DE19909982A1 - Drosselklappenstutzen zum Steuern der Leistung einer Brennkraftmaschine - Google Patents
Drosselklappenstutzen zum Steuern der Leistung einer BrennkraftmaschineInfo
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Abstract
Bei Drosselklappenstutzen ist es wichtig, daß die hindurchströmende Luft im Bereich kleiner Leistung der Brennkraftmaschine sehr feinfühlig gesteuert werden kann. DOLLAR A Bei dem hier vorgeschlagenen Drosselklappenstutzen (2) ist auf mindestens einer Stirnseite der Drosselklappe (6) mindestens eine in den Klappenumfang (26) hineinragende Vertiefung (50) vorgesehen. Dadurch wird erreicht, daß der freie Drosselquerschnitt im Bereich der Schließstellung der Drosselklappe sehr feinfühlig gesteuert werden kann. DOLLAR A Der Drosselklappenstutzen ist insbesondere für Verbrennungsmotoren für Fahrzeuge vorgesehen.
Description
Die Erfindung geht aus von einem Drosselklappenstutzen zum
Steuern der Leistung einer Brennkraftmaschine nach der
Gattung des Anspruchs 1.
Damit die Leistung der Brennkraftmaschine feinfühlig ver
stellt werden kann, besteht seit langem die Forderung, daß
sich der Öffnungsquerschnitt, auch freier Durchfluß
querschnitt oder Drosselquerschnitt genannt, bei einer
Schwenkbewegung der Drosselklappe im Bereich der Schließ
stellung der Drosselklappe nur wenig ändert. Aus diesem
Grund werden häufig Drosselklappenstutzen mit einer im
Bereich der in Schließstellung stehenden Drosselklappe S-
förmig gestalteten Gaskanalwandung verwendet. Bei der
S-förmig gestalteten Gaskanalwandung schmiegt sich die Gas
kanalwandung ausgehend von der Schließstellung der Drossel
klappe dem Umfang der Drosselklappe über einen gewissen
Winkelbereich an. Dadurch ändert sich der Drosselquerschnitt
durch den Gaskanal bei Verstellung der. Drosselklappe im
Bereich der Schließstellung nur relativ wenig. Eine weitere
wichtige Forderung bei Drosselklappenstutzen ist, daß die
Leckluft, wenn die Drosselklappe in ihrer Schließstellung
steht, sehr gering sein soll.
Der bekannte Drosselklappenstutzen mit der S-förmig ge
stalteten Gaskanalwandung hat den Nachteil, daß seine form
mäßige Herstellung ziemlich schwierig ist, und wenn die
Drosselklappe in ihrer Schließstellung steht die Leckluft
nicht in gewünschtem Maße gering ist und daß aufgrund bisher
zwangsläufig auftretender Toleranzen bei großserienmäßiger
Fertigung des Drosselklappenstutzens ein Klemmen zwischen
der Drosselklappe und der Gaskanalwandung mehr oder weniger
häufig auftritt.
Der erfindungsgemäße Drosselklappenstutzen zum Steuern der
Leistung einer Brennkraftmaschine mit den kennzeichnenden
Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, daß der Drossel
klappenstutzen so ausgeführt werden kann, daß sich bei einer
Verstellung der Drosselklappe im Bereich der Schließstellung
der Drosselquerschnitt durch den Gaskanal, bezogen auf den
Verstellwinkel der Drosselklappe, nur wenig ändert und da
durch ein sehr feinfühliges Steuern der Leistung der Brenn
kraftmaschine möglich ist. Ebenso kann auch die Form sowie
die Größe und die Tiefe der Vertiefung je nach Bedarf leicht
angepaßt werden, so daß dadurch vorteilhafterweise das Ver
hältnis des Drosselquerschnitts zum Verstellwinkel der
Drosselklappe sehr einfach und leicht angepaßt und ohne
großen Aufwand auch verändert werden kann.
