DE10055397A1 - Vorrichtung mit mindestens einer Drosselklappe und Verfahren zum Herstellen dieser Vorrichtung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung mit mindestens einer innerhalb einer Ansaugbohrung befindlichen Drosselklappe, welche auf einer Welle angeordnet ist. DOLLAR A Aufgabe der Erfindung ist es, eine solche Vorrichtung derart zu verbessern, daß die Funktion der Drosselklappe und der Welle zuverlässig erhalten bleibt. DOLLAR A Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß zwischen der Drosselklappe und der Welle eine Klebeverbindungsstelle ausgebildet wird.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung mit mindestens einer innerhalb einer Ansaugbohrung auf einer Welle befindlichen Drosselklappe.

Derartige Vorrichtungen werden beispielsweise in Saug- und Drosselvorrichtungen in Verbrennungsmotoren verwendet, um die Abgase des Motors als Luftabgasgemisch erneut einer Verbrennung zuzuführen. Mittels mehrerer Drosselklappen wird die Zuführung der Abgase gesteuert, wobei die Drosselklappen bei mittig symetrischer Befestigung auf der Welle bis zu 90° schwenkbar sind. Zur Befestigung der Drosselklappen auf der Welle werden üblicherweise (vergl. DE-A-42 23 724) Schrauben verwendet. Eine derartige Befestigung erfordert einen erheblichen Fertigungsaufwand.

Weiterhin ist es bekannt (DE-U-94 06 803.3) die Drosselklappe mittels einer Clip- Klemm-Verbindung auf die Welle aufzubringen. Eine derartige Clipbefestigung hat den Nachteil eines aufwendigen Fertigungsverfahrens und birgt die Gefahr in sich, dass sich die Klappe bei Schwingungen lösen könnte.

Bei einer anderen Art der Drosselklappenbefestigung hat man auch schon vorgeschlagen (EP-A-0424197), die Drosselklappe zweiteilig mit jeweils zwei halbkreisförmigen Elenenten zu verwirklichen. Jedes Element wird in eine in der Welle einzubringende Nut eingeschoben und mit der Welle verschweißt. Die beiden Hälften sind leicht versetzt zueinander (in Achsrichtung der Welle gesehen) und liegen im Bereich einer Stoßstelle zweier Rohrstutzenenden an. Insgesamt ist die dort beschriebene Art der Ausbildung der Drosselklappe und Befestigung mit der Welle aufwendig.

Bei einer weiteren Art der Drosselklappenbefestigung (EP 0 708 232) wird die Drosselklappe und die Welle mittels Laserschweißen miteinander verbunden. Hierbei werden punkt- oder linienförmige Schweißstellen erzeugt. Bei rechteckigen Klappen mit einseitiger Befestigung an einem Klappenrand, (vergl. dt. Gebrauchsmuster 200 02 784.0) ist wegen dem Schwingungsverhalten der Klappe eine erhöhte Festigkeit der Verbindung Klappe/Welle erforderlich. Eine höhere Anzahl von Laserschweißstellen würde hier zu Wärmeeinbringung und Spannung in der Verbindung führen. Weiterhin erhöht sich der maschinelle Aufwand beim Laserschweißgerät mit zunehmender Anzahl der Schweißstellen wesentlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Verfahren anzugeben, mit dem in einfacher und zuverlässiger Weise eine verbesserte Vorrichtung der gattungsgemäßen Art geschaffen werden kann, bei der die Funktion der Drosselkappe und der Welle zuverlässig erhalten bleibt.

Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Eine mit diesem Verfahren hergestellte Vorrichtung wird im Anspruch 2 beansprucht.

