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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein elektrisch gesteuertes Drosselgerät, das eine Lufteinlassmenge steuert, die in eine Brennkraftmaschine strömt, die in einem Fahrzeug wie zum Beispiel ein Automobil angebracht ist.
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Üblicherweise wird eine Antriebseinheit wie zum Beispiel ein Motor bei einem elektrischen gesteuerten Drosselgerät verwendet, um ein Drosselventil zu einer vorbestimmten Drosselposition gemäß einer Beschleunigungsvorrichtungsposition eines Beschleunigungspedals zu steuern, das durch einen Fahrer niedergedrückt wird. Gemäß einem elektrisch gesteuerten Drosselgerät, das in der
JP H10-047520 A , in der
JP 2001-263098 A und in der
JP 2001-303983 A offenbart ist, sind ein Bohrungswandteil und ein Motorgehäuseteil aus einem Kunstharzmaterial einstückig gegossen, um einen Drosselkörper zu bilden. Daneben hat ein Drosselkörper gemäß der
JP H09-32 590 A und der
JP H11-132 061 A ein äußeres Rohr und ein inneres Rohr, die aneinander koaxial angeordnet sind, um eine einstückig gegossene Doppelrohrstruktur zu bilden, bei der das innere Rohr ein Drosselventil aufnimmt.
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6 und 7 zeigen perspektivische Ansichten eines Beispieles eines üblichen elektrisch gesteuerten Drosselgerätes. Bei dem elektrisch gesteuerten Drosselgerät hat ein Drosselkörper 100, einen Bohrungswandteil 103 und einen Motorgehäuseteil 104. Der Bohrungswandteil 103 ist durch ein zylinderförmiges äußeres Bohrungsrohr 101 und ein zylinderförmiges inneres Bohrungsrohr 102 gebildet, die aneinander koaxial angeordnet sind, um eine Doppelrohrstruktur zu bilden. Der Motorgehäuseteil 104 nimmt eine Antriebseinheit wie zum Beispiel einen Motor auf, der ein großes Gewicht hat. Der Bohrungswandteil 103 hat das innere Bohrungsrohr 102, das ein Drosselventil 105 aufnimmt. Daher sind sowohl der Bohrungswandteil 103 als auch der Motorgehäuseteil 104 schwer. Wenn ein Verbindungselement 106, das den Bohrungswandteil 103 mit dem Motorgehäuseteil 104 verbindet, zusätzlich vorgesehen wird, dann muss dementsprechend das Verbindungselement 106 ausreichend steif sein, um die schweren Bauteile zu stützen. Wenn der Bohrungswandteil 103, der Motorgehäuseteil 104 und das Verbindungselement 106 aus einem Kunstharzmaterial einstückig gegossen sind, dann kann das Verbindungselement 106 dick ausgebildet werden, damit es steif ist. Wenn das Verbindungselement 106 gegossen wird, dann wird die Molekularorientierung durch einen Kunstharzfluss hervorgerufen, und Fasern, die in einem Füllmaterial enthalten sind, können in einer bestimmten Richtung orientiert werden. Daneben kann sich der Gehäuseteil 104 bei dem Gießprozess zusammenziehen. Dementsprechend kann die Zirkularität des inneren zylindrischen Umfangs des inneren Bohrungsrohres 102 verschlechtert sein. In diesem Fall kann eine Störung zwischen dem Drosselventil 105 und dem inneren Bohrungsrohr 102 über einen Drehbereich des Drosselventils 105 von seiner vollständig geschlossenen Position zu seiner vollständig geöffneten Position auftreten. Darüber hinaus kann ein Spalt, der zwischen dem inneren zylindrischen Umfang des inneren Bohrungsrohres 102 und dem äußeren Umfang des Drosselventils 105 ausgebildet wird, wenn das Drosselventil 105 in der vollständig geschlossenen Position ist, größer werden als ein vorbestimmtes Maß. Dementsprechend kann die Luftdichtigkeit verschlechtert werden, wenn das Drosselventil 105 in der vollständig geschlossenen Position ist, und ein Austritt von Einlassluft wird bei einem Leerlaufbetrieb der Kraftmaschine verstärkt.
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Ferner ist ein elektrisch gesteuertes Drosselgerät gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 aus der
US 5,704,335 A bekannt.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein elektrisch gesteuertes Drosselgerät einschließlich eines Bohrungswandteiles mit einem zylindrischen inneren Umfang vorzusehen, bei dem die Zirkularität des zylindrischen inneren Umfanges bei dessen Gießprozess aufrecht erhalten werden kann. Somit kann ein korrekter Betrieb sichergestellt werden, und die Luftdichtigkeit des Drosselventils kann in dessen vollständig geschlossener Position aufrecht erhalten werden.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einem Drosselgerät mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung hat ein elektrisch gesteuertes Drosselgerät einen Drosselkörper, der einen Motor, ein Drosselventil, einen Bohrungswandteil und ein Motorgehäuseteil sowie mehrere Verbindungselemente aufweist. Das Drosselventil wird durch den Motor gedreht. Der Bohrungswandteil nimmt das Drosselventil drehbar auf. Der Motorgehäuseteil nimmt den Motor auf. Die vielen Verbindungselemente verbinden den Bohrungswandteil mit dem Motorgehäuseteil. Der Bohrungswandteil, der Motorgehäuseteil und die Verbindungselemente sind einstückig gegossen. Jedes Verbindungselement ist plattenförmig.
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Der Motorgehäuseteil ist an der radialen Außenseite des Bohrungswandteiles über die Verbindungselemente (plattenförmige Rippen) angeordnet. Die Verbindungselemente stehen von einer Seitenwandfläche des Bohrungswandteiles vor, und sie sind mit einer Seitenwandfläche des Motorgehäuseteiles verbunden. Der Bohrungswandteil ist im Wesentlichen zylinderförmig. Das Drosselventil ist im Wesentlichen scheibenförmig. Der Bohrungswandteil hat einen im Wesentlich zylindrischen Innenumfang, der einen Lufteinlasskanal bildet, durch den Einlassluft hindurch tritt. Das im Wesentlichen scheibenförmige Drosselventil öffnet und schließt den im Wesentlichen zylindrisch geformten Lufteinlasskanal, der durch den Innenumfang des Bohrungswandteiles gebildet ist. Der Motorgehäuseteil ist im Wesentlichen zylinderförmig. Der Motorgehäuseteil ist im Wesentlichen parallel zu dem Bohrungswandteil angeordnet.
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Die vorstehend genannte Aufgabe sowie weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ersichtlich. Zu den Zeichnungen:
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1 zeigte eine perspektivische Ansicht eines elektrisch gesteuerten Drosselgerätes gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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2 zeigt eine Vorderansicht von Bauteilen, die in einem Getriebekasten eines Drosselkörpers aufgenommen sind, der bei dem elektrisch gesteuerten Drosselgerät vorgesehen ist;
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3 zeigt eine schematische Querschnittsseitenansicht einer Doppelrohrstruktur eines Bohrungswandteiles, der bei dem Drosselkörper vorgesehen ist;
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4 zeigt eine perspektivische Ansicht eines elektrisch gesteuerten Drosselgerätes gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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5 zeigt eine perspektivische Ansicht eines inneren Mechanismus des elektrisch gesteuerten Drosselgerätes gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
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6 und 7 zeigen perspektivische Ansichten eines elektrisch gesteuerten Drosselgerätes gemäß dem Stand der Technik.