Der Drosselklappenstutzen hat den Vorteil, daß auf einfache
Weise im Leerlaufbereich eine besonders flache Luftkennlinie
erreichbar ist. Mit anderen Worten, der Drosselklappen
stutzen kann so gestaltet sein, daß im Bereich der Schließ
stellung der Drosselklappe einer Verstellung der Drossel
klappe nur eine besonders kleine Änderung der Luftmenge
entspricht. Dadurch ergibt sich eine besonders einfache und
komfortable Leerlaufsteuerung der Brennkraftmaschine.
Wegen dem sich verengenden Bereich der Gaskanalwandung, der
dort vorgesehen ist, wo die Drosselklappe steht, wenn sie sich
in ihrer Schließstellung befindet, erhält man den Vorteil, daß
die Gaskanalwandung leicht mit einer Kante versehen werden
kann, die dazu verwendet dienen kann, daß in einer Zwischen
stellung der Drosselklappe das Gas nur durch die mindestens
eine Vertiefung strömt. Die Gaskanalwandung kann vorteilhafter
weise so ausgebildet werden, daß in der Schließstellung die
Vertiefung außer Funktion ist.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind
vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des Drossel
klappenstutzens zum Steuern der Leistung einer Brennkraft
maschine nach Anspruch 1 möglich.
Befindet sich die Drehachse außerhalb der im wesentlichen
von dem Klappenumfang gebildeten Ebene, dann hat dies den
Vorteil, daß der Aufwand beim Herstellen der erforderlichen
Einzelteile und der Aufwand beim Zusammenbauen der Einzel
teile weiter verringert wird. Von besonderem Vorteil ist,
daß trotz eines geringen Herstellungsaufwandes ein Drossel
klappenstutzen mit besonders geringer Leckluft herstellbar
ist. Ein weiterer Vorteil ist, daß auch Bauteile und Werk
stoffe, bei denen mit relativ großen Maßtoleranzen und Form
toleranzen gerechnet werden muß, verwendet werden können und
daß auch damit eine kleine Leckluftmenge erzielbar ist. Von
zusätzlichem Vorteil ist, daß die Drosselklappe so justier
bar ist, daß keine Berührung zwischen der Drosselklappe und
der Gaskanalwandung auftritt, so daß erhöhte Reibung ver
mieden und vorteilhafterweise ein die Drosselklappe ver
stellender Stellantrieb deswegen nicht kräftiger dimen
sioniert sein muß. Der Drosselklappenstutzen kann so herge
stellt werden, daß, wenn die Drosselklappe in ihrer Schließ
stellung steht, über den gesamten Umfang der Drosselklappe
ein enger, nur wenig Leckluft durchlassender Spalt vorhanden
ist. Dieser enge Spalt wird vorteilhafterweise auch nicht im
Bereich der Drosselklappenwelle unterbrochen.
Ist der sich verengende Bereich so gestaltet, daß er eine
Kugelabschnittform aufweist, wobei sich der Mittelpunkt der
Kugelabschnittform vorzugsweise in der Mitte des Gaskanals
auf der Drehachse der Drosselklappenwelle befindet, dann
erhält man den Vorteil besonders geringer Leckluft und be
sonders feinfühliger Steuerbarkeit der hindurchströmenden
Luftmenge im Bereich der Leerlaufsteuerung der Brennkraft
maschine.
Bevorzugt ausgewählte, besonders vorteilhafte Ausführungs
beispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht
dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher er
läutert. Es zeigen die Fig. 1 und 2 einen Längsschnitt
durch den Drosselklappenstutzen, wobei in der Fig. 1 die
Drosselklappe in ihrer Schließstellung und in der Fig. 2
geringfügig aus der Schließstellung herausgeschwenkt ist,
die Fig. 3 und 4 die Drosselklappe als Einzelteil, die
Fig. 5 und 6 Detailansichten der Vertiefung in der
Drosselklappe, die Fig. 7 einen Längsschnitt durch ein
zweites Ausführungsbeispiel und die Fig. 8 einen Längs
schnitt durch den Drosselklappenstutzen eines dritten
Ausführungsbeispiels.
