DE10104747A1 - Verfahren zur Herstellung eines Gehäuses für einen Drosselklappenstutzen - Google Patents

Abstract

Gegenstand der Anmeldung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Drosselklappenstutzens (1). Dieser besteht aus einem Kunststoffmantel (2) mit einem Ring (3) aus Leichtmetall, in dem eine Drosselklappe (6) verschwenkbar gelagert ist, deren Rand in der Schließstellung einem Schließbereich (8) an der Innenseite des Ringes (3) gegenüberliegt. Der Kunststoffmantel (2) wird im Spritzdruckgussverfahren hergestellt, wobei der Ring (3) in die Gussform eingelegt ist. Beim Gießen wirken erhebliche Druckkräfte auf den Ring (3), die zu seiner Verformung führen können. DOLLAR A Es wird daher ein zweiteiliges Stützelement (10) vorgeschlagen, das den Ring (3) beim Guss innen abstützt, das aber im Schließbereich (8) eine Freizone hat. Damit wird erreicht, dass bei der Entnahme des Stützelementes (10) nach dem Guss in diesem Bereich keine Riefen entstehen, die zu einer nicht gewünschten Vergrößerung des Spaltes zwischen der Drosselklappe (6) und dem Ring (3) in der Schließstellung der Drosselklappe (6) führen würden.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren zur Herstellung eines Gehäuses für einen Drosselklappenstutzen mit einem durchgehenden Luftkanal, das aus ei­ nem im Spritzgussverfahren hergestellten Kunststoffmantel und einem an der Innenseite des Kunststoffmantels anliegenden Ring aus Leichtmetall besteht, wobei im Luftkanal eine Drosselklappe einsetzbar ist, die zwischen einer Schließ- und einer Offenstellung stufenlos um eine quer zum Luftkanal verlau­ fende Achse schwenkbar ist und die in der Schließstellung mit ihrem Rand mit der Innenwand des Ringes einen schmalen Spalt entlang eines Schließberei­ ches an der Innenwand einschließt, wobei während des Spritzgießens des Kunststoffmantels an der Innenseite des in die Spritzgussform eingebrachten Ringes ein Stützelement weitgehend vollflächig anliegt, so dass der Ring die von außen wirkenden Druckkräfte weitgehend verformungsfrei aufnehmen kann.

Bei diesem Verfahren tritt das folgende Problem auf: Nach dem Gießvorgang muss das Stützelement entfernt werden. Dazu wird es aus dem Ring heraus­ gezogen. Dabei ist es nicht zu vermeiden, dass Riefen an der Innenseite des Ringes entstehen. Diese sind insbesondere im Schließbereich nachteilig, da das Spaltmaß äußerst exakt eingehalten werden muss, um eine stabile Leerlaufdrehzahl zu erreichen. Eine nicht vorhersehbare Anzahl von Riefen in die­ sem Bereich ergeben von Gussstück zu Gussstück variierenden Querschnitt in der Schließstellung, so dass die Leerlaufdrehzahl nicht klar definiert ist.

In einer früheren Anmeldung der Anmelderin wurde schon vorgeschlagen, das Stützelement aus mehreren Segmenten zusammenzusetzen und mittels eines Spannstückes gegen den Ring vorzuspannen, wobei zwischen den Segmenten jeweils ein in axialer Richtung verlaufender Spalt vorliegt, so dass diese nach Entfernung des Spannstückes zunächst nach innen versetzt werden können, bevor sie aus dem Ring herausgezogen werden. Da die Segmente dabei einen Abstand zur Innenwand des Ringes einhalten, können keine Riefen entstehen. Das Verfahren ist aber sehr aufwendig, da die Segmente mit dem Spannstück von Hand eingesetzt und wieder entnommen werden müssen.

Die Erfindung beruht daher auf dem Problem, ein einfach durchzuführendes Verfahren so darzustellen, dass ein weitgehend riefenfreier Ring entsteht.

Die Erfindung schlägt daher für ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des An­ spruchs 1 vor, dass das Stützelement in den dem Schließbereich gegenüber­ liegenden Abschnitt eine Freizone aufweist, so dass der Schließbereich keinen Kontakt zum Stützelement aufweist.

Dieses Verfahren beruht auf der Erkenntnis, dass die Riefenbildung nicht gene­ rell unterbunden werden muss, sondern nur im kritischen Schließbereich, da hier einige Riefen eine erhebliche prozentuale Änderung des Spaltquerschnit­ tes hervorrufen. In den anderen Bereichen, in denen per se ein großer Quer­ schnitt vorliegt, bewirken Riefen in der Wand des Ringes keine substanzielle Änderung des Querschnittes. Außerdem wird ausgenutzt, dass die Abstützwirkung auch dann im ausreichenden Maße gegeben ist, wenn das Stützelement nicht vollflächig anliegt.

