DE19854595A1

DE19854595A1 - Drosseklappenstutzen

Info

Publication number: DE19854595A1
Application number: DE19854595A
Authority: DE
Inventors: Armin Seeger; Thomas Hannewald; Wilhelm Bock
Original assignee: Mannesmann VDO AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1998-11-26
Filing date: 1998-11-26
Publication date: 2000-06-08
Also published as: EP1051566B1; MY119769A; BR9907249A; DE59909471D1; JP2002530587A; US6352241B1; EP1051566A1; KR20010034386A; WO2000031396A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Drosselklappenstutzen (1), der ein Drosselklappengehäuse (2) aus Kunststoff aufweist, wobei in einem Leitungsabschnitt (3) des Drosselklappengehäuses (2) eine Drosselklappe (5) verschwenkbar gelagert ist, wobei erfindungsgemäß zumindest in einem Teilschwenkbereich der Drosselklappe (5) ein Metallzylinder (12) in dem Leitungsabschnitt (3) vorgesehen ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Drosselklappenstutzen mit einem Drosselklappen gehäuse aus Kunststoff gemäß den Merkmalen des Oberbegriffes des Patent anspruches 1.

Drosselklappengehäuse von Drosselklappenstutzen werden in der Regel aus Aluminium in Druckgußtechnik hergestellt. Dies hat jedoch den Nachteil, daß eine aufwendige und sorgfältige Nachbearbeitung erforderlich ist, wobei noch dazu kommt, daß solche Drosselklappengehäuse ein hohes Gewicht aufweisen und eine schlechte Korrosionsfestigkeit haben.

Deshalb ist schon daran gedacht worden, die Drosselklappengehäuse aus Kunststoff im Spritzgußverfahren herzustellen. Solche Drosselklappengehäuse aus Kunststoff haben den Vorteil, daß sie ein geringeres Gewicht aufweisen gegenüber Aluminiumgehäusen, daß das Herstellungsmaterial kostengünstiger ist und auch daß in beim Spritzgußvorgang mitgeformten Öffnungen Einsätze, beispielsweise für die Lagerung, eingepreßt werden können, so daß eine Nachbearbeitung entweder gar nicht mehr erforderlich ist oder deutlich mini miert werden kann.

Jedoch weisen aus Kunststoff hergestellte Drosselklappengehäuse den Nach teil auf, daß sie während und nach dem Spritzgußvorgang schrumpfen und sich nach dem Entformen verziehen können. Gleiches gilt für Temperatur- und Krafteinwirkungen, zumal solche Drosselklappenstutzen im Motorraum von Fahrzeugen angeordnet sind, wo sie sehr großen Temperaturschwankungen unterworfen sind. Ist zum Beispiel der Antriebsmotor des Fahrzeuges nicht in Betrieb und herrscht eine geringe Außentemperatur, werden sehr niedrige Temperaturen erreicht (zum Beispiel um den Gefrierpunkt oder sogar darunter); andererseits wird beim Betrieb der Brennkraftmaschine eine sehr hohe Tempe ratur (insbesondere über 100°C) erreicht. Daher kommt es insbesondere auf grund dieser starken Temperaturschwankungen zu nachteiligen Verformungen im Verschwenkbereich der Drosselklappe, so daß die hohen Leckluftanforde rungen, insbesondere in der Leerlaufstellung der Drosselklappe und um diese herum, nicht eingehalten werden können. Gerade dieser Bereich ist aber be sonders wichtig, da er einen großen Einfluß auf den Kraftstoffverbrauch und auch auf die Abgasqualität ausübt. Daher ist es besonders wichtig, daß die An saugwandung des Drosselklappenstutzens sowohl bei den genannten Bedin gungen als auch über eine lange Zeit, insbesondere mehrere Jahre hinweg, ihre Maßhaltigkeit beibehält.

Deshalb ist in der DE 43 34 180 A1 schon vorgeschlagen worden, daß in den aus Kunststoff hergestellten Drosselklappenstutzen ein ringförmiges Einlegeteil quer zum Ansaugkanal eingebettet ist, wobei dieses Einlegeteil abgewinkelte Laschen aufweist, durch die die Drosselklappenwelle ragt und die Laschen mit jeweils einer der Drosselklappe abgewandten Laschenfläche an einer der Drosselklappe zugewandten Lagerstirnfläche der Lagereinrichtungen anliegen. Zunächst hat dieses ringförmige Einlegeteil aufgrund seiner geometrischen Ausbildung den Nachteil, daß es kostenintensiv bei der Herstellung, insbeson dere bei einer Serienproduktion von Drosselklappenstutzen, ist.