Der erfindungsgemäß ausgeführte Drosselklappenstutzen kann
bei jeder Brennkraftmaschine verwendet werden, bei der die
Leistung der Brennkraftmaschine durch einen der Brennkraft
maschine zugeführten Gas-Strom gesteuert werden soll. Das
Gas ist beispielsweise Luft oder ein Luft-Kraftstoff-
Gemisch. Die Brennkraftmaschine ist beispielsweise ein Otto-
Motor mit einem Saugkanal, in dessen Verlauf der Drossel
klappenstutzen vorgesehen ist. Neben der Steuerung der
Leistung mit Hilfe des Drosselklappenstutzens kann es bei
der Brennkraftmaschine auch noch weitere Möglichkeiten zur
Steuerung der Leistung geben, beispielsweise durch
wahlweises Steuern der in die Brennkraftmaschine direkt
eingespritzten Kraftstoffmenge.
Die Fig. 1 und 2 zeigen einen Längsschnitt durch einen
Drosselklappenstutzen 2 eines bevorzugt ausgewählten,
besonders vorteilhaften Ausführungsbeispiels.
In allen Figuren sind gleiche oder gleichwirkende Teile mit
denselben Bezugszeichen versehen. Sofern nichts Gegen
teiliges erwähnt bzw. in der Zeichnung dargestellt ist, gilt
das anhand eines der Figuren Erwähnte und Dargestellte auch
bei den anderen Ausführungsbeispielen. Sofern sich aus den
Erläuterungen nichts anderes ergibt, sind die Einzelheiten
der verschiedenen Ausführungsbeispiele miteinander
kombinierbar.
Der Drosselklappenstutzen 2 hat ein Drosselklappengehäuse 4,
eine Drosselklappe 6 und eine Drosselklappenwelle 10. Die
Drosselklappe 6' ist mit der Drosselklappenwelle 10 fest ver
bunden.
Von einer Stirnseite des Drosselklappengehäuses 4 zur
anderen Stirnseite des Drosselklappengehäuses 4 führt ein
Gaskanal 16. Umfangsmäßig begrenzt wird der Gaskanal 16
durch eine Gaskanalwandung 18. Die Drosselklappenwelle 10
ist in der Gaskanalwandung 18 schwenkbar gelagert.
Die Drosselklappe 6 hat eine Schließstellung. Die Schließ
stellung der Drosselklappe 6 ist diejenige Stellung der
Drosselklappe 6, in der ein freier Querschnitt des Gaskanals
16 geschlossen ist oder in der der freie Querschnitt des
Gaskanals 16 zumindest sein Minimum erreicht. In der
Schließstellung kann kein Medium oder nur eine sehr geringe
Menge des Mediums durch den Gaskanal 16 hindurchströmen.
Die Fig. 1 zeigt den Drosselklappenstutzen 2, während die
Drosselklappe 6 in ihrer Schließstellung steht. In der Fig. 2
ist die Drosselklappe 6 aus ihrer Schließstellung heraus
gerade so weit in eine Zwischenstellung geschwenkt, daß der
durch den Drosselklappenstutzen 2 hindurchführende Gaskanal
16 beginnt sich zu öffnen.
Der Gaskanal 16 bzw. die Gaskanalwandung 18 hat einen sich
verengenden Bereich 20. Bezogen auf die Fig. 1 hat der Gas
kanal 16 unterhalb des sich verengenden Bereichs 20 einen
flächenmäßig größeren, ersten Bereich 21, und oberhalb des
sich verengenden Bereichs 20 gibt es einen flächenmäßig
kleineren, zweiten Bereich 22. Der untere, erste Bereich 21
hat eine größere Querschnittsfläche als der obere, zweite
Bereich 22. Der erste Bereich 21 hat einen Durchmesser D.
Der zweite Bereich 22 hat einen Durchmesser d. In Längs
richtung des Gaskanals 16 betrachtet, wird der sich ver
engende Bereich 20 zwischen dem ersten Bereich 21 und dem
zweiten Bereich 22 mehr oder weniger stetig zunehmend enger.