Eine einfache Möglichkeit ein Stützelement darzustellen besteht darin, dass das Stützelement aus einem Zylinder besteht, in dessen Außenseite sich eine umlaufende Nut als Freizone befindet.

Außerdem wird vorgeschlagen, dass der Zylinder aus zwei Hälften besteht, die in einer von der Nut bestimmten Ebene voneinander getrennt sind. Dies hat den Vorteil, dass die beiden Hälften zu beiden Seiten des Zylinders herausge­ zogen werden können, so dass sie nicht am kritischen Schließbereich vorbei­ gezogen werden brauchen.

Bisher werden die Drosselklappen in einem gesonderten Verfahren hergestellt. Dabei besteht das Problem, dass leicht Änderungen der Gussformen dazu füh­ ren, dass der Ring und die Drosselklappe in der Schließstellung einen von der Sollgröße abweichenden Querschnitt freilassen. Um dies zu vermeiden, wird vorgeschlagen, dass die Hälften zur Bildung der Freizone einen Abstand zu­ einander aufweisen und dass der Freiraum zum Gießen der Drosselklappe hergestellt wird. Dies hat den Vorteil, dass in einer Gussform sowohl die Dros­ selklappenstutzen als auch die Drosselklappe genutzt wird, so das zwangsläu­ fig eine am Drosselklappenstutzen angepasste Drosselklappe entsteht.

Im Folgenden wird anhand eines Ausführungsbeispiels die Erfindung näher erläutert, dazu zeigen

Fig. 1 in einer perspektivischen Schnittdarstellung einen Drossel­ klappenstutzen mit einem eingelegten Ring,

Fig. 2 einen Ring mit einer ersten Ausführung eines Stützele­ mentes,

Fig. 3 einen Ring mit einer zweiten Ausführung eines Stützele­ mentes, das geeignet ist, als Gussform für eine Drossel­ klappe zu fungieren.

Zunächst wird auf Fig. 1 Bezug genommen. Diese zeigt einen Drosselklappen­ stutzen 1, der aus einem rohrförmigen Mantel 2 aus Kunststoff und einem darin eingelegten Ring 3 aus Aluminium besteht. Außen an dem Kunststoffmantel 2 angeformt ist ein Gehäuse 4 für einen Stellmotor sowie Ösen 5 zum Befestigen des Drosselklappenstutzen 1 an einem Vergaser. Im Ring ist eine Drosselklap­ pe 6 verschwenkbar gelagert. Die Achse 7 der Drosselklappe ist in Lageraugen im Ring 3 bzw. im Kunststoffmantel 2 gelagert.

Die Fig. 1 zeigt die Drosselklappe 6 in ihrer Schließstellung, in der sie unter einem Winkel von 8° im Ring 3 liegt, wobei zwischen dem Rand der Drossel­ klappe 6 an der Innenwand des Ringes 3 allenfalls ein kleiner Spalt verbleibt, der allerdings einen genau definierten Querschnitt aufweisen muss, damit ge­ rade so viel Luft hindurchgeht, wie dies der gewünschten Leerlaufdrehzahl des Motors entspricht. Ein kleiner Spalt ist auch deswegen notwendig, damit die Drosselklappe 6 in der Schließstellung im Ring 3 nicht klemmt und ohne großen Kraftaufwand in eine Offenstellung gebracht werden kann.

Diese Vorgaben machen es notwendig, einen Ring 3 aus Metall vorzusehen, da mit einem Drosselklappenstutzen 1, der lediglich aus Kunststoff gebildet ist, die notwendige Maßgenauigkeit nicht eingehalten werden kann. Die dem Rand der Drosselklappe 6 in der Schließstellung gegenüberliegenden Linie wird Schließline genannt. Ein streifenförmiger Bereich um diese Linie ist der Schließbereich 8. In diesem Bereich 8 sollte die Innenwand des Ringes 3 mög­ lichst glatt und von Riefen frei sein, damit das Spaltmaß reproduzierbar reali­ siert werden kann.

