presses the widely spreading element 7 against the inner contour of the intake pipe 1 . The air displaced from the annular groove 6 can escape at a ventilation opening 12 , since the expansion element 7 is intended to seal the annular groove to the outside as far as possible.

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.From Fig. 3 an extension of the annular groove 6 by a Ka channel 14 can be seen , which serves to fix the throttle valve 2 on the axis of rotation 3 . Thus, when filling the hardening filler material, a defined position of the entire throttle valve 2 on the axis together with the design of the sealing surface (gap) 8 can be produced.

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.A detailed representation of the cross section s of the annular groove 6 and of variants of the expansion element 7 is shown in FIGS. 4 and 5. Here, as the expansion elements 7 can be seen to seal the annular groove and are anchored in the case of Fig. 4 through hooks 9 in the filler material. 13 From Fig. 5 is also the design of the inner geometry of the intake pipe 1 with the specification of a gap (a) after removing the throttle valve from the sealing surface 8th

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). Another embodiment of the expansion element 7 is shown in FIG. 6, in which the expansion element 7 is designed as a soft, flap-shaped continuation of the throttle valve wings 4 and 5 . This variant of the spreading element 7 represents the outer edge of the throttle valve wings 4 and 5 and is expanded when filling the radially somewhat inner annular groove 6 under pressure to such an extent that the annular gap to the inner contour of the intake pipe 1 is bridged and thus abuts against this, since one further radial deformation is hindered. When filling with the filling material 13 , the position of the throttle valve 2 is preferably fixed by means of a support tool 15 (cf. 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.From Fig. 8, the position of the filling material 13 in the ring groove 6 and the effect of the flap-shaped edge of the Dros selklappe 2 can be seen as an expansion element 7 .

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.With the selection of a special filling material 13 , a desired gap geometry can also be produced. If a filler material 13 is selected, which is subject to a defined shrinkage when hardening, it can be achieved by a suitable design of the geometry of the flap-shaped edge s as a spreading element 7 and the width of the ring groove 6 that the spreading element 7 when curing the filler material 13 of the inner contour of the intake pipe 1 retreats by a defined, small amount and thus releases a desired minimum annular gap for a better freedom of movement of the throttle valve 2 .

BezugszeichenlisteReference list

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. 1 = intake pipe
2 = throttle valve
3 = axis of rotation
4 = throttle valve wing
5 = throttle valve wing
6 = ring groove
7 = expansion element
8 = sealing surface
9 = hook
10 = bracket
11 = filling opening
12 = vent opening
13 = filling material
14 = Channel for fixing the rotary axis
15 = support tool.

Claims

1. Throttle valve seal for

- Inside an intake pipe ( 1 ) about an axis ( 3 ) rotatable throttle valve wings ( 4 , 5 ), the edges of which bear against the inner cone of the intake pipe ( 1 ), characterized in that
- grooves on the outer periphery of the throttle flap (4, 5) annular grooves (6) and at least one expansion element (7) in the region of the ring (6), wherein the expansion element (7) defined in the operation of the intake pipe (1), the contour the inner wall of the intake pipe ( 1 ) adapted sealing surface or annular gap ( 8 ) between the throttle valve ( 2 ) and the intake pipe ( 1 ) be effective.

2. Throttle valve seal according to claim 1, characterized in that

- The at least one expansion element ( 7 ) lies in the annular groove ( 6 ) and is embedded in a hardening filler ( 13 ) after being introduced into the annular groove ( 6 ), the spreading element ( 7 ) itself having its outer edge on the inner contour of the intake pipe ( 1 ).

3. Throttle valve gasket according to claim 2, characterized in that

- The expansion element ( 7 ) is made of thermoplastic material and is anchored in the hardening filler material ( 13 ) via hooks ( 9 ).

4. Throttle valve according to claim 1, characterized in that

- The spreading elements ( 7 ) are an elastic, flap-shaped part of the throttle valve wings ( 4 , 5 ) at their outer edge and come to lie between the annular groove and the inner contour of the intake pipe ( 1 ), and that
- The annular groove ( 6 ) is filled with a filler material ( 13 ) that hardens after insertion, the expansion element ( 7 ) being in contact with the inner contour of the intake pipe ( 1 ) in the assembled state.

5. Throttle valve seal according to one of claims 2 to 4, characterized in that

- The annular grooves ( 6 ) on the throttle valve wings ( 4 , 5 ) via a channel ( 14 ) in the region of the axis of rotation ( 3 ) are guided, wherein the hardening filler material ( 13 ), the throttle valve ( 2 ) on the axis of rotation ( 3 ) fixed.

6. Throttle valve seal according to one of claims 2 to 5, characterized in that

- The filling material ( 13 ) is preferably a cold curing PUR two-component plastic foam.

7. Throttle valve seal according to one of claims 2 to 6, characterized in that

- The filling material ( 13 ) after the curing process by a slight amount shrinks and thus releases a defined annular gap between the throttle valve wings ( 4 , 5 ) and the inner contour of the intake pipe ( 1 ).

8. Throttle valve seal according to one of claims 1 to 7, characterized in that

- On the inner contour of the intake pipe ( 1 ) an elastomerically sealed axial shoulder is attached, on which the throttle valve ( 2 ) rests in the closed state.

9. A method for producing a throttle valve seal according to one of the preceding claims, characterized in that

- The throttle valve ( 2 ) with the respective expansion element ( 7 ) located on the outer edge is inserted in a first assembly step into the intake pipe ( 1 )
- In a second assembly step, the initially liquid filler material ( 13 ) is introduced under pressure into the ring grooves ( 6 ), the air in the ring grooves ( 6 ) escaping through a vent ( 12 ) and the expanding filler material ( 13 ) the expansion element ( 7 ) on the inner contour of the intake pipe ( 1 ) presses and that
- After completion of the hardening process, the throttle valve ( 2 ) is rotated out of the mounting position by a predetermined angle value and a starting point for the air flow characteristic of the intake pipe ( 1 ) is determined while measuring the air flow.

10. The method according to claim 9, characterized in that

- The throttle valve ( 2 ) can be held by means of a support tool ( 15 ) during the curing of the filling material ( 13 ) in a pre-installation position.