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(Erste Ausführungsbeispiel)
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Wie dies in den 1 bis 3 gezeigt ist, ist ein elektrisch gesteuertes Drosselgerät durch ein Drosselventil 1, eine Drosselwelle 2, einen Antriebsmotor 3, eine Schraubenfeder 4, einem Untersetzungsgetriebe 300, einer Aktuatoreinfassung 200, einem Drosselkörper 5 und einer ECU (elektronische Steuereinheit) gebildet. Das Drosselventil 1 steuert eine in eine Brennkraftmaschine 80 strömende Lufteinlassmenge. Die Drosselwelle 2 bildet ein Wellenteil des Drosselventils 1. Der Antriebsmotor 3 dreht die Drosselwelle 2, so dass das Drosselventil 1 in einer Öffnungsrichtung gedreht wird, in der das Drosselventil 1 so geöffnet wird, dass es in einer vollständigen Drosselposition (vollständig geöffnete Position) ist, oder in einer Schließrichtung, in der das Drosselventil 1 geschlossen wird, so dass es in der Leerlaufposition (vollständig geschlossene Position) ist. Der Antriebsmotor 3 dient als ein Aktuator (Ventilbetätigungseinrichtung). Die Schraubenfeder 4 drückt die Drosselwelle 2 derart, dass das Drosselventil 1 in der Schließrichtung gedreht wird. Das Untersetzungsgetriebe (Leistungsübertragungseinheit) 300 überträgt eine Drehleistung des Antriebsmotors 3 zu der Drosselwelle 2, um die Drosselwelle 2 und das Drosselventil 1 einstückig zu drehen. Die Aktuatoreinfassung 200 nimmt das Untersetzungsgetriebe 300 drehbar auf. Der Drosselkörper 5 bildet im Inneren einen Lufteinlasskanal, in dem Einlassluft in jeden Zylinder der Kraftmaschine 80 eingeführt wird. Die ECU (elektronische Steuereinheit) steuert den Antriebsmotor 3 elektrisch. Die ECU ist mit einem Beschleunigungsvorrichtungspositionssensor (nicht gezeigt) verbunden, der ein Betätigungsgrad (Beschleunigungsvorrichtungsbetätigungsbetrag) eines durch einen Fahrer niedergedrückten Beschleunigungspedals zu einem elektrischen Signal (Beschleunigungsvorrichtungspositionssignal) umwandelt, um das Beschleunigungsvorrichtungspositionssignal zu der ECU abzugeben. Das Beschleunigungsvorrichtungspositionssignal stellt den Beschleunigungsvorrichtungsbetätigungsbetrag dar. Das elektrisch gesteuerte Drosselgerät hat einen Drosselpositionssensor 110, der ein Öffnungsgrad des Drosselventils 1 zu einem elektrischen Signal (Drosselpositionssignal) umwandelt, um das Drosselpositionssignal) zu der ECU abzugeben. Das Drosselpositionssignal stellt ein Öffnungsgrad des Drosselventils 1 dar. Die ECU bewirkt eine PID-Regelung (proportional-integral- und differenzial-[zeitliche Ableitung] Regelung) hinsichtlich des Antriebsmotors 3, um eine Abweichung zwischen dem von dem Drosselpositionssensor 110 übertragenen Drosselpositionssignal und dem von dem Beschleunigungsvorrichtungspositionssensor übertragenen Beschleunigungsvorrichtungspositionssignal zu eliminieren.
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Der Drosselpositionssensor 110 wird durch Dauermagnete 10, Joche (nicht gezeigt), eine Hallsonde (nicht gezeigt), einen Anschluss (nicht gezeigt), einen Stator (nicht gezeigt) und dergleichen gebildet. Die Dauermagnete 10 sind getrennte rechteckige Magnete, die zum Erzeugen eines magnetischen Feldes verwendet werden. Die Joche durch getrennte im Wesentlichen bogenförmige Stücke gebildet, und sie werden durch die Dauermagnete 10 magnetisiert. Die Hallsonde ist einstückig mit einer Sensorabdeckung 12 versehen, die den getrennten Dauermagneten 10 zugewandt ist. Der Anschluss ist durch eine leitende metallische dünne Platte gebildet, der die Hallsonde mit der ECU verbindet, die hinsichtlich des Drosselpositionssensors 110 außen vorgesehen ist. Der Stator wird aus einem ?verritschen? metallischen Material gebildet, um den magnetischen Fluss in der Hallsonde zu konzentrieren. Die getrennten Dauermagnete 10 und die getrennten Joche sind an dem Innenumfang eines Ventilzahnrades 13 gesichert, der das Untersetzungsgetriebe 300 bildet, und zwar unter Verwendung eines Klebemittels oder dergleichen.
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Das Drosselventil 1 ist ein Klappen-Drehventil zum Steuern einer in die Kraftmaschine 80 eingeführten Lufteinlassmenge. Das Drosselventil 1, das im Wesentlichen scheibenförmig ist, ist mit dem Außenumfang eines Ventilstützabschnittes der Drosselwelle 2 einstückig vergossen, so dass das Drosselventil 1 und die Drosselwelle 2 einstückig gedreht werden können. Das Drosselventil 1 besteht aus einem wärmebeständigen Kunstharzmaterial wie zum Beispiel PPS (Polyphenylensulfid) PBTG30 (Polybutylenterephthalat einschließlich 30% Glasfasern), PA (Polyamid), PP (Polypropylen) oder PEI (Polyetherimid). Eine Versteifungswippe (nicht gezeigt) ist an einer ebenen Seite wie zum Beispiel an der stromaufwärtigen Seite der Lufteinlassströmungsrichtung hinsichtlich des Kunstharz-Scheibenteiles (scheibenförmiger Teil) 14 einstückig vergossen, oder an beiden ebenen Seiten des scheibenförmigen Teiles 14 des Drosselventils 1 zum Verstärken des scheibenförmigen Teiles 14.
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Beide Endseiten der Drosselwelle 2 sind durch eine erste Lagerstütze und eine zweite Lagerstütze 30 des Drosselkörpers 5 drehbar gestützt, so dass sie aneinander gleiten. Die axiale Richtung der Drosselwelle 2 ist so angeordnet, dass sie im Wesentlichen senkrecht zu der Mittelachsenrichtung des Bohrungswandteiles des Drosselkörpers 5 ist, und sie ist so angeordnet, dass sie im Wesentlichen parallel zu der Mittelachsenrichtung eines im Wesentlichen zylinderförmigen Motorgehäuseteiles 7 ist. Hierbei ist die Drosselwelle 2 aus einem Kunstharz-Wellenteil 15 und einem metallischen Wellenteil 16 bei diesem Ausführungsbeispiel gebildet. Der Kunstharz-Wellenteil 15 dient als ein Ventilstützabschnitt zum Stützen des Drosselventils 1. Der metallische Wellenteil 16 ist im inneren des Kunstharz-Wellenteiles 15 durch einen Einlege-Gießvorgang gebildet, um den Kunstharz-Wellenteil 15 zu verstärken.
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Der Kunstharz-Wellenteil 15 ist im Wesentlichen mit einer zylindrischen Form ausgebildet. Eine Endseite des Kunstharz-Wellenteiles 15 der Drosselwelle 2 liegt an der Außenumfangsseite der Drosselwelle 2 frei, um so als ein erstes Gleitlagerteil zu dienen, das hinsichtlich der ersten Lagerstütze (nicht gezeigt) des Drosselkörpers 5 drehbar gleitet. Der Kunstharz-Wellenteil 15 besteht aus einem wärmebeständigen Kunstharzmaterial wie zum Beispiel PPS, PBTG30, PA, PP oder PEI ebenso wie der Kunstharz-Scheibenteil 14 des Drosselventils 1. Der metallische Wellenteil 16 ist mit einer runden Stabform ausgebildet, und er besteht aus einem metallischen Material wie zum Beispiel rostfreier Stahl. Die Außenseite des metallischen Wellenteiles 16 der Drosselwelle 2 liegt an der Außenumfangsseite der Drosselwelle 2 frei, um so als ein zweiter Gleitlagerteil zu dienen, der hinsichtlich der zweiten Lagerstütze 30 des Drosselkörpers 5 drehbar gleitet. Das Ventilzahnrad 13, dass das Untersetzungsgetriebe 300 bildet, ist an einer Endseite des metallischen Wellenteiles 16 der Drosselwelle 2 einstückig vorgesehen.
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Die Aktuatoreinfassung 200 ist durch ein Getriebekastenteil (Getriebegehäuseteil, Einfassungskörper) 11 und einer Sensorabdeckung (Zahnradabdeckung, Abdeckung) 12 gebildet. Der Getriebekastenteil 11 ist mit einem Außenumfang des Bohrungswandteiles 6 des Drosselkörpers 5 des Kunstharzmaterials einstückig vergossen. Die Sensorabdeckung 12 stützt die Hallsonde des Drosselpositionssensors 110, den Anschluss und den Stator. Die Sensorabdeckung 12 deckt die offene Seite des Getriebekastenteiles 11 ab.