Wie schon oben ausgeführt wurde, wird der Kunststoffmantel 2 im Spritzdruck­ gussverfahren hergestellt, wobei der in die Gussform eingelegt Ring 3 ein Teil der Gussform bildet. Beim Gießen wirken auf den Ring 3 daher erhebliche Druckkräfte, die eine Verengung des Ringquerschnitts bewirken würden, falls keine Gegenmaßnahmen ergriffen werden. Daher muss beim Gießen der Ring 3 von innen abgestützt werden. Dies geschieht mit Hilfe eines Stützelementes, das in Fig. 2 bzw. Fig. 3 näher dargestellt ist.

Die Fig. 2 zeigt den Ring aus Aluminium mit den beiden gegenüberliegenden Lageraugen 9. In den Ring 3 t das Stützelement 10 eingesetzt, das aus einer oberen und einer unteren Hälfte 11, 12 besteht, die entlang einer Trennfläche 13 voneinander getrennt sind. Die beiden Hälften werden vor den Guss zu bei­ den Seiten in den Ring 3 eingeschoben, bis sie sich an der Trennfläche 13 treffen. Die zylindrische Außenfläche der zusammengesetzten Hälften ent­ spricht der Kontur der Innenmantelfläche des Ringes 3, so dass das Stützele­ ment 10 vollflächig dort anliegt und die von außen wirkenden Druckkräfte opti­ mal aufnehmen kann. Nur entlang des Schließbereiches 8 hat das Stützele­ ment 10 eine Freizone, die in diesem Ausführungsbeispiel als Nut 14 ausgebil­ det ist, die in einem Winkel von 8° entsprechend dem Schließwinkel verläuft.

In der Schließlinie hat der Nutgrund 15 einen Abstand zur Innenseite des Rin­ ges 3. Da die Nut aber relativ schmal ausgeführt werden kann, hat dies keinen erheblichen Einfluss auf die Abstützung.

Nach dem Guss werden die beiden Hälften 11, 12 nach oben und unten aus dem Ring 3 herausgezogen, wobei der Schließbereich 8 der Schließlinie nicht tangiert wird, so dass hier keine Riefen entstehen können. Die Riefen, die mög­ licherweise ober- und unterhalb des Schließbereiches 8 entstehen, haben aber keinen Einfluss auf die Luftströmmenge bezogen auf den jeweiligen Öffnungs­ querschnitt.

In der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform besteht zwischen den beiden eingesetzten Hälften 11, 12 des Stützelementes 10 ein Freiraum 16 im Bereich der Schließlinie. Damit ist ebenfalls erreicht, dass der Schließbereich keinen Kontakt zum Ring 3 hat. Außerdem kann der Freiraum 16 als Gussform für eine Drosselklappe genutzt werden. Dazu wird über ein Lagerauge 9 während des Gusses des Kunststoffmantels 2 Kunststoff in diesen Bereich geleitet, der nach dem Aushärten die Drosselklappe 6 bildet.

Claims (5)

1. Verfahren zur Herstellung eines Gehäuses für einen Drosselklappen­ stutzen mit einem durchgehenden Luftkanal, das aus einem im Spritz­ gussverfahren hergestellten Kunststoffmantel und einem an der Innen­ seite des Kunststoffmantels anliegenden Ring aus Leichtmetall besteht, wobei im Luftkanal eine Drosselklappe einsetzbar ist, die zwischen ei­ ner Schließ- und einer Offenstellung stufenlos um eine quer zum Luft­ kanal verlaufende Achse schwenkbar ist und die in der Schießstellung mit ihrem Rand mit der Innenwand des Ringes einen schmalen Spalt entlang eines Schließbereiches an der Innenwand einschließt, wobei während des Spritzgießens des Kunststoffmantels an der Innenseite des in die Spritzgussform eingebrachten Ringes ein Stützelement weit­ gehend vollflächig anliegt, so dass der Ring, die von außen wirkenden Druckkräfte weitgehend verformungsfrei aufnehmen kann, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützelement (10) in den dem Schließbe­ reich (8) gegenüberliegenden Abschnitt eine Freizone (14, 16) aufweist, so dass der Schließbereich (8) keinen Kontakt zum Stützelement (10) aufweist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützelement (10) aus einem Zylinder besteht, in dessen Außenseite sich eine umlaufende Nut (14) als Freizone befindet.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Zy­ linder aus zwei Hälften (10, 11) besteht, die in einer von der Nut (14) bestimmten Ebene (13) voneinander getrennt sind.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hälf­ ten (10, 11) zur Bildung der Freizone einen Abstand zueinander auf­ weisen und dadurch einen Freiraum (16) einschließen.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Frei­ raum (16) zwischen den Hälften so geformt ist, das er zum Gießen der Drosselklappe (6) nutzbar ist.