Die Drosselklappe 6 hat einen Klappenumfang 26. Der Durch
messer d des zweiten Bereichs 22 ist kleiner als der Durch
messer der Drosselklappe 6 im Bereich des Klappenumfangs 26,
und der Durchmesser D des ersten Bereichs 21 ist größer als
der Durchmesser der Drosselklappe 6 am Klappenumfang 26. Es
sei darauf hingewiesen, daß die freie Querschnittsfläche des
Saugkanals 16 und die Querschnittsfläche der Drosselklappe 6
nicht unbedingt kreisrund, sondern beispielsweise auch
elliptisch oder oval sein können. Die Bereiche 21 und/oder
22 des Gaskanals 16 können beispielsweise zylindrisch (Fig. 1,
2, 7) oder konisch (Fig. 8) sein. Der Drosselklappen
stutzen 2 muß nicht wie dargestellt räumlich ausgerichtet
sein, sondern er kann auch beliebig gedreht verwendet
werden. Beispielsweise kann sich der erste Bereich 21 auch
oberhalb der Drosselklappe 6 befinden, wie in der Fig. 8
dargestellt.
Wenn die Drosselklappe 6 in ihrer Schließstellung steht,
dann befindet sich der Klappenumfang 26 im sich verengenden
Bereich 20 der Gaskanalwandung 18. Bei richtig eingebauter
Drosselklappe 6 gibt es in der Schließstellung zwischen dem
Klappenumfang 26 der Drosselklappe 6 und dem sich ver
engenden Bereich 20 der Gaskanalwandung 18 einen umlaufenden
sehr engen Spalt 30.
Die Drosselklappe 6 hat eine an eine ihrer Stirnseiten ange
formte Verdickung 32. Die Verdickung 32 und die Drossel
klappe 6 sind einstückig aus Kunststoff geformt. Die Ver
dickung 32 ist so lang wie der Durchmesser der Drosselklappe
6. Weil sich die die Drosselklappenwelle 10 aufnehmende Ver
dickung 32 außerhalb des Bereichs befindet, wo abgedichtet
wird, kann die Verdickung 32 auch merkbar kürzer sein als
der Durchmesser der Drosselklappe 6, ohne daß sich dadurch
die Leckluftrate unerwünscht verschlechtert. Ist die Ver
dickung 32 etwas kürzer als der Durchmesser der Drossel
klappe 6, dann verringert sich vorteilhafterweise die Gefahr
einer Verklemmung zwischen der Drosselklappe 6 und dem
Drosselklappengehäuse 4.
Durch die Verdickung 32 führt eine Bohrung 34 hindurch. Die
Drosselklappenwelle 10 ist in der Bohrung 34 fest mit der
Drosselklappe 6 verbunden.
Für den Zusammenbau des Drosselklappenstutzens 2 wird
folgendes Vorgehen vorgeschlagen: Die Drosselklappe 6 wird
mit einer Vorrichtung so weit in den Gaskanal 16 hinein
geschoben, bis der Klappenumfang 26 der Drosselklappe 6 an
dem sich verengenden Bereich 20 der Gaskanalwandung 18 zur
Anlage kommt. Dadurch zentriert sich die Drosselklappe 6 in
horizontaler Richtung, so daß sie umfangsmäßig gleichmäßig
am sich verengenden Bereich 20 der Gaskanalwandung 18
anliegt. Die Drosselklappe 6 befindet sich jetzt in einer
nachfolgend als Ausrichtposition bezeichneten Stellung.
Ausgehend von der Ausrichtposition wird die Drosselklappe 6
von dem sich verengenden Bereich 20 geringfügig abgehoben.
Dabei hebt der Klappenumfang 26 nur wenig von dem sich ver
engenden Bereich 20 ab, und es entsteht der Spalt 30. Die
Einstellung des sehr engen Spalts 30 kann sehr präzise auf
einen sehr geringen, genau vorherbestimmbaren Wert
eingestellt werden. In dieser auf diese Weise erzielten
Position wird die Drehlagerung der Drosselklappe festgelegt.
