DE20002784U1

DE20002784U1 - Auf einer Welle angeordnete Drosselklappe

Info

Publication number: DE20002784U1
Application number: DE20002784U
Authority: DE
Original assignee: ALBERT HANDTMANN METALLGUSWERK
Current assignee: ALBERT HANDTMANN METALLGUSWERK
Priority date: 2000-02-16
Filing date: 2000-02-16
Publication date: 2000-07-13
Anticipated expiration: 2010-02-17

Description

-1 -Auf einer Welle angeordnete Drosselklappe

Beschreibung:

Die Erfindung betrifft eine auf einer drehbaren Klappenwelle angeordnete Drosselklappe.

Derartige Drosselklappen werden beispielsweise in Verbrennungsmotoren gebraucht, um beispielsweise die Motorenabgase einer erneuten Verbrennung zuzuführen.

Die Abgaskanäle in denen sich die Drosselklappen befinden sind rund oder mit rechteckigem Querschnitt, zufolge dessen haben die Drosselklappen eine runde oder rechteckige Form. Die Anordnung der Drosselklappenwelle reicht bekanntermaßen von einer mittig durch den Kanalquerschnitt geführten Klappenwelle bei runden / rechteckigen Drosselklappen bis zu einer Anordnung der Klappenwelle versenkt in einer Kanalwandung bei einer rechteckigen Drosselklappe. Die rechteckige Drosselklappe ist dabei an einer ihrer Kanten an der Klappenwelle befestigt.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine strömungsgünstige Klappenform für einen rechteckigen Kanalquerschnitt zu gestalten und gleichzeitig Elemente in die Klappenform einzubringen, die eine haltbare und kostengünstige Befestigung der Klappe auf der in der Kanalwandung versenkten, bereits montierten Klappenwelle ermöglichen.

Bei der aufgabenseitig vorgegebenen Klappensystemkonstruktion ist die Klappenwelle fast vollständig in der Kanalwandung versenkt, so dass die auf der Klappenwelle befestigte Klappe in voll geöffnetem Zustand strömungsgünstig flach an der wellenseitigen Kanalwand anliegt. In vollständig geschlossenem Zustand liegt die Oberkante der rechteckigen Klappe an der wellenseitig gegenüberliegenden Kanalwandung an und verschließt in dieser quer zum Abgasstrom stehende Klappenstellung den Kanalquerschnitt.

Die naheliegende, stromungsgünstige Form ist die planebene Ausgestaltung der Klappe. Hierbei ist entscheidend, dass die Befestigung nicht wieder Störfaktoren in die Strömung einbringt. Im Deutschen Patent DE 42 23 724 A1 Robert Bosch GmbH ist eine Schraubbefestigung von Klappe und Klappenwelle beschrieben, bei der in der dort gezeigten Abbildung 5 die in die Klappenwelle durchgeschraubten Rundkopf-Schraubenköpfe in den Gasstrom unvorteilhaft hineinragen. Zudem ergab in Praxisversuchen diese Art der Befestigung eine erhöhte Rißbildungsneigung der Klappe, ausgehend vom Bereich der Schraubbefestigung. Die in Europ. Patent 5.275.375 Solex und vergleichbar im Deutschen Patent DE 42 21 449 A1 Pierburg GmbH gezeigte Lösung, in der die Klappenwelle durch eine im Befestigungsbereich röhrenförmig ausgestaltete Klappe hindurchgesteckt wird, ist sehr aufwendig und damit teuer.

Die Aufgabe wird durch das kennzeichnende Merkmal des Anspruchs 1 bis 6 gelöst.

Gemäß dieser Ausbildung erhält die planebene Klappe im Befestigungsbereich die runde Kontur der Klappenwelle wodurch sie die Klappenwelle in einem Bereich von <180° umschließt. Im Bereich einer vorgesehenen Schraubbefestigung der Klappe auf der Klappenwelle wird die gerundete Kontur dieses Klappenbereichs unterbrochen und eine Schraubenauflagefläche auf planebenem Niveau belassen. Für die Schraubbefestigung wird entsprechend dem vorgesehenen Schraubendurchmesser die Klappe gelocht. Auf der Klappenwelle ist korrespondierend zu der ebenen Schraubenauflage der Klappe die runde Klappenwelle eben gefräßt und mit passendem Schraubgewindeloch versehen. . Die Schraubenköpfe verwirbeln den Gasstrom somit nicht, da sie versenkt sind.

Eine weiterhin angeformte parallel zur Klappenwelle verlaufende Aufkantung der Klappe in Wellen-Form bewirkt, dass der planebene Klappenbereich die gleiche Höhe erhält wie der höchste Punkt der gerundeten Klappenkontur. Die strömungsgünstige Form einer nur minimal unterbrochenen ebenen Fläche ist erreicht.