Der wesentliche Nachteil ist jedoch der, daß das ringförmige Einlegeteil nach dem Spritzgußvorgang vollständig von Kunststoff umgeben ist, so daß sich der Drosselklappe in ihrem Schwenkbereich wieder eine großflächige aus Kunst stoff bestehende Innenkontur der Ansaugwandung bietet. Aufgrund der hohen Anforderungen in Bezug auf Umweltschutz (Abgasqualität) und Kraftstoffver brauch ist weiterhin die erforderlich Maßhaltigkeit, auch wenn sie schon etwas verbessert wurde, nicht gegeben, so daß sich die aus Kunststoff bestehende Ansaugwandung trotz ringförmigem Einlegeteil verformen, zusammenziehen beziehungsweise ausdehnen kann, so daß die hohen Leckluft-Anforderungen nach wie vor nicht erfüllt werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen solchen Drosselklap penstutzen weiter zu verbessern, so daß die gestellten Anforderungen hinsicht lich der Abgasqualität und des Kraftstoffverbrauches, gleichzeitig aber auch im Hinblick auf ein gleichmäßiges Ansprechen der Brennkraftmaschine auf Gas geben, erfüllt werden. Dabei sollen die Vorteile eines Kunststoff drosselklappenstutzens nicht aufgegeben werden.

Diese Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß zumindest in einem Teilschwenkbereich der Drosselklappe ein Metallzylinder in dem Leitungsabschnitt vorgesehen ist.

Aufgrund der Stabilität eines Metallzylinders wird der Drosselklappe zumindest in dem betreffenden Teilschwenkbereich immer eine genau definierte und maßhaltige Innenwandung dargeboten, die sich auch bei Temperaturschwan kungen und über einen großen Zeitraum hinweg nicht oder in zu vernachlässi gender Weise verändert, so daß die geforderte Maßhaltigkeit gegeben ist. Der Metallzylinder kann in die Spritzgußform eingelegt werden und anschließend so mit Kunststoff umspritzt werden, daß seine Innenwandung frei bleibt, so daß also der Drosselklappe eine metallene Oberfläche dargeboten wird. Alternativ dazu ist es auch möglich, erst das Drosselklappengehäuse aus Kunststoff her zustellen und anschließend den Metallzylinder einzusetzen. Denkbar ist auch, den Metallzylinder aus mehreren Teilen herzustellen, wobei zum Beispiel zwei Hälften in der Ebene, in der sich die Drosselklappenwelle befindet, aneinander stoßen können. Man könnte auch daran denken, die Innenwandung des Me tallzylinders mit einer dünnen Schutzschicht (zum Beispiel aus dem gleichen Kunststoff, aus dem auch das Drosselklappengehäuse besteht) zu überziehen, deren Dicken keinen Einfluß auf die Maßhaltigkeit hat. Eine solche Schutz schicht verhindert wirksam die Ablagerung von störenden Partikeln auf der In nenwandung.

In Weiterbildung der Erfindung ist der Metallzylinder in Strömungsrichtung un terhalb und/oder oberhalb der die Drosselklappe tragenden Drosselklappen welle vorgesehen. Gerade der Bereich um die Ebene, in der die Drosselklap penwelle angeordnet ist, ist besonders wichtig, da es sich hierbei um den Be reich handelt, in dem mit der Drosselklappe die Leerlaufdrehzahl eingestellt wird. Daher ist besonders in diesem Bereich eine gute Maßhaltigkeit erforder lich, die mit dem Metallzylinder erzielt wird. Darüber hinaus kann sich der Me tallzylinder aber auch über größere Verschwenkbereiche der Drosselklappe und gegebenenfalls auch darüber hinaus erstrecken.

In Weiterbildung der Erfindung ist der Metallzylinder zur Aufnahme für die Lager der Drosselklappenwelle ausgebildet. Dadurch wird eine weiterhin erhöhte Fe stigkeit erreicht, wodurch auch der Herstellungsprozeß vereinfacht wird. Es kann zunächst der Metallzylinder hergestellt werden, der dann mit den Lagern für die Drosselklappe versehen und anschließend mit Kunststoff umspritzt wird. Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß in ein und der selben Form für das Drosselklappengehäuse verschiedene Metallzylinder (insbesondere mit unter schiedlicher Längserstreckung und/oder unterschiedlichem Durchmesser) ein setzbar sind, wodurch die Teilevielfalt, insbesondere die Zahl der Formen für das Drosselklappengehäuse, verringert werden kann.