Dadurch, dass die Drosselklappe nach dem Einbauen der Welle in den Grundkörper auf der Welle mittel Spezialklebstoff befestigt wird, lässt sich die Drosselklappe sehr einfach mit der Welle verbinden bzw. dort fixieren. Der Klebstoffauftrag kann mechanisch automatisiert nur auf die Klebefläche der Drosselklappe erfolgen. Sofern ein 2-Komponentenkleber Anwendung findet, kann auch Härter und Kleber getrennt jeweils auf die Klebefläche von Klappe und Welle aufgetragen werden, so dass beide Kleberkomponenten sich erst mit dem Zusammenfügen beider Teile mischen. Die mit Klebstoff versehene Drosselklappe wird sodann passgenau mit einem definierten Anpressdruck auf die Welle aufgelegt. Nach der erfolgten Aushärtung des Klebers, was mit geeigneten Verfahren zum Beispiel durch Beaufschlagung mit Hochfrequenz­ schwingungen auf einen Zeitraum von ≦ 40 sec. beschleunigt werden kann, ist die Drosselklappe und die Welle vollflächig mit der gesamten gemeinsamen Anlagefläche miteinander verbunden. Je nach Konstruktion der gesamten Drosselklappenvorrichtung wird ein Kreissegment von 15° bis 180° vom Wellenradius von der Drosselklappe als gemeinsame Klebefläche umschlossen. Diese entstehende Klebefläche führt zu vergleichbaren bis höheren Festigkeitswerten der Verbindung Klappe/Welle als wie sie mit den sonstigen Fügeverfahren erreicht wurden.

Bei kalt aushärtendem Klebstoff ist hierbei keine Gefahr von entstehenden Materialspannungen durch Wärmeeinwirkung zu befürchten. Vorhandene Kunststofflager der Welle bleiben unbeeinträchtigt.

Insgesamt ist das Kleben auch von Metallen ein bekanntes Verfahren und der Stand der Klebetechnik ist anschaulich in Merkblatt 382 "Das Kleben von Stahl und Edelstahl Rostfrei" Stahl-Informations-Zentrum 1998 dargestellt. Dennoch ist das Kleben von Drosselklappen auf die Welle bisher nicht beschrieben worden.

Um die Drosselklappe auf der Welle vor dem Aushärten der Klebeverbindung in Umfangsrichtung und in Seitenrichtung auf der Welle zu fixieren, sieht eine weitere Ausführungsform der Erfindung vor, dass auf der Welle eine Ausprägung und in der Drosselklappe eine Ausnehmung zur Aufnahme der Ausprägung vorgesehen sind. Vorteilhafterweise ist die Ausnehmung in der Mitte der Drosselklappe angeordnet.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit scheibenförmiger Drosselklappe und mittig symetrischer Befestigung. Genauso wäre ein Einsatz der Erfindung bei einer rechteckigen Drosselklappe mit unsymetrischer Befestigung nur an einer Randfläche möglich. Hierbei stellen in der Zeichnung dar:

Fig. 1 eine schematische Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 2 eine Draufsicht auf eine Drosselklappe mit abgeschnittener Welle und