Die Drosselklappe 6 ist im Bereich des Klappenumfangs 26
relativ dünn. Man kann sich deshalb gedanklich eine Ebene
vorstellen, in der der Klappenumfang 26 liegt, bzw. die
Drosselklappe 6 bildet im Bereich ihres Klappenumfangs 26
eine Ebene. Die Drosselklappenwelle 10 ist im Drossel
klappengehäuse 4 schwenkbar gelagert. Über diese Lagerung
erhält die Drosselklappenwelle 10 eine Drehachse 40, um die
die Drosselklappenwelle 10 zusammen mit der Drosselklappe 6
gedreht bzw. geschwenkt werden kann. Die Drehachse 40 hat
einen deutlichen Abstand zu der Ebene, die vom Klappenumfang
26 gebildet wird. Der Abstand zwischen der Drehachse 40 und
der vom Klappenumfang 26 gebildeten Ebene ist deutlich
größer als die Dicke der Drosselklappe 6 im Bereich des
Klappenumfangs 26.
Die Drosselklappenwelle 10 hat einen Wellendurchmesser. Um
eine die Drosselklappenwelle 10 im Bereich des Durchtritts
der Drosselklappenwelle 10 durch die Gaskanalwandung 18
intern umströmende Leckluft zu vermeiden, wird vorge
schlagen, den Abstand zwischen der Drehachse 40 und der
Ebene des Klappenumfangs 26 mindestens so groß zu wählen,
daß der Klappenumfang 26, ohne von der Drosselklappenwelle
10 unterbrochen zu sein, über den gesamten Umfang der
Drosselklappe 6 verlaufen kann. Der Abstand zwischen der
Drehachse 40 und der vom Klappenumfang 26 gebildeten Ebene
sollte also mindestens geringfügig größer sein als der halbe
Durchmesser der Drosselklappenwelle 10.
Weil die Drehachse 40 quer zu der Ebene, in der der Klappen
umfang 26 liegt, einen Abstand hat, kann die Drosselklappe 6
geschwenkt bzw. gedreht werden, ohne daß die Drosselklappe 6
an der Gaskanalwandung 18 streift, trotz des besonders engen
Spalts 30.
Bei Betrachtung einer Schnittebene gemäß Fig. 1, hat die
Schräge des sich verengenden Bereichs 20 vorzugsweise die
Form eines Kugelabschnitts. Der Mittelpunkt des Kugel
abschnitts befindet sich vorzugsweise in der Mitte des Gas
kanals 16 auf der Drehachse 40 bzw. im Schnittpunkt der
Drehachse 40 mit der Längsachse des Gaskanals 16. Der sich
verengende Bereich 20 ist so ausgeführt, daß sich am Über
gang vom sich verengenden Bereich 20 in den ersten Bereich
21 kein Knick ergibt, sondern der sich verengende Bereich 20
geht tangential in den ersten Bereich 21 der Gaskanalwandung
18 über. Am Übergang zwischen dem sich verengenden Bereich
20 und dem zweiten Bereich 22 entsteht ein Knick. Dadurch
entsteht eine Kante 44. Die Gaskanalwandung 18 ist vorzugs
weise so ausgeführt, daß der Knick umlaufend über den
gesamten Umfang entsteht; die Kante 44 ist somit vorzugs
weise eine umlaufende Kante 44. Wenn sich die Drosselklappe
6 in ihrer Schließstellung (Fig. 1) befindet, dann ist die
Kante 44 von der Drehachse 40 weiter weg als der Klappen
umfang 26. Mit anderen Worten, wenn die Drosselklappe 6 in
ihrer Schließstellung steht, dann befindet sich die Kante 44
auf der der Drehachse 40 abgewandten Seite des Klappen
umfangs 26.
Die Drosselklappe 6 kann, ausgehend von der in der Fig. 1
dargestellten Schließstellung, in Öffnungsrichtung verstellt
werden. Die Öffnungsrichtung ist in den Zeichnungen durch
einen Pfeil mit dem Bezugszeichen 46 symbolisiert.
In der Fig. 3 ist die Drosselklappe 6, der besseren Über
sichtlichkeit wegen, mit geändertem Maßstab als Einzelteil
nochmals wiedergegeben. Die in der Fig. 3 gezeigte Ansicht
erhält man bei Blick auf die Drosselklappe 6 mit der in der
Fig. 4 mit III markierten Blickrichtung. Die Fig. 4 zeigt
eine in der Fig. 3 mit IV-IV markierte Schnittebene durch
die Drosselklappe 6. Die Fig. 5 zeigt eine Ausschnitt
vergrößerung der in der Fig. 3 mit V markierten Einzelheit.