In Weiterbildung der Erfindung ist der Metallzylinder auch zur Aufnahme weite rer Elemente des Drosselklappenstutzens wie zum Beispiel zur Aufnahme ei nes Drosselklappenpotentiometers oder eines Antriebsmotors ausgebildet. Weitere Elemente des Drosselklappenstutzens können auch Wellen für ein Getriebe, über das die Drosselklappenwelle von einem Elektromotor angetrie ben wird, sein. Ebenso können Bohrungen in dem Metallzylinder vorgesehen sein, an denen die weiteren Elemente, wie beispielsweise eine Trägerplatte des Drosselklappenpotentiometers, nach der Herstellung des Drosselklappenge häuses angeschraubt werden. Ebenso kann der Metallzylinder Anschläge, zum Beispiel für eine Endstellung der Drosselklappe beziehungsweise der Drossel klappe, aufweisen.

In Weiterbildung der Erfindung weist der Metallzylinder eine Innenkontur zur Erzielung einer vorgebbaren Kennlinie für den Volumendurchsatz in Abhängig keit von der Verschwenkung der Drosselklappe auf. Durch Herstellung eines entsprechenden Metallzylinders zum Beispiel aus Aluminium- oder Magnesium- Druckguß (wobei auch andere Materialien und Herstellverfahren möglich sind) und einer gegebenenfalls erforderlich werdenden Nachbearbeitung ist durch die Innenkontur des Metallzylinders eine Kennlinie für den Volumendurchsatz durch den Leitungsabschnitt erzielbar, die sich in Abhängigkeit von der Ver schwenkung der Drosselklappe einstellt. Somit kann zum Beispiel eine Innen kontur bewirken, daß in der Schließstellung der Drosselklappe kein oder nahe zu kein Volumendurchsatz durch den Leitungsabschnitt erfolgt. Die eine End stellung, die bisher als Schließstellung bezeichnet wurde, muß den Leitungsab schnitt nicht zwangsweise vollständig schließen, sondern es kann sich bei die ser Endstellung auch um eine Minimalstellung handeln, bei der eine definierte Leckluftmenge den Leitungsabschnitt durchströmt. Mit zunehmender Ver schwenkung der Drosselklappe aus der Schließstellung beziehungsweise der Minimalstellung nimmt der Volumendurchsatz in Abhängigkeit der verwendeten Innenkontur weiter zu, bis eine weitere Endstellung, die insbesondere eine voll ständige Öffnung des Leitungsabschnittes darstellt, erreicht wird.

Zusammenfassend ist also festzustellen, daß mit der Erfindung die Vorteile ei nes Drosselklappengehäuses aus Kunststoff (wie niedriges Gewicht und gerin ge Materialkosten) beibehalten werden, jedoch die bei einem Drosselklappen gehäuse aus Kunststoff bestehenden Nachteile wie nicht ausreichende Maß haltigkeit durch Einsatz des Metallzylinders beseitigt werden, so daß die ge wünschte Kennlinie auch bei Temperaturschwankungen und über einen langen Zeitraum (mehrere Jahre) sicher einstellbar ist und beibehalten wird.

Bei dem erfindungsgemäßen Drosselklappenstutzen kann es sich um ein so genanntes gekoppeltes System handeln, bei dem die Drosselklappe über Ver bindungselemente wie Bowdenzüge oder dergleichen mit einem Gaspedal zur Leistungsanforderung verbunden ist. Ebenso ist es bei solchen Systemen denkbar, zusätzlich in Teilbereichen (insbesondere im Leerlaufbereich) über einen Stellantrieb (insbesondere Elektromotor) eine überlagerte Regelung (ins besondere Leerlaufregelung) vorzunehmen. Genausogut findet der Drossel klappenstutzen bei sogenannten Drive-by-wire-Systemen Anwendung, bei de nen die Leistungsanforderung (zum Beispiel Betätigen eines Gaspedales) in elektrische Signale umgesetzt wird, wobei die Signale einer Steuereinheit zu geführt werden, die wiederum einen Stellantrieb ansteuert, der dann die Dros selklappe zumindest in Abhängigkeit der Leistungsanforderung und gegebe nenfalls weiterer Parameter einstellt.