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Der Getriebekastenteil 11 besteht aus dem gleichen Kunstharzmaterial wie der Bohrungswandteil 6, und er ist zu einer vorbestimmten Form gegossen, um eine Getriebekammer zu bilden, die das Untersetzungsgetriebe 300 drehbar aufnimmt. Ein Vollschließstopper 17 ist mit der Innenwand des Getriebekastenteiles 11 aus dem Kunstharzmaterial einstückig gegossen, um die Drehung des Drosselventils 1 an der Leerlaufposition zu begrenzen, das heißt an der vollständig geschlossenen Position des Drosselventils 1. Hierbei kann ein Vollschließstopper mit der Innenwand des Getriebeteiles 11 zum Begrenzen der Drehung des Drosselventils 1 an der vollständigen Drosselposition einstückig gegossen sein, das heißt an der vollständig geöffneten Position des Drosselventils 1.
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Die Sensorabdeckung 12 ist mit einer vorbestimmten Form unter Verwendung eines Kunstharzmaterials wie zum Beispiel Thermoplast ausgebildet, um zwischen den Anschlüssen des Drosselpositionssensors 110 und Stromversorgungsanschlüssen des Antriebsmotors 2 eine elektrische Isolierung vorzusehen. Die Sensorabdeckung 12 hat einen eingreifenden Teil, der mit einem entsprechenden eingegriffenen Teil in Eingriff gelangt, der an der offene Seite des Getriebekastenteiles 11 des Drosselkörpers 5 ausgebildet ist. Der eingreifende Teil der Sensorabdeckung 12 und der eingegriffene Teil des Getriebekastenteiles 11 sind unter Verwendung einer Niete, einer Schraube (nicht gezeigt) verbunden, oder sie zum Beispiel miteinander thermisch verschweißt. Beim im Wesentlichen zylindrisch geformter Aufnehmer 18 ist mit der Sensorabdeckung 12 einstückig vergossen, so dass er mit einem elektrischen Stecker (nicht gezeigt) verbunden ist.
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Der Antriebsmotor 3 ist ein elektrisch angetriebener Aktuator der mit den Versorgungsanschlüssen einstückig verbunden ist, die in der Sensorabdeckung 12 oder in dem im Wesentlichen zylindrisch geformten Motorgehäuseteil 7 vorgesehen sind. Wenn der Antriebsmotor 3 erregt wird, dann wird dessen Motorwelle (nicht gezeigt) in ihrer Vorwärtsrichtung oder in ihrer Rückwärtsrichtung gedreht. Der Antriebsmotor 3 hat einen vorderen Endrahmen 19, der an einem Vorsprung 21 geschraubt ist, der in dem Motorgehäuseteil 7 oder dem Getriebekastenteil 11 vorgesehen ist, und zwar unter Verwendung eines Befestigungselementes 20 wie zum Beispiel eine Schraube. Somit wird der Antriebsmotor 3 in dem Motorgehäuseteil 7 aufgenommen. Ein Dämpfelement wie zum Beispiel eine Blattfeder kann zwischen einem hinteren Endrahmen des Antriebsmotors 3 und einer Bodenwandfläche des Motorgehäuseteiles 7 vorgesehen werden, um den Antriebsmotor von Schwingungen von der Kraftmaschine 80 zu isolieren. Ein anderes Dämpfelement kann zwischen einem Endjoch (nicht gezeigt) des Antriebsmotors 3 und einer Bodenwandfläche des Motorgehäuseteiles 7 vorgesehen werden. Alternativ kann ein Isolierelement anstelle des Dämpfelementes vorgesehen werden, um die Schwingungsbeständigkeit des Antriebsmotors 3 zu verbessern.
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Das Untersetzungsgetriebe 300 untersetzt eine Drehzahl des Antriebsmotors 3 durch ein vorbestimmtes Unterritzungsverhältnis. Das Untersetzungsgetriebe 300 (Ventilantriebseinrichtung, Leistungsübertragungseinheit) ist durch ein Ritzel 22, ein mittleres Untersetzungszahnrad 23 und das Ventilzahnrad 13 gebildet, um die Drosselwelle 2 anzutreiben, die das Drosselventil 1 dreht. Das Ritzel 22 an dem Außenumfang der Motorwelle des Antriebsmotors 3 gesichert. Das mittlere Untersetzungszahnrad 23 kämmt das Ritzel 22, so dass es durch das Ritzel 22 gedreht wird. Das Ventilzahnrad 13 kämmt das mittlere Untersetzungszahnrad 23, so dass es durch das mittlere Untersetzungszahnrad 23 gedreht wird.
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Das Ritzel 22 besteht aus einem metallischen Material, und es ist mit der Motorwelle des Antriebsmotors 3 in einer vorbestimmten Form einstückig ausgebildet, so dass das Ritzel 22 als ein Motorzahnrad dient, das sich mit der Motorwelle des Antriebsmotors 3 einstückig dreht. Das mittlere Untersetzungszahnrad 23 ist in einer vorbestimmten Form aus einem Kunstharzmaterial ausgebildet, und es ist an dem Außenumfang der Stützwelle 24 drehbar vorgesehen, die als eine Drehmitte des mittleren Untersetzungszahnrades 23 dient. Das mittlere Untersetzungszahnrad 23 ist durch einen großes Zahnradteil 25 gebildet, das das Ritzel 22 der Motorwelle kämmt, und durch einen kleinen Zahnradteil 26, der das Ventilzahnrad 13 kämmt. Die Stützwelle 24 ist mit der Bodenwand des Getriebekastenteiles 11 des Drosselkörpers 5 einstückig vergossen. Ein Endteil der Stützwelle 24 ist mit einem ausgesparten Abschnitt im Eingriff, der in der Innenwand der Sensorabdeckung 12 ausgebildet ist.
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Das Ventilzahnrad 13 ist mit einer vorbestimmten im Wesentlichen zylindrischen Form aus einem Kunstharzmaterial einstückig gegossen. Zähne (Zahnteile) 27 sind an dem Außenumfang des Ventilzahnrades 13 einstückig so ausgebildet, dass sie den kleinen Zahnradteil 26 des mittleren Untersetzungszahnrades 23 kämen. Ein zylindrischer Teil (nicht gezeigt) ist mit dem Ventilzahnrad 13 an der Seite des Bohrungswandteiles 6 einstückig so gegossen, dass er gemäß der 1 nach links vorsteht. Der Außenumfang des zylindrischen Teiles (Innenumfangsfederführung) des Ventilzahnrades 13 stützt den diametral inneren Umfang der Schraubenfeder 4. Ein Vollschließstopperabschnitt 28 ist mit dem Ventilzahnrad 13 an einem Ende in Umfangsrichtung einer Ebene an dem Außenumfang des Ventilzahnrades 13 einstückig ausgebildet, d. h. an dem Zahn 27. Der Vollschließstopperabschnitt 28 hakt in den Vollschließstopper 17 des Getriebekastenteiles 11 ein, wenn das Drosselventil 1 in der Leerlaufposition ist, d. h. in der vollständig geschlossenen Position.
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Die Schraubenfeder 4 ist an der Außenumfangsseite des metallischen Wellenteiles 16 der Drosselwelle 2 vorgesehen. Ein Endteil der Schraubenfeder 4 ist durch einen körperseitigen Haken (nicht gezeigt) gestützt der an der Außenwand des Bohrungswandteiles 6 des Drosselkörpers 5 vorgesehen ist, was heißt der Bodenwand des Getriebekastenteiles 11. Der andere Endteil der Schraubenfeder 4 ist durch einen getriebeseitigen Haken (nicht gezeigt) gestützt, der an einer Ebene des Ventilzahnrades 13 vorgesehen ist, die sich an der Seite des Bohrungswandteiles 6 befindet.
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Der Drosselkörper 5 ist ein Drosselgehäuse, das einen im Wesentlichen zylinderförmigen Bohrungswandteil 6 aufweist, der im Inneren einen runden Einlasskanal ausbildet, durch den die Einlassluft in die Kraftmaschine 80 strömt. Der Bohrungswandteil 6 nimmt im Inneren das scheibenförmige Drosselventil 1 so auf, dass das Drosselventil 1 den runden Einlasskanal des Bohrungswandteiles 6 öffnen und schließen kann. Der Bohrungswandteil 6 nimmt das Drosselventil 1 in dem Einlasskanal (Bohrung) drehbar auf, so dass sich das Drosselventil 1 von der vollständig geschlossenen Position zu der vollständig geöffneten Position drehen kann. Der Drosselkörper ist an einem Einlasskrümmer der Kraftmaschine 80 unter Verwendung eines Befestigungsbolzens oder einer Schraube (nicht gezeigt) geschraubt.