Die Fig. 6 zeigt eine in der Fig. 4 mit. VI markierte
Einzelheit als Ausschnittvergrößerung.
Die Drosselklappe 6 hat eine dem ersten Bereich 21 zuge
wandte erste Stirnseite 41 und eine dem zweiten Bereich 22
zugewandte zweite Stirnseite 42. Der Durchmesser der ersten
Stirnseite 41 ist etwas größer als der Durchmesser der
zweiten Stirnseite 42. Dadurch verjüngt sich der Klappen
umfang 26, in Längsrichtung des Gaskanals betrachtet. Mit
anderen Worten, in Längsrichtung des Gaskanals 16 be
trachtet, nimmt der Durchmesser des Klappenumfangs 26
ausgehend von der ersten Stirnseite 41 in Richtung der
zweiten Stirnseite 42 ab.
Die Drosselklappe 6 hat am Übergang zwischen dem Klappen
umfang 26 und der ersten Stirnseite 41 eine umlaufende erste
Klappenkante 51 (Fig. 4, 5 und 6). Zwischen dem Klappen
umfang 26 und der zweiten Stirnseite 42 hat die Drossel
klappe 6 eine umlaufende zweite Klappenkante 52 (Fig. 4 und
6).
An der Stirnseite 41 der Drosselklappe 6 ist mindestens eine
Vertiefung 50 vorgesehen. Die an der Stirnseite 41 der
Drosselklappe 6 vorgesehene Vertiefung 50 erstreckt sich
radial nach außen und reicht bis in den Klappenumfang 26
hinein. Die mindestens eine Vertiefung 50 verbindet aber
nicht die beiden Stirnseiten 41 und 42 der Drosselklappe 6,
so daß, wenn die Drosselklappe 6 in ihrer Schließstellung
steht, der enge Spalt 30 durch die Vertiefung 50 nicht
unterbrochen wird. Die Vertiefung 50 ist auf der der Dreh
achse 40 zugewandten Stirnseite 41 angebracht. In Umfangs
richtung der Drosselklappe 6 betrachtet, ist die Vertiefung
50 ziemlich schmal, beispielsweise 0,5 mm bis 2 mm, ent
sprechend 0,0005 m (Meter) bis 0,002 m (Meter). Durch die in
den Klappenumfang 26 sich hineinerstreckende Vertiefung 50
macht die umlaufende Klappenkante 51 bei der Vertiefung 50
eine Auslenkung in Längsrichtung des Gaskanals 16, in
Richtung hin zum zweiten Bereich 22 (Fig. 6).
Für eine wirkungsvolle Funktionsweise der Vertiefung 50, um
eine bestmögliche Feinsteuerbarkeit zu erzielen, wird
vorgeschlagen, die Vertiefung 50 im Bereich der Stelle des
Klappenumfangs 26 anzubringen, die von der Drehachse 40 am
weitesten entfernt ist und die beim Schwenken der Drossel
klappe 6 aus ihrer Schließstellung in Öffnungsrichtung 46
zuerst die Kante 44 überfährt. Mit anderen Worten, die Ver
tiefung 50 ist am Umfang der Drosselklappe 6 vorzugsweise an
der Stelle angebracht, an der eine senkrecht zur Drehachse
40 gedachte Durchmesserlinie den Klappenumfang 26 schneidet
oder zumindest im Bereich dieser Stelle.
Bei einer Schwenkbewegung der Drosselklappe 6, ausgehend von
der in der Fig. 1 gezeigten Schließstellung in Öffnungs
richtung 46, gibt es eine Zwischenstellung, in der ein Teil
der Klappenkante 51 die Kante 44 überfahren hat (Fig. 2).