Die vorliegende Erfindung wird am Beispiel eines Drosselklappenstutzens er läutert, wobei dieses Anwendungsgebiet als bevorzugt angesehen wird; dabei ist die vorliegende Erfindung jedoch nicht auf dieses Ausführungsbeispiel be schränkt, sondern kann auch in entsprechender Weise, gegebenenfalls unter Vornahme geringfügiger Modifikationen, auf anderen Anwendungsgebieten ein gesetzt werden.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Drosselklappenstutzen in dreidimensionaler Schnittdarstel lung,

Fig. 2 den Drosselklappenstutzen gemäß Fig. 1 im Querschnitt mit ab genommenem Deckel,

Fig. 3 den Drosselklappenstutzen gemäß Fig. 1 im Querschnitt mit auf gesetztem Deckel,

Fig. 4 den Drosselklappenstutzen im Längsschnitt gemäß Fig. 1,

Fig. 5 den Drosselklappenstutzen gemäß Fig. 1 in geschnittener, drei dimensionaler Ansicht,

Fig. 6 den Drosselklappenstutzen im Schnitt in einer abgewandelten Ausführung gegenüber Fig. 1,

Fig. 7 den Drosselklappenstutzen im Längsschnitt gemäß Fig. 1, mit einem Metallzylinder mit Innenkontur.

Fig. 1 zeigt einen Drosselklappenstutzen 1 in dreidimensionaler Schnittdar stellung. Solche Drosselklappenstutzen dienen dazu, der Einspritzeinrichtung einer Brennkraftmaschine, insbesondere für ein Fahrzeug, Luft oder ein Kraft stoffluftgemisch zuzuführen. Zu diesem Zweck weist der Drosselklappenstutzen 1 ein Drosselklappengehäuse 2 auf, das aus Kunststoff, insbesondere in einem Spritzgußverfahren, hergestellt ist. In diesem Drosselklappengehäuse 2 ist ein Leitungsabschnitt 3 vorhanden, über den der nicht gezeigten Einspritzvorrich tung die Luft beziehungsweise das Kraftstoffluftgemisch zugeführt wird. Zur Einstellung des zuzuführenden Volumens ist auf einer Drosselklappenwelle 4 eine Drosselklappe 5 angeordnet, wobei durch Drehung der Drosselklappen welle 4 auch die Drosselklappe 5 verschwenkt wird und den Querschnitt im Leitungsabschnitt 3 mehr oder weniger vergrößert beziehungsweise verkleinert und somit den Volumendurchsatz reguliert.

In einer einfachen Ausführung des Drosselklappenstutzens 1 ist ein Ende der Drosselklappenwelle 4 zum Beispiel mit einer Seilscheibe verbunden, wobei diese Seilscheibe wiederum über einen Bowdenzug mit einer Einstellvorrich tung für eine Leistungsanforderung verbunden ist, wobei die Einstellvorrichtung zum Beispiel das Gaspedal eines Fahrzeuges ist, so daß durch Betätigung die ser Einstellvorrichtung durch den Fahrer eines Fahrzeuges die Drosselklappe 5 von einer Stellung minimaler Öffnung, insbesondere einer Schließstellung, bis in eine Stellung maximaler Öffnung gebracht werden kann, um damit die Lei stungsabgabe der Brennkraftmaschine einstellen zu können.

Bei dem in Fig. 1 gezeigten Drosselklappenstutzen 1 handelt es sich um ei nen solchen Drosselklappenstutzen, bei dem die Drosselklappe 5 entweder in einem Teilbereich, zum Beispiel dem Leerlaufbereich, von einem Stellantrieb, ansonsten über das Gaspedal, einstellbar ist oder bei dem die Drosselklappe 5 über den gesamten Verstellbereich von einem Stellantrieb einstellbar ist. Bei diesen sogenannten "E-Gas"- oder "Drive-by-wire"-Systemen wird die Lei stungsanforderung zum Beispiel durch Niederdrücken des Gaspedales in ein elektrisches Signal umgesetzt, wobei dieses Signal einer Steuereinheit zuge führt wird, die dann ein Ansteuersignal für den Stellantrieb erzeugt. Das heißt, bei diesen genannten Systemen gibt es keine mechanische Verbindung zwi schen der Sollwertvorgabe (Gaspedal) und der Drosselklappe 5.