Fig. 3 einen Querschnitt nach Fig. 2.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung besteht aus einem Grundkörper 1 mit einer Oberseite 2 und einer Unterseite 3. Von der Oberseite 2 zur Unterseite 3 erstrecken sich acht durchgehende Ansaugbohrungen 4 mit jeweils einem Einlass 5 und einem Auslaß 6. Durch alle Ansaugbohrungen 4 erstreckt sich radial und etwa in halber Tiefe der Bohrungen eine durchgehende Welle 7, welche innerhalb des Grundkörpers 1 gelagert ist. Innerhalb von vier der acht Bohrungen 4 ist auf der Welle 7 eine Drosselklappe 8 befestigt. Zur Befestigung ist zwischen jeder Drosselklappe 8 und der Welle 7 eine Verklebungsfläche 9 vorgesehen, welche in axialer Richtung 10 der Welle 7 die gemeinsame Anlagefläche von Welle/Klappe umfasst. Symetrisch zu ihrer Mitte 11 weist die Drosselklappe 8 eine rechteckige Ausnehmung 13 auf, in welche eine rechteckige Ausprägung 14 der Welle 7 hineinragt. Mittels dieser Ausprägung 14 kann die Drosselklappe 8 auf der Welle 7 in Umfangsrichtung 17 und in Längsrichtung 10 fixiert werden. Die Ausnehmung 13 befindet sich im Bereich einer kuppenförmigen Erhebung 15 der ansonsten scheibenförmigen Drosselklappe 8. Die Erhebung 15 erstreckt sich radial über die Drosselklappe und weist eine derartige Krümmung auf, dass sie auf der Welle 7 beim Aufsetzen der Drosselklappe 8 anliegt. Auf der Welle 7 sind weiterhin ortsfeste Hülsen 16a bzw. 16b vorgesehen, welche sich innerhalb des Grundkörpers 1 befinden und bündig mit den Innenwandungen der Ansaugbohrung 4 abschließen. Die Hülsen dienen zur Lagerung der Welle innerhalb des Grundkörpers 1. Da die Drosselkappe 8 zwischen je zwei dieser Hülsen 16 angeordnet ist, können diese auch als Anschlag für den Rand 12 der Drosselkappe 8 dienen. Die Abstandsmaße zwischen zwei Hülsen 16a und 16b sind so gewählt, dass sie denen zwischen den beiden abgeflachten Stirnkantenflächen 18a und 18b einer Drosselkappe 8 entsprechen, so dass durch das Zusammenwirken von Hülsen und Stirnkantenflächen eine axiale Festlegung der Drosselkappe in Pfeilrichtung 10 der Fig. 2 auf der Welle erfolgt.

Wenn die Drosselkappe 8 auf der Welle 7 befestigt wird, so wird zuerst die in der kuppenförmigen Erhebung 15 mit Klebstoff versehene Drosselkappe 8 auf die Welle 7 aufgesetzt und zwar derart, dass die Ausprägung 14 in die Ausnehmung 13 eingreift, wobei sich die kuppenförmige Erhebung 15 an die Welle 7 anlegt. Dies gestattet eine Fixierung der Drosselklappe 8 in Umfangsrichtung 17 und Längsrichtung 10. Zusätzlich erfolgt in axialer Richtung die Festlegung auch durch das Zusammenwirken von den Stirnkantenflächen und den Hülsen. Anschließend wird durch einen definierten Anpressdruck auf die Drosselklappe der in der Drosselklappenerhebung 15 aufgetragene Kleber auf der Welle verteilt und eventuell überschüssiger Kleber oder eine entstandene Luftblase aus der Verklebungsfläche Klappe/Welle herausgedrückt. Die Viskosität des Klebers stellt sicher, dass trotz Anpressdruck flächig ohne Unterbrechung sich Kleber in der Klebenaht befindet.

Durch die Ansaugbohrungen 4 können dann Gase hindurchgesaugt werden, wobei der Grad des Durchlasses durch die Stellung der Drosselklappe 8, welche über die Welle 7 betätigt wird, festgelegt ist.

Claims (4)

1. Verfahren zum Herstellen einer Vorrichtung mit mindestens einer innerhalb einer Ansaugbohrung auf einer Welle befindlichen Drosselklappe, bei dem zunächst die Welle in einem Grundkörper gelagert wird, dadurch gekennzeichnet, dass dann die Drosselkappe mit der Welle durch Kleben verbunden wird.

2. Vorrichtung mit mindestens einer innerhalb einer Ansaugbohrung (4) befindlichen, scheibenförmigen oder rechteckigen Drosselkappe, welche auf einer in einem Grundkörper gelagerten Welle angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Drosselklappe (8) und der Welle (7) eine Klebeverbindung (9) ausgebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, das die Welle rund ist und die runde Erhebung (15) der Drosselklappe den Wellenradius mit 15° bis 180° umschließt.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass auf der Welle ortsfeste Hülsen (16) vorgesehen sind, wobei die Drosselklappe (8) zwischen je zwei dieser Hülsen angeordnet ist.