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Weiterhin beeinflußt diese Wellen-förmige Aufkantung das Schwingungsverhalten der Klappe im Gasstrom, da dadurch die Neigung zur Rißbildung im Bereich der
Schraubbefestigung der Klappe auf der Klappenwelle vermieden wird

Ein zusätzlicher Nutzen ergibt sich bei der automatisierten Montage der Klappe
mit Schraubbefestigung, dass die Flanken der Verformung rund zu flach im
Befestigungsbereich der Klappe zur zentrierten Positionierung der Klappe auf der entsprechend ausgefräßten Klappenwelle führen.

Eine noch vorteilhaftere Befestigung der Klappe auf der Klappenwelle bringt
anstelle der Schraubverbindung eine Laserschweißverbindung entsprechend dem Europ. Patent EP 0 708 232 B1 Albert Handtmann Metallguß GmbH & Co.KG, da hier die Versenkung der Schraubenköpfe entfällt und die Klappenkontur
strömungstechnisch noch günstiger bleibt.

Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, und zwar zeigen:

Fig. 1 die Draufsicht auf die fertige Klappe zur Schraubbefestigung in nicht

montiertem Zustand. Ziffer 1 bezeichnet den rund geformten Befestigungsbereich der durch zwei ebene Schraubenauflagebereiche Ziffer 2 mit Lochung Ziffer 4

unterbrochen ist. Mit dargestellt sind die Schnittlinien AA und BB für die

nachfolgenden Figuren.

Figur 2 zeigt den Schnitt AA in Längsrichtung zur Klappenwelle durch den
Befestigungsbereich der Klappe, worin die Flanken der Klappe Ziffer 5 klar zu
sehen sind, die zusammen mit den passenden Ausfräsungen auf der
Klappenwelle Figur 3 Ziffer 6 für die Zentrierung der Klappe auf der Klappenachse sorgen.

Figur 4 zeigt den Schnitt BB quer zur Klappenwelle durch die Klappe wobei der
rund geformte Befestigungsbereich 1, die ebene Schraubenauflage 2 mit Lochung 4 und die Wellen-förmige Aufkantung 3 zu sehen ist.

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FCir den Fall der Befestigung durch Laserschweissen zeigt Figur 5 die Kontur der Klappe im Befestigungsbereich, die Schraubenauflage und Lochung kann hier entfallen. Ziffer 14 stellt die Schweißpunkte / Schweißraupen der Laserschweißung auf die Klappenwellenachse 8 dar. Dabei muss die Zentrierung der Klappe auf der Klappenwelle durch anderweitige konstruktive Maßnahmen sichergestellt werden. Dies kann im Anwendungsfall durch das rundum auf die Klappenwelle aufgespritzte Kunststoffgleitlager geschehen, welches nur im Bereich der Klappe bis auf die Klappenwelle ausgespart ist. So wird durch die hochstehenden Ränder des Gleitlagermaterials die Position der Klappe genau fixiert.

Figur 6 zeigt einen Längsschnitt durch einen Abgaskanal mit montierter Klappe in geöffneter Stellung. Ziffer 8 zeigt die Klappenwellenachse mit aufgespritztem Kunststoffgleitlager 9 und Gewindebohrung 10 im Abgaskanalkörper 11. Die Klappe 12 ist durch die Schraube 13 auf die Klappenwelle aufgeschraubt.

Figur 7 zeigt eine Ausgestaltung der Klappe als zweiseitig symetrische Klappe wobei der Befestigungsbereich in der Klappenmitte liegt.

Claims

1. Auf einer Klappenwelle angeordnete Drosselklappe, dadurch gekennzeichnet dass im Befestigungsbereich der Klappe auf einer runden Klappenwelle die Klappe entsprechend dem Klappenwellenradius rund geformt (1) ist, die Klappenwelle 180° umschließt und die Klappe im Anschluss an diesen halbrunden Bereich durch eine Wellenförmige Aufkantung (3) so geformt wird, daß sich der höchste Punkt des halbrunden Bereichs und des daran anschließenden planebenen Klappenbereichs in einer Höhenebene befindet und damit gleichzeitig das Schwingungsverhalten der Klappe im Gasstrom geregelt wird.

2. Klappe nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass zur Klappenbefestigung auf der Klappenwelle durch Verschrauben zur Schraubenauflage ein Bereich der entsprechend dem Klappenwellenradius rund geformten Klappe planeben bleibt (2) und dieser Bereich in eine entsprechende Flachfräsung der Klappenwellenachse paßt, wobei die Flanken (5) der Klappe mit den Flanken (6) der Klappenwelle den Sitz der Klappe auf der Klappenwelle zentrieren.

3. Klappe nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Klappe durch Laserschweißen mit mehreren Schweißpunkten oder Schweißraupen (14) auf der Klappenwelle befestigt wird.

4. Klappe nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigung auf der Klappenwellenachse durch mehr als eine Schraube (13) geschieht.

5. Klappe nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet dass die Zentrierung der Klappenposition auf der Klappenwelle durch den ausgesparten Bereich eines auf die Klappenwelle gespritzten Kunststoffgleitlagers (9) geschieht.

6. Klappe nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet dass der Befestigungsbereich bei runden und rechteckigen Klappen symetrisch mittig durch die Klappe verlauft oder bei rechteckigen Klappen nur an einem Ende als einseitige Klappe.