Daher weist das Drosselklappengehäuse 2 des Drosselklappenstutzens 1 ein Getriebegehäuse 6 sowie ein Antriebsgehäuse 7 auf, wobei in bevorzugter Ausführungsform das Drosselklappengehäuse 2, das Getriebegehäuse 6 und das Antriebsgehäuse 7 eine einstückige Baueinheit bilden und im gleichen Herstellungsgang produziert werden. Denkbar ist auch eine solche Anordnung, bei der einzelne Gehäuse zusammengesetzt werden können. In dem Antriebs gehäuse 7 ist ein als Stellantrieb ausgebildeter Elektromotor (in Fig. 1 nicht gezeigt) untergebracht, der über ein Untersetzungsgetriebe (in Fig. 1 eben falls nicht gezeigt) auf die Drosselklappenwelle 4 wirkt, so daß durch Ansteue rung des Elektromotors die Drosselklappe 5 verschwenkt wird. Die Ansteue rung des Elektromotors erfolgt über einen in dem Getriebegehäuse 6 angeord neten Stecker 8, wobei der Drosselklappenstutzen 1 über den Stecker 8 mit einer Steuereinheit verbunden ist. Über den Stecker 8 erfolgt auch eine Rück meldung der jeweiligen Position der Drosselklappe 5 an die Steuereinheit, wo bei diese Steuereinheit durch Vergleich des Sollwertes (Gaspedal) mit dem Ist wert für die Position der Drosselklappe 5 den Elektromotor regelt, bis die Diffe renz zwischen Sollwert und Istwert gleich Null ist. Die Ist-Position der Drossel klappe 5 kann durch einen entsprechenden Sensor, insbesondere ein soge nanntes Drosselklappen-Potentiometer, bei dem der Schleifer des Potentio meters mit der Drosselklappenwelle 4 verbunden ist, erfaßt werden.

Das Getriebegehäuse 6 einschließlich des Antriebsgehäuses 7 wird von einem Gehäusedeckel 9 verschlossen. Die Ausgestaltung und Montage des Gehäu sedeckels 9 wird in den Fig. 2 und 3 noch näher beschrieben.

Der Drosselklappenstutzen 1 ist in der Regel in einer Sauganlage der Brenn kraftmaschine angeordnet und wird als Modul montiert, wozu der in Fig. 1 ge zeigte Drosselklappenstutzen 1 einen Flansch 10 aufweist, mit dem er über eine nicht gezeigte Saugleitung mit einem Ansaugluftfilter verbunden werden kann oder direkt mit diesem Ansaugluftfilter verbunden ist. Zur Befestigung des Drosselklappenstutzens 1 an der Einspritzvorrichtung mit der dem Flansch 10 abgewandten Seite sind Bohrungen 11 vorgesehen, mit dem der Drosselklap penstutzen 1 dichtend an die Einspritzvorrichtung angeschraubt werden kann. Die Art der Befestigung ist nur beispielhaft und nicht erfindungswesentlich.

Weiterhin ist in der dreidimensionalen Schnittdarstellung des Drosselklappen stutzens 1 ein gestrichelt gezeichneter Metallzylinder 12 in dem Leitungsab schnitt 3 angeordnet. Die Außenumfangsfläche des Metallzylinders 12 ist voll ständig von dem Kunststoff des Drosselklappengehäuses 2 umgeben, wobei die metallene Innenwandung des Metallzylinders sich über den Verschwenkbe reich der Drosselklappe 5, gegebenenfalls etwas weniger oder etwas mehr als dieser Verschwenkbereich, erstreckt. Verschiedene Ausgestaltungen des Me tallzylinders 12 sind in den folgenden Figuren erkennbar.

Fig. 2 zeigt den Drosselklappenstutzen 1 gemäß Fig. 1 im Schnitt mit abge nommenem Gehäusedeckel 9. Sehr gut in diesem Querschnitt ist die Lage des Metallzylinders 12 erkennbar, der in einfacher Form ein Stück Rohr ist, das Durchführungen 13 für die Drosselklappenwelle 4 aufweist. Die Innenwandung des Metallzylinders 12 kann konturiert bearbeitet sein, um vorgegebene Kenn linien für den Volumendurchsatz durch den Leitungsabschnitt 3 in Abhängigkeit der Stellung der Drosselklappe 5 einstellen zu können. In Fig. 2 ist eine Aus gestaltung des Metallzylinders 12 gezeigt, bei der der Metallzylinder 12 im Be reich der Durchführungen 13 jeweils einen Fortsatz 14 aufweist, wobei diese Fortsätze 14 Lager 15, 19 für die Drosselklappenwelle 4 aufnehmen. Damit er höht sich die Montagefreundlichkeit, da nach dem Umspritzen des Metallzylin ders 12 mit Kunststoff zur Formung des gesamten Drosselklappengehäuses 2 auch schon die Lager für die Drosselklappenwelle 4 zur Verfügung stehen. Die Drosselklappenwelle 4 endet - bei Betrachtung der Fig. 2 auf der linken Seite - in einem Raum 16, in dem beispielsweise sogenannte Rückstellfedern und Notlauffedern untergebracht sein können. Die Rückstellfeder bewirkt eine Vor spannung der Drosselklappenwelle 4 in Schließrichtung, so daß der Stellantrieb gegen die Kraft dieser Rückstellfeder arbeitet. Eine sogenannte Notlauffeder bewirkt, daß bei Ausfall des Stellantriebes die Drosselklappe 5 in eine definierte Position gebracht wird, die in der Regel etwas oberhalb der Leerlaufdrehzahl liegt. Alternativ oder ergänzend dazu kann auch die Drosselklappenwelle 4 über den Raum 16 hinaus aus dem Drosselklappengehäuse 2 hervorstehen, wobei dann an diesem Ende der Drosselklappenwelle 4 zum Beispiel eine Seil scheibe montiert wird, die über einen Bowdenzug mit einem Gaspedal in Ver bindung steht, womit eine mechanische Sollwertvorgabe realisiert ist. Das dem Raum 16 abgewandte Ende des Fortsatzes 14 (dessen Stirnfläche) kann zur Aufnahme weiterer Elemente wie zum Beispiel der Befestigung einer Träger platte des Drosselklappen-Potentiometers eingesetzt werden. Ebenso kann die Stirnfläche dieses Fortsatzes 14 oder weitere Fortsätze, deren Stirnflächen in das Getriebegehäuse 6 ragen, zur Aufnahme weiterer Elemente, wie zum Bei spiel Steckwellen für Zahnräder oder Zahnsegmente des nicht gezeigten Ge triebes, eingesetzt werden.