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Wie dies in der 3 gezeigt ist, ist der Bohrungswandteil 6 des Drosselkörpers 5 mit einer vorbestimmten Form ausgebildet, die eine Doppelrohrstruktur aufweist, bei der ein im Wesentlichen zylinderförmiges Außenbohrungsrohr 32 an der diametral äußeren Seite eines im Wesentlichen zylinderförmigen Innenbohrungsrohres 31 angeordnet ist. Das Innenbohrungsrohr 31 ist ein inneres zylindrisches Teil, dass einen Innenumfang ausbildet. Das Außenbohrungsrohr 32 ist ein äußeres zylindrisches Teil, das ein äußeres Element ausbildet. Der Bohrungswandteil 6 des Drosselkörpers 5 besteht aus einem wärmebeständigen Kunstharzmaterial wie zum Beispiel PPS, PBTG30, PA, PP oder PEI. Das Innenbohrungsrohr 31 und das Außenbohrungsrohr 32 haben einen Lufteinlassteil (Lufteinlasskanal) und einen Luftauslassteil (Lufteinlasskanal). Von einer Luftreinigungsvorrichtung (nicht gezeigt) eingezogene Einlassluft tritt durch ein Einlassrohr (nicht gezeigt), den Lufteinlassteil und den Luftauslassteil des Bohrungswandteiles 6. Nachfolgend strömt die Einlassluft in einen Zwischenbehälter der Kraftmaschine 80 oder den Einlasskrümmer. Das Innenbohrungsrohr 31 und das Außenbohrungsrohr 32 sind einstückig miteinander vergossen. Das Innenbohrungsrohr 31 und das Außenbohrungsrohr 32 haben im Wesentlichen den gleichen Innendurchmesser und im Wesentlichen den gleichen Außendurchmesser entlang der Lufteinlassströmungsrichtung, d. h. der vertikalen Richtung in der 3.
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Das Innenbohrungsrohr 31 hat im Inneren einen Lufteinlasskanal, durch den die Einlassluft zu der Seite der Kraftmaschine 80 strömt. Das Drosselventil 1 und die Drosselwelle 2 sind in dem Lufteinlasskanal des Innenbohrungsrohres 31 drehbar vorgesehen. Ein zylindrisch geformter Raum ist zwischen dem Innenbohrungsrohr 31 und dem Außenbohrungsrohr 32 ausgebildet, und der zylindrisch geformte Raum ist in Umfangsrichtung durch eine Trennwand 33 getrennt, zum Beispiel an einem mittleren Abschnitt davon im Wesentlichen in der Längsrichtung, nämlich ein Abschnitt entlang einer Umfangsrichtung des Drosselventils 1 in der vollständig geschlossenen Position. Der mittlere Abschnitt im Wesentlichen in der Längsrichtung des zylindrisch geformten Raumes ist nämlich ein Umfangsabschnitt, der durch die axiale Mitte der Drosselwelle hindurch tritt.
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Der zylindrische Raum zwischen dem Innenbohrungsrohr 31 und dem Außenbohrungsrohr 32, der sich an axial stromaufwärtigen Seite hinsichtlich der Trennwand 33 befindet, dient als ein Blockadeaussparungsteil (Feuchtigkeitsauffangnut) 34 zum Blockieren von Feuchtigkeit, die entlang des Innenumfangs des Einlassrohres zu dem Einlasskrümmer strömt. Der zylindrische Raum zwischen dem Innenbohrungsrohr 31 und dem Außenbohrungsrohr 32, der sich an der axial stromabwärtigen Seite hinsichtlich der Trennwand 33 befindet, dient als ein Blockadeaussparungsteil (Feuchtigkeitsauffangnut) 35 zum Blockieren von Feuchtigkeit, die entlang des Innenumfanges des Einlasskrümmers strömt.
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Unter erneuter Bezugnahme auf die 1 haben das Innenbohrungsrohr 31 und das Außenbohrungsrohr 32 die zylindrische erste Lagerstütze und die zylindrische zweite Lagerstütze 30. Die erste Lagerstütze stützt drehbar den ersten Gleitlagerteil des Kunstharz-Wellenteiles 15 der Drosselwelle 2. Die zweite Lagerstütze 30 stützt drehbar den zweiten Gleitlagerteil des metallischen Wellenteiles 16 der Drosselwelle 2 über ein Trockenlager 36. Ein rundes erstes Wellenloch (nicht gezeigt) ist in der ersten Lagerstütze ausgebildet, und ein rundes zweites Wellenloch 37 ist in der zweiten Lagerstütze 30 ausgebildet. Ein Stift (nicht gezeigt) ist an der zweiten Lagerstütze 30 vorgesehen, um die offene Seite der zweiten Lagerstütze 30 zu schließen.
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Die erste Lagerstütze ist mit der Außenwand des Bohrungswandteiles 6 einstückig vergossen, d. h. der Bodenwand des Gebtriebekastenteil des Drosselkörpers 5, so dass sie gemäß der 1 nach rechts vorsteht. Der Außenumfang der ersten Lagerstütze dient als die Federinnenumfangsführung (nicht gezeigt) zum Stützen des diametral inneren Umfanges der Schraubenfeder 4. Ein Stegteil 38 ist einstückig aus dem Kunstharzmaterial an dem Außenumfang des Außenbohrungsrohres 32 gegossen. Der Stegteil 38 ist mit einer Verbindungsendfläche des Einlasskrümmers der Kraftmaschine 80 unter Verwendung eines Befestigungselementes wie zum Beispiel ein Bolzen (nicht gezeigt) verbunden, wenn der Drosselkörper 5 an der Kraftmaschine 80 angebracht ist. Der Stegteil 38 ist an der Außenwand des Außenbohrungsrohres 32 vorgesehen, die sich an der unteren Endseite gemäß der 1 befindet. Der Stegteil 38 steht von der Außenwandfläche des Außenbohrungsrohres 32 radial nach außen vor und er hat ein Einfügungsloch 39, durch dass das Befestigungselement wie zum Beispiel der Bolzen hindurch tritt.
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Der Motorgehäuseteil 7, der den Antriebsmotor 3 aufnimmt, ist aus dem Kunstharzmaterial mit dem Bohrungswandteil 6 über ein Verbindungselement 9 einstückig gegossen, so dass der Drosselkörper 5 gebildet wird. Der Motorgehäuseteil 7 ist parallel zu dem Bohrungswandteil 6 angeordnet. Der Motorgehäuseteil 7 ist nämlich parallel zu dem Bohrungswandteil 6 hinsichtlich des Getriebekastenteiles 11 in dem Drosselkörper 5. Der Motorgehäuseteil 7 ist an der radial äußeren Seite der Seitenwandfläche 6a des Außenbohrungsrohres 32 des Bohrungswandteiles 6 mit der Doppelrohrstruktur angeordnet, und zwar hinsichtlich der Mittelachsenrichtung des Bohrungswandteiles 6.
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Der Motorgehäuseteil 7 ist aus dem Kunstharzmaterial mit dem Getriebekastenteil 11 einstückig gegossen. Insbesondere ist der Motorgehäuseteil 7 einstückig mit der Endfläche des Getriebekastenteiles 11 gegossen, die sich gemäß der 1 an der linken Seite befindet. Der Getriebekastenteil 11 hat eine Kammer zum drehbaren Aufnehmen des Untersetzungsgetriebes 300. Der Motorgehäuseteil 7 hat einen im Wesentlichen zylindrischen Seitenwandteil 41 und einen im Wesentlichen runden Bodenwandteil 42. Der Seitenwandteil 41 erstreckt sich von der linken Seitenfläche des Getriebekastenteiles 11 gemäß der 1 nach links. Der Bodenwandteil 42 verschließt die offene Seite des Seitenwandteiles 41 an der linken Seite gemäß der 1. Die Mittelachse des Seitenwandteiles 41 des Motorgehäuseteiles 7 ist im Wesentlichen parallel zu der Achse der Drosselwelle 2 angeordnet, d. h. zu der Drehachse des Drosselventils 1. Daneben ist die Mittelachse des Seitenwandteiles 41, des Motorgehäuseteiles 7 im Wesentlichen senkrecht zu der Mittelachse des Innenbohrungsrohres 31 des Bohrungswandteiles angeordnet.
