DE19732344A1

DE19732344A1 - Drosselklappenstutzen

Info

Publication number: DE19732344A1
Application number: DE1997132344
Authority: DE
Inventors: Michael Haede; Peter Kohlen
Original assignee: Mannesmann VDO AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1997-07-28
Filing date: 1997-07-28
Publication date: 1999-02-18

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Steuerung der Durchflußmasse eines flüssigen oder gasförmigen Mediums, insbesondere einen Drosselklappenstutzen gemäß den Merkmalen der jeweiligen Oberbegriffe der unabhängigen Patentan sprüche.

Solche Vorrichtungen zur Steuerung der Durchflußmasse von flüssigen oder gasförmigen Medien, wobei es sich insbesondere um Drosselklappenstutzen zur Leistungssteuerung bei Brennkraftmaschinen handelt, sind bekannt. Dabei ist in einem rohrartigen Gehäuse eine zwischen einer Minimalstellung, insbesondere einer Schließstellung, und einer Maximalstellung drehbar gelagerte Klappe (Drosselklappe) angeordnet.

Bei der Herstellung des Gehäuses entstehen im Bereich des Wandbereiches der Klappe in ihrer Minimalstellung (Schließstellung) Unebenheiten, die in der Schließstellung zu Undichtigkeiten und in der Minimalstellung zu unerwünschten Leckluftraten führen. Bei diesen Unebenheiten handelt es sich in den meisten Fällen um Formtrenngrate, die beim Ausformen des gegossenen Gehäuses ent stehen. Damit ist in nachteiliger Weise eine aufwendige Nachbearbeitung zumin dest des Innenbereiches des Gehäuses erforderlich.

Aus der DE 43 29 522 A1 ist ebenfalls ein Drosselklappenstutzen bekannt, des sen Gehäuse zur Aufnahme der Drosselklappe einschließlich einer Lagerung für die Drosselklappenwelle zweigeteilt ist. Auch hier ist der Nachteil gegeben, daß in der Minimalstellung beziehungsweise der Schließstellung der Drosselklappe im Stoßbereich der beiden Gehäusehälften eine Trennfuge vorhanden ist. Diese Trennfuge muß entweder durch nachträgliche Bearbeitung, die aufwendig ist, be seitigt werden, um Undichtigkeiten oder Leckluftraten zu vermeiden, oder aber es müssen die Stoßbereiche der beiden Gehäusehälften mit höchster Präzision ge fertigt werden, wodurch sich nachteiliger Weise wieder der Herstellungsaufwand erhöht.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Steuerung der Durchflußmasse eines flüssigen oder gasförmigen Mediums bereitzustellen die mit einem einfachen Herstellungsverfahren, das zumindest eine Nachbearbei tung des Gehäuses überflüssig macht, produzierbar ist.

Diese Aufgabe ist durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst.

Eine erste Lösung sieht vor, daß die Innenwand des Gehäuses in etwa in Höhe der Lagerung der Klappe eine zumindest teilweise radial umlaufende Erhebung (wie beispielsweise ein bei der Herstellung des Gehäuses entstehender Form trenngrat) und/oder eine Vertiefung (wie beispielsweise eine beim Zusammenset zen zweier Gehäusehälften entstehende Trennfuge) aufweist und der Randbe reich der Klappe in der Minimalstellung, insbesondere der Schließstellung, aus dem Bereich der Erhebung und/oder Vertiefung heraus angeordnet ist. Dies hat den Vorteil, daß beispielsweise im konkreten Fall des Vorhandenseins des Form trenngrates oder der Trennfuge eine Nachbearbeitung entfällt, da der Randbe reich der Klappe insbesondere in ihrer Schließstellung mit diesen Bereichen nicht in Berührung kommt. Diejenigen Randbereiche der Klappe, die in ihrer Schließ stellung mit der Innenwand des Gehäuses in Verbindung kommen beziehungs weise an dieser anliegen, bedürfen keiner Nachbearbeitung, da diese aufgrund der Präzision der Herstellungsform (insbesondere Gußform) schon die erforderli chen guten Oberflächeneigenschaften aufweisen.

In Weiterbildung der Erfindung ist die Klappe einer langgestreckten S-Form ent sprechend ausgebildet, so daß dadurch die Endbereiche der Klappe nicht mit den Unebenheiten in Berührung kommen.