Das Drosselklappengehäuse 2 weist weiterhin in Richtung des Gehäuse deckels 9 zeigend eine umlaufende Abflachung 17 auf, die mit einem umlaufenden Steg des Gehäusedeckels 9 korrespondiert. Bisher war es so, daß der Gehäu sedeckel 9 durch Verschrauben oder mittels Klippsverbindungen unter Zwi schenlegung einer Dichtung mit dem Drosselklappengehäuse 2 verbunden wurde. Dies bedeutete einen hohen Aufwand, da bei der Herstellung der Form für das Drosselklappengehäuse 2 und den Gehäusedeckel 9 entsprechende Ausbildungen vorgesehen sein mußten. Außerdem bedeutete das Vorhanden sein der Dichtung ein weiteres Bauteil und damit verbunden das Einlegen der Dichtung einen weiteren Montageschritt, was sich gerade bei der Serienpro duktion von Drosselklappenstutzen als nachteilig herausstellte. Durch die um laufende Abflachung 17 an dem Drosselklappengehäuse 2 und den umlaufen den Steg 18 an dem Gehäusedeckel 9 (oder umgekehrt), die schon bei der Herstellung für die Form des Drosselklappengehäuses 2 und des Gehäuse deckels 9 aus Kunststoff vorgesehen werden können, wird zunächst erreicht, daß nach dem Aufsetzen des Gehäusedeckels 9 eine definierte Lage auf dem Drosselklappengehäuse 2, gegebenenfalls unter leichtem Spiel, erzielt wird.

Fig. 3 zeigt den Drosselklappenstutzen 1 gemäß Fig. 1 im Querschnitt mit aufgesetztem Gehäusedeckel 9. Der Steg 18 liegt nun umlaufend über der Ab flachung 17, die sich damit beide überlappen. Auf diesen Bereich dieser Über lappung wird jetzt umlaufend ein Laserstrahl 20 gerichtet, der so ausgerichtet und von seiner Intensität her so dimensioniert ist, daß die beiden einander zu gewandten Flächen der Abflachung 17 und des Steges 18 sich erwärmen und zu schmelzen beginnen. Dadurch verschmelzen an dieser Stelle umlaufend das Drosselklappengehäuse 2 mit dem Gehäusedeckel 9, so daß das unter dem Gehäusedeckel 9 liegende Getriebegehäuse 6 sowie das Antriebsgehäuse 7 dichtend verschlossen werden. Das Einlegen und Montieren einer Dichtung kann entfallen. Der Gehäusedeckel 9 ist mit dem Drosselklappengehäuse 2 unlösbar verbunden, das heißt, er kann ohne Zerstörung der beteiligten Bau teile nicht wieder von dem Drosselklappengehäuse 2 gelöst werden. Dies hat neben der absoluten Dichtheit noch den Vorteil, daß alle Bauteile, die in diesem Räumen angeordnet sind, vor Manipulationen geschützt sind. Dies ist insbe sondere dann von Vorteil, wenn in dem Drosselklappengehäuse 2, abgedeckt von dem Gehäusedeckel 9, eine elektronische Steuereinheit untergebracht ist.