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Das Verbindungselement 9 ist durch viele erste plattenförmige Rippen 51 und durch viele zweiten plattenförmige Rippen 52 aufgebaut, die aus dem Kunstharzmaterial mit dem Außenbohrungsrohr 32 des Bohrungswandteiles 6 und dem Motorgehäuseteil 7 einstückig gegossen sind. Die vielen ersten plattenförmigen Rippen 51 und die vielen zweiten plattenförmigen Rippen 52 stehen von der Seitenwandfläche 6a des Außenbohrungsrohres 32 des Bohrungswandteiles 6 vor, und sie sind mit der Seitenwandfläche 7a des Motorgehäuseteiles 7 verbunden. Jede der vielen ersten plattenförmigen Rippen 51 hat an ihren beiden Seiten in einer Richtung, die im Wesentlichen senkrecht zu der Mittelachse des Außenbohrungsrohres 32 des Bohrungswandteiles 6 ist, ebene Flächen. Alle ebenen Flächen der zweiten plattenförmigen Rippen 52 haben im Wesentlichen die gleiche Breite und im Wesentlichen die gleiche Länge.
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Die vielen ersten plattenförmigen Rippen 51 sind so angeordnet, dass die Dickenrichtung der vielen ersten plattenförmigen Rippen 51 im Wesentlichen senkrecht zu der Mittelachse des Außenbohrungsrohres 32 des Bohrungswandteiles 6 ist. Daneben sind die vielen ersten plattenförmigen Rippen 51 im Wesentlichen parallel zueinander in jener Richtung angeordnet, die im Wesentlichen senkrecht zu der Mittelachse des Außenbohrungsrohres 32 des Bohrungswandteiles 6 ist. Die vielen zweiten plattenförmigen Rippen 52 sind so angeordnet, dass die Dickenrichtung der vielen zweiten plattenförmigen Rippen 52 im Wesentlichen parallel zu der Mittelachse des Außenbohrungsrohres 32 des Bohrungswandteiles 6 ist. Daneben sind die vielen zweiten plattenförmigen Rippen 52 im Wesentlichen parallel zueinander in jener Richtung angeordnet, die im Wesentlichen parallel zu der Mittelachse des Außenbohrungsrohres 32 des Bohrungswandteiles 6 ist.
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Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Dicke von jeder der vielen ersten plattenförmigen Rippen 51 einheitlich auf den selben Wert über deren Länge und über deren Breite festgelegt. In ähnlicher Weise ist die Dicke von jeder der vielen zweiten plattenförmigen Rippen 52 ebenfalls auf den selben Wert über deren Länge und über deren Breite einheitlich festgelegt. Daneben bildet die Dicke von jeder der vielen ersten plattenförmigen Rippen 51 auf einen Wert festgelegt, der gleich oder kleiner als die Dicke des Außenbohrungsrohres 32 des Bohrungswandteiles 6 ist. In ähnlicher Weise ist die Dicke von jeder der vielen zweiten plattenförmigen Rippen 52 ebenfalls auf einen Wert festgelegt, der gleich oder kleiner als die Dicke des Außenbohrungsrohres 32 des Bohrungswandteiles 6 ist. Die ersten plattenförmigen Rippen 51 sind nämlich um einen Abstand voneinander entfernt angeordnet, der gleich oder größer ist als die Dicke des Außenbohrungsrohres 32 des Bohrungswandteiles 6. Daneben sind die zweiten plattenförmigen Rippen 52 um einen Abstand voneinander entfernt angeordnet, der gleich oder größer ist als die Dicke des Außenbohrungsrohres 32 des Bohrungswandteiles 6. Der Abstand zwischen angrenzenden ersten plattenförmigen Rippen 51 ist auf einen Wert festgelegt, der gleich oder größer ist als die Dicke der entsprechenden vielen ersten plattenförmigen Rippen 51. In ähnlicher Weise ist der Abstand zwischen angrenzenden zweiten plattenförmigen Rippen 52 auf einen Wert festgelegt, der gleich oder größer ist als die Dicke der entsprechenden vielen zweiten plattenförmigen Rippen 52.
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Nachfolgend wird ein Gießprozess des Drosselkörpers 5 gemäß den 1 bis 3 beschrieben. Eine Gießform hat Gleitkerne zum Ausbilden von Komponenten wie zum Beispiel der Lufteinlasskanal, der im Inneren des Bohrungswandteiles 6 ausgebildet ist, des ersten Wellenloches und des zweiten Wellenloches 37, des Getriebekastenteiles 11, des Motorgehäuseteiles 7, der vielen ersten plattenförmigen Rippen 51 und der vielen zweiten plattenförmigen Rippen 52. Hierbei ist der Gleitkern (Gleitstift) ein gleitbar lockerer Riegel (lockeres Stück), das bei einer Gießform zum Gießen eines Produktes verwendet wird, das einen Unterschneidungsteil aufweist. Der Unterschneidungsteil kann nicht durch ein einfaches Gießwerkzeug gegossen werden, das zum Beispiel aus zwei Stücken aufgebaut ist. Insbesondere wird der Gleitkern in die Gießform vor dem Einspritzen eines Thermoplasts eingefügt, und der Gleitkern wird aus der Gießform herausgezogen, nachdem der eingespritzte Thermoplast gekühlt wurde, so dass er verfestigt ist.
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Erwärmter Thermoplast (Füllmittel) wie zum Beispiel PPS oder PBT in einem geschmolzenen Zustand wird in zumindest einem Gatter der Gießform so eingespritzt, dass ein Hohlraum, der in der Gießform ausgebildet ist, mit dem Füllmittel (geschmolzenes Kunstharzmaterial) gefüllt wird. Das in dem Hohlraum der Gießform gefüllte Füllmittel wird herausgenommen und gekühlt, so dass es verfestigt wird. Alternativ wird das in dem Hohlraum der Gießform gekühlte Füllmittel gekühlt, so dass es in dem Hohlraum verfestigt wird. Somit kann ein Drosselkörper 5 einstückig aus dem Füllmittel (Kunstharzmaterial) gegossen werden. Hierbei hat der Drosselkörper 5 einen Bohrungswandteil 6 mit der Doppelrohrstruktur, die durch das zylindrische Innenbohrungsrohr 31 gebildet wird, das im Inneren des zylindrischen Außenbohrungsrohres 32 angeordnet ist. Gleichzeitig kann der Getriebekastenteil 11, der das Untersetzungsgetriebe 300 drehbar aufnimmt, einstückig aus dem Füllmittel (Kunstharzmaterial) mit der Außenwand des Außenbohrungsrohres 32 des Bohrungswandteiles 6 gegossen werden. Zusätzlich kann das im Wesentlichen zylindrisch geformte Motorgehäuse, das den Antriebsmotor 3 aufnimmt, einstückig aus dem Füllmittel (Kunstharzmaterial) mit der Seitenwand des Außenbohrungsrohres 32 des Bohrungswandteiles 6 über die vielen ersten plattenförmigen Rippen 51 und die vielen zweiten plattenförmigen Rippen 52 gegossen werden.
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Nachfolgend wird ein Betrieb des elektrisch gesteuerten Drosselgerätes beschrieben. Wenn der Fahrer das Beschleunigungspedal des Fahrzeugs niederdrückt, dann ändert sich ein Beschleunigungsvorrichtungspositionssignal, das von dem Beschleunigungsvorrichtungspositionssensor zu der ECU übertragen wird. Die ECU steuert eine dem Antriebsmotor 3 zugeführte elektrische Energie, so dass die Motorwelle des Antriebsmotors 3 gedreht wird und das Drosselventil 1 zu einer vorbestimmten Position betätigt wird. Das Drehmoment von dem Antriebsmotor 3 wird zu dem Ventilzahnrad 13 über das Ritzel 22 und über das mittlere Untersetzungszahnrad 23 übertragen. Somit dreht sich das Ventilzahnrad 13 um einen Drehwinkel entsprechend dem Niederdrückungsgrad des Beschleunigungspedals gegen eine Druckkraft, die durch die Schraubenfeder 4 erzeugt wird. Daher dreht sich das Ventilzahnrad 13, und die Drosselwelle 2 dreht sich auch um den selben Winkel wie der Drehwinkel des Ventilzahnrades 13, so dass sich das Drosselventil 1 aus seiner vollständig geschlossenen Position zu seiner vollständig geöffneten Position in der Öffnungsrichtung dreht. Infolgedessen wird der Lufteinlasskanal, der in dem Innenbohrungsrohr 31 des Bohrungswandteiles 6 des Drosselkörpers 5 ausgebildet ist, um ein vorbestimmtes Maß geöffnet, so dass die Drehzahl der Kraftmaschine 80 zu einer Drehzahl entsprechend dem Grad des durch den Fahrer niedergedrückten Beschleunigungspedals geändert wird.