In Weiterbildung der Erfindung weist die Klappe im Bereich der Welle, auf der sie angeordnet ist, einen Quersteg mit in etwa rechtwinklig daran angeordneten Flä chenbereichen, insbesondere in etwa halbkreisförmig ausgestaltete Flächenberei che, auf. Der Quersteg mit in etwa rechtwinklig daran angeordneten Flächenbe reichen kann ein Bauteil sein, wobei es auch denkbar ist, daß die Flächenbereiche nachträglich an dem Quersteg (oder direkt an der Drosselklappenwelle) durch Verschrauben, Vernieten, Kleben oder dergleichen angebracht werden.

Eine andere erfindungsgemäße Ausgestaltung sieht vor, daß die Innenwand des Gehäuses zumindest im Bereich der Minimalstellung der Klappe konisch verlau fend ausgebildet ist. Dies hat den Vorteil, daß ein im Gußverfahren hergestelltes Gehäuse derart entformt werden kann, daß der Bereich der Minimalstellung (insbesondere Schließstellung) der Klappe mit der erforderlichen Präzision her stellbar ist, ohne daß es einer Nachbearbeitung bedarf. Ist das Gehäuse konisch verlaufend ausgebildet, ist in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung die Klappe in vorteilhafterweise elliptisch ausgebildet, um sich in ihrer Minimalstellung beziehungsweise Schließstellung den Konturen des Gehäuses anzupassen.

Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer Vorrichtungen sind im folgenden be schrieben und anhand der Figuren erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 u. 2 Drosselklappenstutzen mit konisch verlaufendem Gehäuse,

Fig. 3 u. 4 Drosselklappenstutzen mit gekröpfter Drosselklappe.

Fig. 1 zeigt einen Drosselklappenstutzen 1 mit einem Gehäuse 2, wobei die In nenwände des Gehäuses 2 zumindest im Bereich einer Minimalstellung, insbe sondere einer Schließstellung, einer Drosselklappe 3 konisch zulaufen. Die Dros selklappe 3 ist auf einer Drosselklappenwelle 4 angeordnet, wobei nach Betäti gung der Drosselklappenwelle 4 von einem nicht gezeigten Stellantrieb beispiels weise in Abhängigkeit einer Leistungsanforderung die Drosselklappe 3 in eine Drehrichtung 5 geöffnet und entgegen der Drehrichtung 5 geschlossen werden kann. Fig. 1 zeigt die Schließstellung der Drosselklappe 3, wobei die Drossel klappe 3 elliptisch ausgestaltet ist, um sich der Konusform des Drosselklappenstutzens 1 anzupassen. Mit der Bezugsziffer 6 ist eine Strömungsrichtung des flüssigen oder gasförmigen Mediums (wie beispielsweise Luft oder ein Kraftstoff- Luftgemisch für die Verbrennung einer Brennkraftmaschine) bezeichnet. Bei Be trachtung der Fig. 1 ist erkennbar, daß oberhalb der Drosselklappenwelle 4 der Innenradius des Gehäuses 2 kleiner ist als unterhalb der Drosselklappenwelle 4, wodurch die Konusform entsteht. Die Radienverhältnisse können aber auch um gekehrt sein. Mit der Bezugsziffer 7 ist ein Bereich bezeichnet, in dem die Innen wand zur Aufnahme der Drosselklappenwelle 4 beziehungsweise deren Lagerung so gestaltet werden muß, daß ein Verklemmen verhindert wird.

Fig. 2 zeigt eine Stellung der Drosselklappe 3, die von ihrer Minimalstellung oder Schließstellung abweicht, wobei die Drosselklappe 3 über Ansteuerung der Dros selklappenwelle 4 von dem nicht gezeigten Stellantrieb in Drehrichtung 5 verstellt wurde. Dabei ist auch erkennbar, daß die Randbereiche der Drosselklappe 3, die in vorteilhafter Weise aus Kunststoff hergestellt ist, der Konusform des Gehäuses 2 angepaßt sind. Diese Anpassung kann beispielsweise vor dem Einbau durch entsprechende Bearbeitung erfolgen; denkbar ist auch, daß die Drosselklappe 3 auf Spaltmaß zu dem Innenradius des Gehäuses 2 eingebaut wird und anschlie ßend durch plastische Verformung im Randbereich an die Innenform des Gehäu ses 2 angepaßt wird.