Der in Fig. 3 gezeigte Gehäusedeckel 9 weist noch ein Gegenlager 21 auf, mit dem die Antriebswelle des nicht gezeigten Elektromotors gelagert ist. Genauso kann mittels eines Gegenlagers 22 auch die Drosselklappenwelle 4 gegengela gert sein.

Fig. 4 zeigt den Drosselklappenstutzen 1 im Längsschnitt gemäß der Fig. 1. Hier ist erkennbar, daß der Metallzylinder 12 als einfacher Zylinder ausgebildet ist, dessen Außenumfangsfläche und zumindest ein Teil der Stirnflächen von dem Kunststoff des Drosselklappengehäuses 2 umgeben ist. Die nach innen weisende Innenwandung des Metallzylinders 12 ist gradlinig ausgebildet, kann aber auch zur Realisierung vorgebbarer Kennlinien für den Volumendurchsatz konturiert sein. Solche Ausgestaltungen sind zum Beispiel in der Fig. 7 ge zeigt. In Fig. 4 ist die Drosselklappe 5 in ihrer Schließstellung gezeigt und kann durch Verdrehen entgegen dem Uhrzeigersinn in eine geöffnete Stellung gebracht werden, wobei eine Drehung um etwa 90° (das heißt bis in eine bei Betrachtung der Fig. 4 in etwa senkrechte Position) der Voll-Laststellung ent spricht.

Fig. 5 zeigt den Drosselklappenstutzen 1 gemäß Fig. 1 in geschnittener, dreidimensionaler Ansicht, wobei wiederum die Anordnung des Metallzylinders 12 in dem Drosselklappengehäuse 2 sichtbar ist. Ebenfalls erkennbar ist eine Möglichkeit der Montage der Drosselklappe 5 an der Drosselklappenwelle 4. Die Drosselklappenwelle 4 weist einen Schlitz auf, in den die Drosselklappe 5 einsteckbar ist, wobei die Drosselklappe 5 nach Ausrichtung in ihrer Sollpositi on an der Drosselklappenwelle 4 unbewegbar fixiert wird. Dies kann beispiels weise durch Stifte oder Schrauben erfolgen, die durch die Drosselklappenwelle 4 und die Drosselklappe 5 gesteckt werden. Alternativ dazu kann die Drossel klappe 5 auch in dem Schlitz mit der Drosselklappenwelle 4 verstemmt oder verklebt werden.

Fig. 6 zeigt den Drosselklappenstutzen 1 im Schnitt in einer abgewandelten Ausführung gegenüber Fig. 1, wobei erkennbar ist, daß der Metallzylinder 12 nicht nur die Fortsätze 14 zur Aufnahme der Lager 15, 19 für die Drosselklap penwelle 4 aufnimmt, sondern auch einen Lagerschild 23 umfaßt, der ein Ende des als Elektromotor ausgebildeten Stellantriebes aufnimmt. Dadurch erhöht sich die Festigkeit, wobei als weiterer Vorteil zu nennen ist, daß über das La gerschild 23 eine beim Betrieb des Elektromotors entstehend Verlustwärme an die Innenwandung des Metallzylinders 12 geführt wird, wobei an dieser Stelle die Verlustwärme durch die den Leitungsabschnitt 3 durchströmende Luft (oder das Kraftstoffluftgemisch) abgeführt wird. Somit werden durch das Lagerschild 23 auch die thermischen Eigenschaften des Drosselklappenstutzens 1 verbes sert.