Wenn die Drosselklappe 6 in Öffnungsrichtung 46 gerade bis
zu der in der Fig. 2 gezeigten Zwischenstellung geschwenkt
ist, dann hat nur der am Grund der Vertiefung 50 verlaufende
Teil der Klappenkante 51 die Kante 44 der Gaskanalwandung 18
überfahren. Der Spalt 30 zwischen dem Klappenumfang 26 der
Drosselklappe 6 und dem sich verengenden Bereich 20 der Gas
kanalwandung 18 ist dabei über den gesamten Umfang weit
gehend geschlossen, aber es kann bereits etwas Gas durch die
Vertiefung 50 durch den Gaskanal 16 hindurchströmen. Im
Zusammenspiel zwischen der Kante 44 der Gaskanalwandung 18
und der mindestens einen an der Drosselklappe 6 angebrachten
Vertiefung 50 kann bei einer Schwenkbewegung der Drossel
klappe 6 der freie Querschnitt durch den Gaskanal 16 sehr
feinfühlig verstellt werden. Dadurch ist es möglich, bei
einer realisierbaren Genauigkeit bei der Betätigung der
Drosselklappe 6 eine sehr feinfühlige Steuerung der Leistung
der Brennkraftmaschine zu erreichen.
Die Vertiefung 50 hat, in ihrem Querschnitt betrachtet,
vorzugsweise ungefähr die Form einer Dreieckskerbe. Dadurch
ändert sich der freie Drosselquerschnitt bei einer Ver
stellung der Drosselklappe 6 im Bereich der in der Fig. 2
gezeigten Zwischenstellung stetig. Durch die Kerbenform kann
die Vertiefung 50 auch bei relativ kleinem Querschnitt
relativ tief gemacht werden, wodurch deren Schmutz
empfindlichkeit relativ gering ist.
Zusätzlich zu der mindestens einen Vertiefung 50 kann eine
weitere Vertiefung 50a oder weitere Vertiefungen 50a, 50b
vorgesehen sein (Fig. 3). Die weiteren Vertiefungen 50a, 50b
befinden sich ebenfalls auf der ersten Stirnseite 41 und
erstrecken sich ebenfalls bis in den Klappenumfang 26. Die
weiteren Vertiefungen 50a, 50b sind an der ersten Klappen
kante 51 beispielsweise bis zu 45° zu der Vertiefung 50 ver
setzt angebracht. Je nach Bedarf ist es auch zweckmäßig, die
weiteren Vertiefungen 50a, 50b unmittelbar neben der ersten
Vertiefung 50 anzubringen. Durch das Anbringen mehrerer Ver
tiefungen 50, 50a, 50b wird erreicht, daß bei einer Schwenk
bewegung der Drosselklappe 6 die Vertiefungen 50, 50a, 50b
nacheinander zur Wirkung kommen und dadurch die feinfühlige
Steuerung des Drosselquerschnitts über einen großen Winkel
bereich erfolgen kann.
Die vorgeschlagene Kombination aus der Anordnung der Dreh
achse 40 außerhalb der vom Klappenumfang 26 gebildeten Ebene
sowie dem sich verengenden Bereich 20 und der mindestens
einen Vertiefung 50 ergibt insgesamt betrachtet einen
Drosselklappenstutzen 2, der mit geringstem Aufwand herge
stellt werden kann, der bei in Schließstellung stehender
Drosselklappe 6 eine besonders geringe Leckluftmenge auf
weist und mit dem die Leistung der Brennkraftmaschine im
Bereich kleiner Leistung ganz besonders feinfühlig gesteuert
werden kann.
Es wird vorgeschlagen, den Klappenumfang 26 der Drossel
klappe 6 kugelabschnittförmig zu gestalten und diesen Kugel
abschnitt dem Winkel des sich verengenden Bereichs 20 der
Gaskanalwandung 18 anzupassen. Dadurch wird erreicht, daß
der Spalt 30, in Strömungsrichtung betrachtet, möglichst
lang und eng ist, was eine besonders effektive Reduzierung
des Lechstroms bewirkt.
Die Fig. 7 zeigt ein weiteres, besonders vorteilhaftes,
bevorzugt ausgewähltes Ausführungsbeispiel.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist zusätzlich zu der Ver
tiefung 50 auf der ersten Stirnseite 41 auf der zweiten
Stirnseite 42 eine weitere Vertiefung 60 vorgesehen. Die
Vertiefung 60 erstreckt sich diagonal zu der Vertiefung 50
auf der zweiten Stirnseite 42 in den Klappenumfang 26
hinein. Dadurch wird erreicht, daß auch in diesem Bereich
der Drosselklappe 6 bei einer bestimmten Schwenkstellung der
Drosselklappe 6 eine die Feinsteuerbarkeit beim Öffnen des
Gaskanals 16 verbessernde Steuermöglichkeit geschaffen wird.