Fig. 3 zeigt wiederum einen Drosselklappenstutzen 1, bei dem diesmal das Ge häuse 2 rohrartig (zylinderförmig) ausgestaltet ist. Mit der Bezugsziffer 8 ist ein Formtrenngrat, der radial umläuft, bezeichnet, der bei der Ausformung entsteht, wenn die beiden Formhälften (bei Betrachtung der Fig. 3) nach oben und unten herausgezogen werden. Anstelle des Formtrenngrates 8 kann aber auch eine Trennfuge oder auch Formtrenngrate und Trennfugen vorhanden sein, die bei der Herstellung entstehen und für den späteren Betrieb von Nachteil sind, da die Formtrenngrate 8 bei einer gerade ausgestalteten Drosselklappe 3 die Bewegung behindern würden und Trennfugen unerwünschte Leckluftraten mit sich bringen würden. Gleiches gilt für den Fall, wenn das Gehäuse 2 zweigeteilt ist, so daß sich dann (in etwa an der Stelle des Formtrenngrates 8 gemäß Fig. 3) die beiden Ge häusehälften aneinanderstoßen und in diesem Bereich ebenfalls Unebenheiten hervorrufen würden. Zu diesem Zweck ist vorgesehen, daß die Drosselklappe 3 gekröpft ist, wobei in etwa parallel zueinander versetzte Flächenbereiche 9 (in etwa halbkreisförmig) an einem Quersteg 10, der mit der Drosselklappenwelle 4 verbunden ist, angeordnet sind. Denkbar ist auch, im Bereich der Drosselklap penwelle 4 sich überlappende Flächenbereiche 9, die unter Zwischenlegung der Drosselklappenwelle 4 miteinander verbunden (zum Beispiel verklebt) sind. Auch eine geschwungene Form der Drosselklappenwelle 3 ist denkbar. Wesentlich ist eine Ausgestaltung der Drosselklappe 3, bei der die umlaufenden Randbereiche aus dem Bereich der Unebenheiten (Formtrenngrate 8) heraus verlegt sind.

Fig. 4 zeigt wieder die Drosselklappe 3, die aus ihrer in Fig. 3 gezeigten Schließstellung heraus bewegt ist.

Bezugszeichenliste

1

Drosselklappenstutzen

2

Gehäuse

3

Drosselklappe

4

Drosselklappenwelle

5

Drehrichtung

6

Strömungsrichtung

7

Bearbeitungsbereich

8

Formtrenngrat

9

Flächenbereiche

10

Quersteg

Claims

1. Vorrichtung zur Steuerung der Durchflußmasse eines flüssigen oder gas förmigen Mediums aufweisend ein rohrartiges Gehäuse mit einer in dem Ge häuse zwischen einer Minimalstellung, insbesondere einer Schließstellung, und einer Maximalstellung drehbar gelagerten Klappe, die dadurch gekenn zeichnet ist, daß die Innenwand des Gehäuses in etwa in Höhe der Lage rung der Klappe eine zumindest teilweise radial umlaufende Erhebung und/oder Vertiefung aufweist und der Randbereich der Klappe in der Mini malstellung aus dem Bereich der Erhebung und/oder Vertiefung heraus an geordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhebung ein bei der Herstellung des Gehäuses entstehender Formtrenngrat ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefung eine beim Zusammensetzen zweier Gehäusehälften entstehende Trennfuge ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung ein Drosselklappenstutzen (1) ist, mit einer in dem Gehäuse (2) des Drosselklappenstutzens (1) zwischen einer Minimalstellung, insbesonde re einer Schließstellung, und einer Maximalstellung um eine Drosselklap penwelle (4) drehbar gelagerten Drosselklappe (3).

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß die Klappe, insbesondere die Drosselklappe (3), einer lang gestreckten S-Form entsprechend ausgebildet ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß die Klappe, insbesondere die Drosselklappe (3), im Bereich der Drosselklappenwelle (4) einen Quersteg (10) mit in etwa rechtwinklig daran angeordneten Flächenbereichen (9), insbesondere in etwa halbkreis förmig ausgestaltete Flächenbereiche, aufweist.

7. Vorrichtung zur Steuerung der Durchflußmasse eines flüssigen oder gas förmigen Mediums aufweisend ein rohrartiges Gehäuse mit einer in dem Ge häuse zwischen einer Minimalstellung, insbesondere einer Schließstellung, und einer Maximalstellung drehbar gelagerten Klappe, die dadurch gekenn zeichnet ist, daß die Innenwand des Gehäuses zumindest im Bereich der Minimalstellung der Klappe konisch verlaufend ausgebildet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Klappe el liptisch ausgebildet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Vor richtung ein Drosselklappenstutzen (1) ist, mit einer in dem Gehäuse (2) des Drosselklappenstutzens (1) zwischen einer Minimalstellung, insbesondere einer Schließstellung, und einer Maximalstellung um eine Drosselklappen welle (4) drehbar gelagerten Drosselklappe (3).

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (2) des Drosselklappenstutzens (1) und/oder die Drosselklappe (3) aus Kunststoff hergestellt sind/ist.