Fig. 7 zeigt den Drosselklappenstutzen 1 im Längsschnitt gemäß Fig. 1, wo bei hier der Metallzylinder 12 mit einer Innenkontur gezeigt ist. In der Fig. 7 ist nochmals deutlich zu erkennen, daß der Metallzylinder 12 in das Drosselklap pengehäuse aus Kunststoff so eingesetzt ist beziehungsweise derart von dem Kunststoff umgeben ist, daß der Metallzylinder 12 sicher in dem Drosselklap pengehäuse 2 gehalten ist, während die Innenwandung des Metallzylinders 12 nicht von Kunststoff bedeckt ist, also die metallischen Eigenschaften beibehal ten werden. Die Drosselklappe 5 ist durch Drehung der Drosselklappenwelle 4 - bei Betrachtung der Fig. 7 im Uhrzeigersinn - in eine Schwenkrichtung 24 aus der in Fig. 7 gezeigten Minimalstellung, in der der Leitungsabschnitt 3 voll ständig oder nahezu vollständig verschlossen ist, verschwenkbar. Die den Lei tungsabschnitt 3 durchströmende Luft (oder das Kraftstoffluftgemisch) hat eine Strömungsrichtung 24. Durch Verschwenken der Drosselklappe 5 in Schwenkrichtung 24 wird der Leitungsabschnitt 3 mit zunehmender Ver schwenkung weiter geöffnet, so daß durch eine Innenkontur 26 des Metallzy linders 12 eine Kennlinie des den Leitungsabschnitt 3 durchströmenden Volu mens in Abhängigkeit von dem Öffnungswinkel der Drosselklappe 5 einstellbar ist. Durch unterschiedliche Innenkonturen 26, die mit verschiedenen Metallzy lindern 12 realisierbar sind, können somit bei Beibehaltung eines standardi sierten Drosselklappengehäuses 2 auf einfache Art und Weise unterschiedli che, dem jeweiligen Brennkraftmaschinen-Typ angepaßte Kennlinien realisiert werden. Die in Fig. 7 gezeigte Innenkontur 26 des Metallzylinders 12 ist ober halb und unterhalb der Drosselklappenwelle 4 symmetrisch, wobei in Schwenkrichtung 24, ausgehend von der in Fig. 7 gezeigten Minimalstellung (oder auch Nullstellung) der Drosselklappe 5 die Innenkontur 26 zunächst ei nen geradzylindrischen Abschnitt aufweist, dem sich ein kreisbogenförmiger Abschnitt anschließt.

Es ist anzustreben, daß im Übergangsbereich zwischen der Innenwandung des Leitungsabschnittes 3 und der Innenwandung des Metallzylinders 12 kein Ab satz vorhanden ist, um Verwirbelungen der Luft oder des Kraftstoffluftgemi sches in Strömungsrichtung 25 zu vermeiden.

Es wird jedoch darauf hingewiesen, daß die in Fig. 7 gezeigte Innenkontur 26 des Metallzylinders 12 nur beispielhaft ist und beliebige andere Konturen (auch oberhalb und unterhalb der Ebene der Drosselklappenwelle 4 asymmetrische Konturen) beim Herstellen und/oder beim Bearbeiten des Metallzylinders 12 erzielbar sind.

Bezugszeichenliste

1

Drosselklappenstutzen

2

Drosselklappengehäuse

3

Leitungsabschnitt

4

Drosselklappenwelle

5

Drosselklappe

6

Getriebegehäuse

7

Antriebsgehäuse

8

Stecker

9

Gehäusedeckel

10

Flansch

11

Bohrung

12

Metallzylinder

13

Durchführung

14

Fortsatz

15

Lager

16

Raum

17

Abflachung

18

Steg

19

Lager

20

Laserstrahl

21

Gegenlager

22

Gegenlager

23

Lagerschild

24

Schwenkrichtung

25

Strömungsrichtung

26

Innenkontur

Claims

1. Drosselklappenstutzen (1), aufweisend ein Drosselklappengehäuse (2) aus Kunststoff, wobei in einem Leitungsabschnitt (3) des Drosselklap pengehäuses (2) eine Drosselklappe (5) verschwenkbar gelagert ist, da durch gekennzeichnet, daß zumindest in einem Teilschwenkbereich der Drosselklappe (5) ein Metallzylinder (12) in dem Leitungsabschnitt (3) vorgesehen ist.

2. Drosselklappenstutzen (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallzylinder (12) in dem Kunststoff des Drosselklappengehäu ses (2) eingesetzt ist, wobei im Bereich des Leitungsabschnittes (3) die metallene Innenwandung des Metallzylinders (12) freiliegt.

3. Drosselklappenstutzen (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß der Metallzylinder (12) in einer Strömungsrichtung (25) unterhalb und/oder oberhalb einer die Drosselklappe (5) tragende Dros selklappenwelle (4) vorgesehen ist.

4. Drosselklappenstutzen (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallzylinder (12) zur Aufnahme für die Lager (15, 19) der Drosselklappenwelle (4) ausgebildet ist.

5. Drosselklappenstutzen (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallzylinder (12) zur Aufnahme weiterer Elemente des Drosselklappenstutzens (1), wie zum Beispiel ei nem Drosselklappen-Potentiometer, einem Antriebsmotor oder derglei chen ausgebildet ist.

6. Drosselklappenstutzen (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallzylinder (12) eine Innenkontur (26) zur Erzielung einer vorgebbaren Kennlinie für den Volumendurch satz durch den Leitungsabschnitt (3) in Abhängigkeit von der Ver schwenkung der Drosselklappe (5) aufweist.