Die Fig. 8 zeigt einen Längsschnitt durch ein weiteres
bevorzugt ausgewähltes Ausführungsbeispiel. Wie dieses Aus
führungsbeispiel zeigt, muß die Drosselklappe 6 nicht unbe
dingt eben sein. Zusätzlich ist in der Fig. 8 die Drossel
klappe 6 mit gestrichelten Linien eingezeichnet, wenn sie
sich in vollständig geöffneter Stellung befindet.
Claims (9)
1. Drosselklappenstutzen zum Steuern einer Leistung einer
Brennkraftmaschine, mit einem Drosselklappengehäuse (4), mit
einem Gaskanal (16) in dem Drosselklappengehäuse (4), mit einer
Gaskanalwandung (18) des Gaskanals (16), mit einer in dem
Drosselklappengehäuse (4) um eine Drehachse (40) schwenkbar
gelagerten Drosselklappe (6), wobei die Drosselklappe (6) zwei
Stirnseiten (41, 42) und einen Klappenumfang (26) hat und in
eine Schließstellung schwenkbar ist, dadurch gekennzeichnet,
daß, bezogen auf die in die Schließstellung geschwenkte
Drosselklappe (6), die Gaskanalwandung (18) im Bereich des
Klappenumfangs (26) einen sich verengenden Bereich (20) auf
weist und daß auf mindestens einer der beiden Stirnseiten (41,
42) mindestens eine in den Klappenumfang (26) hineinragende
Vertiefung (50, 50a, 50b, 60) vorgesehen ist.
2. Drosselklappenstutzen zum Steuern der Leistung einer Brenn
kraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Vertiefung (50, 50a, 50b, 60) von einer Kerbe gebildet wird.
3. Drosselklappenstutzen zum Steuern der Leistung einer Brenn
kraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Drehachse (40) außerhalb einer im wesentlichen von dem
Klappenumfang (26) gebildeten Ebene liegt.
4. Drosselklappenstutzen zum Steuern der Leistung einer Brenn
kraftmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine
der beiden Stirnseiten (41) der Drehachse (40) zugewandt und
die jeweils andere Stirnseite (42) der Drehachse (40) abgewandt
ist und daß die Vertiefung (50, 50a, 50b) auf der der Drehachse
(40) zugewandten Stirnseite (41) vorgesehen ist.
5. Drosselklappenstutzen zum Steuern der Leistung einer Brenn
kraftmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine
weitere Vertiefung (60) auf der der Drehachse (40) abgewandten
Stirnseite (42) vorgesehen ist.
6. Drosselklappenstutzen zum Steuern der Leistung einer Brenn
kraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Klappenumfang (26) der Drosselklappe (6) dem
sich verengenden Bereich (20) der Gaskanalwandung (18) angepaßt
ist.
7. Drosselklappenstutzen zum Steuern der Leistung einer Brenn
kraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn
zeichnet, daß der sich verengende Bereich (20) der Gaskanal
wandung (18) an mindestens einem Teilbereich eine Kugel
abschnittform aufweist.
8. Drosselklappenstutzen zum Steuern der Leistung einer Brenn
kraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn
zeichnet, daß der sich verengende Bereich (20) der Gaskanal
wandung (18) an mindestens einem Teilbereich konisch verläuft.
9. Drosselklappenstutzen nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß an der Gaskanalwandung (18) eine
mindestens teilweise umlaufende Kante (44) vorgesehen ist,
wobei bei einer Verstellung der Drosselklappe (6) zwischen der
Schließstellung und einer Offenstellung in einer Zwischen
stellung die Kante (44) die Vertiefung (50) teilweise über
deckt.
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|---|---|---|---|
| DE1999109982 DE19909982A1 (de) | 1999-03-06 | 1999-03-06 | Drosselklappenstutzen zum Steuern der Leistung einer Brennkraftmaschine |
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