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Wenn der Fahrer im Gegensatz dazu das Beschleunigungspedal löst, dann kehren das Drosselventil 1, die Drosselwelle 2, das Ventilzahnrad 13 und dergleichen zu einer Anfangsposition des Drosselventils 1 durch die Druckkraft der Schraubenfeder 4 zurück. Die Anfangsposition des Drosselventils 1 ist eine Leerlaufposition oder die vollständig geschlossene Position. Wenn der Fahrer das Beschleunigungspedal löst, dann wird alternativ der Wert des durch den Beschleunigungsvorrichtungspositionssensor übertragenen Beschleunigungsvorrichtungspositionssignales im Wesentlichen gleich 0%. In dieser Situation kann die ECU daher eine elektrische Leistung dem Antriebsmotor 3 zuführen, um die Motorwelle des Antriebsmotors 3 in deren Rückwärtsrichtung zu drehen, so dass das Drosselventil 1 zu seiner vollständig geschlossenen Position gesteuert wird. In diesem Fall kann das Drosselventil 1 durch den Antriebsmotor 3 in der Schließrichtung gedreht werden.
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Das Drosselventil 1 dreht sich in der Schließrichtung durch die Druckkraft von der Schraubenfeder 4, bis der Vollschließstopperabschnitt 28, der an dem Ventilzahnrad 13 vorgesehen ist, mit dem Vollschließstopper 17 in Kontakt gelangt, der einstückig an der Innenwand des Getriebekastenteiles 11 des Drosselkörpers 5 gegossen ist. Hierbei ist die Schließrichtung jene Richtung, in der das Drosselventil 1 den Lufteinlasskanal dadurch schließt, dass es sich von der vollständig geöffneten Position zu der vollständig geschlossenen Position dreht. Die Drehung des Drosselventils 1 wird durch den Vollschließstopper 17 an der vollständig geschlossenen Position des Drosselventils 1 begrenzt. Daher wird das Drosselventil 1 an der vorbestimmten vollständig geschlossenen Position, d. h. an der Leerlaufposition in dem Lufteinlasskanal aufrecht erhalten, der in dem Innenbohrungsrohr 31 des Bohrungswandteiles 6 des Drosselkörpers 5 ausgebildet ist. Somit wird der mit der Kraftmaschine 80 verbundene Lufteinlasskanal im Wesentlichen geschlossen, so dass die Drehzahl der Kraftmaschine 80 auf eine vorbestimmte Leerlaufdrehzahl festgelegt wird.
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Das elektrisch gesteuerte Drosselgerät hat den Drosselkörper 5, der einstückig mit dem Motorgehäuseteil 7 gegossen ist, dass den Antriebsmotor 3 aufnimmt, und zwar über das Verbindungselement 9. Der Motorgehäuseteil 7 ist im Wesentlichen parallel zu der Mittelachse des Bohrungswandteiles 6 an der radial äußeren Seite der Seitenwandfläche 6a des Außenbohrungsrohres 32 des Bohrungswandteiles 6 hinsichtlich der Mittelachse des Bohrungswandteiles 6 mit der Doppelrohrstruktur angeordnet. Bei dieser Struktur beeinflussen sowohl eine Zirkularität des Innenumfangs 8 des Innenbohrungsrohres 31 des Bohrungswandteiles 6 als auch eine Zirkularität des Außenumfangs des Kunstharz-Scheibenteiles 14 des Drosselventils 1 eine Ausbildung eines Spaltes zwischen dem Innenbohrungsrohr 31 und dem Scheibenteil 14, wenn das Drosselventil 1 in der vollständig geschlossenen Position ist. Daher beeinflussen sowohl die Zirkularität des Innenumfangs 8 des Innenbohrungsrohres 31 des Bohrungswandteiles 6 als auch die Zirkularität des Außenumfangs des Kunstharz-Scheibenteiles 14 des Drosselventils 1 eine Funktion des elektrische gesteuerten Drosselgerätes.
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Bei dem elektrisch gesteuerten Drosselgerät verbindet das Verbindungselement 9 die Seitenwand 6a des Außenbohrungsrohres 32 des Bohrungswandteiles 6 mit der Seitenwand 7a des Motorgehäuseteiles 7. Daher muss das Verbindungselement 9 steif sein, damit es den Antriebsmotor 3 stützt, der verglichen mit den anderen gegossenen Kunstharzbauteilen schwerer ist. Wenn jedoch das Verbindungselement 9 als ein dickes Element ausgebildet ist, dann wird der Gießzyklus lang, und das gegossene Verbindungselement 9 kann sich bei seinem Gießprozess verformen. Daher werden bei dem elektrisch gesteuerten Drosselgerät der vorliegenden Erfindung die vielen ersten plattenförmigen Rippen 51 und die vielen zweiten plattenförmigen Rippen 52 bei dem Aufbau des Verbindungselementes 9 übernommen.
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Insbesondere sind die vielen ersten plattenförmigen Rippen 51 so angeordnet, dass die Dickenrichtung der vielen ersten plattenförmigen Rippen 51 im Wesentlichen senkrecht zu der Mittelachse des Außenbohrungsrohres 32 des Bohrungswandteiles 6 ist. Daneben sind die vielen ersten plattenförmigen Rippen 51 im Wesentlichen parallel zueinander in jene Richtung angeordnet, die im Wesentlichen senkrecht zu der Mittelachse des Außenbohrungsrohres 32 des Bohrungswandteiles 6 ist. Die vielen zweiten plattenförmigen Rippen 52 sind so angeordnet, dass die Dickenrichtung der vielen zweiten plattenförmigen Rippen 52 im Wesentlichen parallel zu der Mittelachse des Außenbohrungsrohres 32 des Bohrungswandteiles 6 ist. Daneben sind die vielen zweiten plattenförmigen Rippen 52 im Wesentlichen parallel zueinander in jene Richtung angeordnet, die im Wesentlichen parallel zu der Mittelachse des Außenbohrungsrohres 32 des Bohrungswandteiles 6 ist. Daher kann eine Verformung des Innenumfangs 8 des Innenbohrungsrohres 31 des Bohrungswandteiles 6 aufgrund einer Kontraktion des Abschnittes um den Motorgehäuseteil 7 begrenzt werden. Daher kann eine Zirkularität des Innenumfangs 8 des Innenbohrungsrohres 31 des Bohrungswandteiles 6 aufrecht erhalten werden.
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Wenn darüber hinaus die Dicke von jeder der vielen ersten und zweiten plattenförmigen Rippen 51 und 52 größer ist als die Dicke es Außenbohrungsrohres 32 das Bohrungswandteiles 6, dann wird ein Kontraktionsbetrag eines Abschnittes um den Motorgehäuseteil 7 groß. Wenn alternativ die Steifigkeit der vielen ersten und zweiten plattenförmigen Rippen 51 und 52 größer als die Steifigkeit des Außenbohrungsrohres 32 des Bohrungswandteiles 6, dann kann die Form (Bohrungsinnenumfangsform) des Innenumfangs 8 des Innenbohrungsrohres 31 des Bohrungswandteiles 6 verformt werden. Vorzugsweise ist die Steifigkeit der vielen und zweiten plattenförmigen Rippen 51 und 52 derart angemessen festgelegt, dass die vielen ersten und zweiten plattenförmigen Rippen 51 und 52 eine Dehnung absorbieren können, die in dem Drosselkörper 5 hervorgerufen wird, um die Zirkularität des Innenbohrungsrohres 31 des Bohrungswandteiles 6 aufrechtzuerhalten. Daher ist die Dicke des Außenbohrungsrohres 32 des Bohrungswandteiles 6 auf einen Wert festgelegt, der gleich oder größer ist als die Dicke der jeweiligen ersten und zweiten plattenförmigen Rippen 51 und 52. Dementsprechend kann eine große Kontraktion eines Abschnittes um das Motorgehäuse 7 begrenzt werden, und die Steifigkeit von jeder Rippe 51 und 52 kann gleich oder kleiner sein als die Steifigkeit des Außenbohrungsrohres 32, und zwar anders als bei jener Situation, bei der die Dicke von jeder Rippe 51 und 52 größer als die Dicke des Außenbohrungsrohres 32. Somit kann eine Verformung der Form des Bohrungsinnenumfangs 8 des Innenbohrungsrohres 31 des Bohrungswandteiles 6 begrenzt werden.
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Daher kann bei dem elektrisch gesteuerten Drosselgerät der vorliegenden Erfindung eine Verschlechterung der Zirkularität des Innenumfangs 8 des Innenbohrungsrohres 31 des Bohrungswandteiles 6 aufgrund einer Kontraktion eines Abschnittes um das Motorgehäuse 7 im Vergleich mit dem herkömmlichen elektrisch gesteuerten Drosselgerät begrenzt werden, das in den 6 und 7 gezeigt ist. Somit kann eine Überlagerung zwischen dem Drosselventil 1 und dem Innenbohrungsrohr 31 des Bohrungswandteiles 6 über einen Drehbereich (Drehwinkelbereich) des Drosselventils 1 von dessen vollständig geschlossener Position zu dessen vollständig geöffneter Position begrenzt werden. Darüber hinaus kann ein Spalt, der zwischen dem zylindrischen Innenumfang 8 des Innenbohrungsrohres 31 des Bohrungswandteiles 6 und dem Außenumfang des Drosselventils 1 erzeugt wird, auf ein vorbestimmtes Maß festgelegt werden, wenn das Drosselventil 1 in der vollständig geschlossenen Position bei dem Leerlaufbetrieb ist. Dementsprechend kann die Luftdichtigkeit aufrecht erhalten werden, wenn das Drosselventil 1 in der vollständig geschlossenen Position ist, und das Austreten Einlassluft bei dem Leerlaufbetrieb kann verringert werden. Die Kraftstoffmenge, zum Beispiel Benzin, die bei der Kraftmaschine 80 verbraucht wird, wird gemäß einer Lufteinlassströmungsmenge gesteuert. Dementsprechend trägt eine Reduzierung beim Austreten von Einlassluft bei dem Leerlaufbetrieb zu einer Verbesserung des Kraftstoffverbrauchs des Fahrzeugs bei.
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Darüber hinaus kann das selbe Kunstharzmaterial wie zum Beispiel ein Thermoplast wie zum Beispiel PPS oder PBT zum Aufbau des Bohrungswandteiles 6 mit der Doppelrohrstruktur verwendet werden, wobei der Drosselkörper 5 den Motorgehäuseteil 7 und den Kunstharz-Scheibenteil 14 des Drosselventils 1 aufweist. Daher kann der Spalt, der zwischen dem runden Innenumfang 8 des Innenbohrungsrohres 31 des Bohrungswandteiles 6 und dem Außenumfang des Kunstharz-Scheibenteiles 14 des Drosselventils 1 ausgebildet wird, in seiner Veränderung begrenzt werden, die durch eine Änderung der Umgebungstemperatur aufgrund einer Differenz eines linearen Ausdehnungskoeffizienten der jeweiligen Kunstharzmaterialien hervorgerufen wird.
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(Zweite Ausführungsbeispiel)
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Bei der Struktur des Drosselkörpers 5 des ersten Ausführungsbeispieles der vorstehenden Beschreibung kann eine Kunstharzströmung zwischen jenem Abschnitt, bei dem die vielen zweiten plattenförmigen Rippen 52 nicht gegossen werden, und einem anderen Abschnitt, bei dem die vielen zweiten plattenförmigen Rippen 52 gegossen werden, nicht einheitlich sein. Daher können eine Differenz der Molekularorientierung durch eine Kunstharzströmung und eine Differenz einer Orientierung von Fasern hervorgerufen werden, die bei dem Füllmaterial enthalten sind. Dementsprechend können sich ein Kontraktionsbetrag eines Abschnittes, bei dem die vielen zweiten plattenförmigen Rippen 52 nicht gegossen sind, und ein Kontraktionsbetrag eines anderen Abschnittes stark unterscheiden, bei dem die vielen zweiten plattenförmigen Rippen 52 gegossen sind.
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Wie dies in der 4 gezeigt ist, werden somit viele plattenförmige Rippen 53 ausgebildet, um ein Verbindungselement 9 des Drosselkörpers 5 bei dem zweiten Ausführungsbeispiel zum Verbinden der Seitenwand 6a des Außenbohrungsrohres 32 des Bohrungswandteiles 6 mit der Seitenwand 7a des Motorgehäuseteiles 7 zu bilden. Die vielen plattenförmigen Rippen 53 sind so angeordnet, dass die Dickenrichtung der vielen plattenförmigen Rippen 53 im Wesentlichen senkrecht zu der Mittelachse des Außenbohrungsrohres 31 des Bohrungswandteiles 6 ist. Daneben sind die vielen plattenförmigen Rippen 53 im Wesentlichen parallel zueinander in jene Richtung angeordnet, die im Wesentlichen senkrecht zu der Mittelachse des Außenbohrungsrohres 32 des Bohrungswandteiles 6 ist.
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Dementsprechend kann ein Kunstharzfluss zwischen einem Abschnitt, bei dem die vielen plattenförmigen Rippen 53 nicht gegossen sind, und einen anderen Abschnitt, bei dem die vielen plattenförmigen Rippen 53 gegossen sind, verglichen mit der Struktur einheitlich sein, die sowohl die vielen ersten als auch die vielen zweiten plattenförmigen Rippen 51 und 52 bei dem ersten Ausführungsbeispiel aufweist. Daher kann eine Kontrakation eines Abschnittes um das Motorgehäuse 7 begrenzt werden, die durch eine Molekularorientierung aufgrund eines Kunstharzflusses und einer Orientierung von Fasern hervorgerufen wird, die bei dem Kunstharz-Füllmaterial enthalten sind. Es kann nämlich ein Kontraktionsbetrag zwischen einem Abschnitt, bei dem die vielen plattenförmigen Rippen 53 nicht gegossen sind, und einem anderen Abschnitt reduziert werden, bei dem die vielen plattenförmigen Rippen 53 gegossen sind. Daher kann eine Verschlechterung der Zirkularität des Innenumfangs (Bohrungsinnenumfang) 8 des Innenbohrungsrohres 31 des Bohrungswandteiles 6 aufgrund einer Kontraktion eines Abschnittes um das Motorgehäuse 7 begrenzt werden, so dass eine Verschlechterung der Funktion des elektrisch gesteuerten Drosselgerätes begrenzt wird, wenn das Drosselventil 1 in der vollständig geschlossenen Position ist.
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(Drittes Ausführungsbeispiel)
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Wie dies in der 5 gezeigt ist, hat das elektrisch gesteuerte Drosselgerät bei dem dritten Ausführungsbeispiel eine Schraubenfeder 4, die durch einen ersten Federteil (Rückstellfeder) 61 und einen zweiten Federteil (Standardfeder) 62 gebildet ist. Die Rückstellfeder 61 dient als eine Rückstellungsfeder, und die Standardfeder 62 dient als eine Öffnungsfeder. Die Rückstellfeder 61 und die Standardfeder 62 sind als eine Schraubenfeder (Ventilkraftbeaufschlafungseinrichtung) 4 integriert, die ein Drosselventil 1 in der Schließrichtung und in der Öffnungsrichtung des Drosselventils 1 drückt. Die Schraubenfeder 4 ist zwischen der Auswand des Bohrungswandteiles 6, d. h. der Bodenwand des Getriebekastenteiles 11 und einer Ebene des Ventilzahnrades 13 angeordnet, die sich an der Seite des Bohrungswandteiles 6 befindet. Ein Verbindungselement zwischen der Rückstellfeder 61 und der Standardfeder 62 ist so gebogen, dass es im Wesentlichen U-förmig ist, damit es als ein U-förmiger Hakenteil 64 dient, der durch ein mittleres Stopperlement 63 gestützt ist. Beide Seiten der Schraubenfeder 4 sind in unterschiedlichen Richtungen gewickelt. Die Rückstellfeder 61 ist nämlich in der einen Richtung gewickelt, und die Standardfeder 62 ist hinsichtlich der Wicklungsrichtung der Rückstellfeder 61 in der entgegengesetzten Richtung gewickelt.
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Ein nabenförmiger mittlerer Positionsstopper (nicht gezeigt) ist in dem Getriebekastenteil 11 des Drosselkörpers 5 so vorgesehen, dass der mittlere Positionsstopper im Inneren in dem Getriebekastenteil 11 vorsteht. Ein mittleres Stopperelement 63 (Einstellschraube) ist in den mittleren Positionsstopper geschraubt, um das Drosselventil 1 an einer vorbestimmten mittleren Position mechanisch aufrecht zu halten, und zwar unter Verwendung einer Druckkraft von der Rückstellfeder 61 und einer Druckkraft von der Standardfeder 62, wenn die Stromzufuhr zu dem Antriebsmotor 3 beendet ist. Die Druckkraft der Rückstellfeder 61 und die Druckkraft der Standardfeder 62 werden in unterschiedlichen Richtungen aufgebracht. Die vorbestimmte mittlere Position des Drosselventils 1 ist eine Position zwischen der vollständig geschlossenen Position und der vollständig geöffneten Position. Eine zylindrische Federinnenumfangsführung 65 ist einstückig mit der Außenwand des Bohrungswandteiles 6 gegossen, d. h. der Bodenwand des Getriebekastenteiles 11 des Drosselkörpers 5, so dass sie gemäß der 5 nach rechts vorsteht. Der Außenumfang der Federinnenumfangsführung 65 stützt den diametral inneren Umfang der Schraubenfeder 4. Eine andere zylindrische Federinnenumfangsführung 66 ist einstückig mit der Ebene des Ventilzahnrades 13 ausgebildet, die sich an der Seite des Bohrungswandteiles 6 befindet. Die zylindrische Federinnenumfangsführung 66 steht gemäß der 5 nach links vor. Der Außenumfang der Federinnenumfangsführung 66 stützt den diametral inneren Umfang der Schraubenfeder 4.
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Ein Öffnungselement 67 ist aus einem Kunstharzmaterial einstückig mit dem Ventilzahnrad 13 bei dem diesem Ausführungsbeispiel gegossen. Das Öffnungselement 67 befindet sich an der Seite des Bohrungswandteiles 6 hinsichtlich des Ventilzahnrades 13, und es wird durch die Standardfeder 62 von der vollständig geschlossenen Position zu der mittleren Position in der Öffnungsrichtung gedrückt. Ein zahnradseitiger Haken (zweiter Hakenteil) 71, ein Hakenteil 72 und Schlupfbegrenzungsführungen 73 sind einstückig mit dem Öffnungselement 67 ausgebildet.
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Der zahnradseitige Haken 71 hakt ein Ende von der Standardfeder 62 der Schraubenfeder 4 ein. Der Hakenteil 72 hakt abnehmbar in den U-förmigen Hakenteil 64 ein, der die Rückstellfeder 61 und die Standardfeder 62 verbindet. Die Schlupfbegrenzungsführungen 73 sind nahe dem Hakenteil 72 zum Begrenzen einer Bewegung des U-förmigen Hakenteiles 64 in der axialen Richtung der Schraubenfeder angeordnet.
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Ein federkörperseitiger Haken (erster Hakenteil) 75 ist an einer Endseite von der Rückstellfeder 61 der Schraubenfeder 4 vorgesehen, die sich an der Seite des Bohrungswandteiles 6 befindet. Der federkörperseitige Haken 75 hakt in einen körperseitigen Haken 74 (erster Hakenteil) ein, der einstückig mit der Außenwand des Bohrungswandteiles 6 ausgebildet ist, d. h. mit der Bodenwand des Getriebekastenteiles 11 des Drosselkörpers 5. Ein federzahnradseitiger Haken (zweiter Hakenteil) 76 ist an der Seite der Standardfeder 62 der Schraubenfeder 4 vorgesehen, die sich an der Seite des Ventilzahnrades 13 befindet. Der federzahnradseitige Haken 76 hakt in den zahnradseitigen Haken (zweiter Hakenteil) 71 des Öffnungselementes 74 ein.
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Bei dem dritten Ausführungsbeispiel ist das Drosselventil 1 auf einem metallischen Material oder einem Kunstharzmaterial so ausgebildet, dass es im wesentlichen scheibenförmig ist. Das Drosselventil 1 ist in ein Ventileinfügungsloch (nicht gezeigt) eingefügt, das in einem Ventilstützabschnitt einer Drosselwelle 2 ausgebildet ist, und es ist an die Drosselwelle 2 unter Verwundung eines Befestigungselementes 77 wie zum Beispiel eine Schraube geschraubt. Die Drosselwelle 2 ist aus einem metallischen Material oder dergleichen so ausgebildet, dass sie zum Beispiel eine runde Stabform aufweist. Beide Endzeiten der Drosselwelle 2 sind durch die erste Lagerstütze und die zweite Lagerstütze des Bohrungswandteiles 6 des Drosselkörpers 5 so drehbar gestützt, dass sie aneinander gleitbar sind. Daher können das Drosselventil 1 und die Drosselwelle 2 einstückig gedreht werden.
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Im Folgenden wird ein Betrieb des elektrisch gesteuerten Drosselgerätes beschrieben, wenn die Stromzufuhr zu dem Antriebsmotor 3 beendet ist. Der Hakenteil 72 des Öffnungselementes 67 ist mit dem U-förmigen Hakenteil 64 der Schraubenfeder 4 in Kontakt, während das Öffnungselement 67 zwischen dem Verbindungsendteil der Standardfeder 62, d. h. dem U-förmigen Hakenteil 64, und dem federzahnradseitigen Haken 76 eingefügt ist. Bei dieser Situation werden der Hakenteil 72 und der U-förmige Hakenteil 64 durch die Druckkraft von der Rückstellfeder 61 und durch die Druckkraft von der Standardfeder 62 aneinander gedrückt, die als die Öffnungsfeder verwendet wird. Hierbei stellt die Rückstellfeder 61 das Drosselventil 1 von dessen vollständig geöffneter Position zu dessen vollständig geschlossener Position über das Öffnungselement 67 zurück. Die Standardfeder 62 stellt das Drosselventil 1 von dessen vollständig geschlossener Position zu dessen mittlere Position über das Öffnungselement 67 zurück. Somit das Drosselventil 1 an der mittleren Position aufrecht erhalten, so dass ein Rückfallbetrieb, d. h. ein fehlersicherer Betrieb durchgeführt werden kann, wenn die Stromzufuhr zu dem Antriebsmotor 3 beendet wird.
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(Anderes Ausführungsbeispiel)
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Ein Hall-IC oder ein magnetoresistives Element oder dergleichen kann als ein führungsloser Sensor anstelle der Hallsonde verwendet werden. Ein zylinderförmiger Dauermagnet kann als eine Magnetfeldquelle anstelle der getrennten Dauermagnete 10 verwendet werden. Ein im Wesentlichen scheibenförmiges Kunstharz-Scheibenteil (scheibenförmiges Teil) 14 und ein im Wesentlichen zylinderförmiges Kunstharz-Wellenteil (zylinderförmiges Teil) 15 können ein Drosselventil (Kunstharzventil) 1 bilden, und ausschließlich ein im Wesentlichen zylinderförmiges metallisches Element kann eine Drosselwelle (metallische Welle) 2 bilden.
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Der Außenumfang des Ventilstützabschnittes der Drosselwelle 2 kann teilweise oder komplett gerändelt sein. Es kann nämlich eine rauhe Oberfläche an dem Außenumfang des Ventilstützabschnittes ausgebildet sein, so dass eine Klemmcharakteristik (Verbindungsfunktion) zwischen dem Innenumfang des Kunstharz-Wellenteiles 15 des Drosselventils 1 und dem Außenumfang des Ventilstützabschnittes der Drosselwelle 2 verbessert werden kann. Es sind nämlich Verzahnungen, Kerben, Nuten oder dergleichen teilweise oder komplett an dem Außenumfang des Ventilstützabschnittes ausgebildet, so dass eine relative Versetzung zwischen dem Drosselventil 1 und der Drosselwelle 2 in deren axialer Richtung begrenzt wird. Somit kann das Herausziehen des Drosselventils 1 aus dem Ventilstützabschnitt der Drosselwelle 2 verhindert werden. Alternativ kann der Querschnitt des Ventilstützabschnittes der Drosselwelle 2 mit einer im Wesentlichen runden Form ausgebildet sein, die eine Schraubenbreite aufweist. Bei dieser Struktur hat der Ventilstützabschnitt der Drosselwelle 2 entlang dessen axialer Richtung im Wesentlichen parallele ebene Seiten. Alternativ kann der Querschnitt des Kunstharz-Wellenteiles 15 des Drosselventils 1 mit einer im Wesentlichen zylindrischen Form ausgebildet sein, die eine Schraubenbreite aufweist. Bei dieser Struktur hat das Kunstharz-Wellenteil 15 im Wesentlichen parallele ebene Seiten entlang dessen axialer Richtung. In diesem Fall kann eine relative Versetzung zwischen dem Drosselventil 1 und der Drosselwelle 2 in deren Drehrichtung begrenzt werden. Eine Kunstharzwelle kann also die Drosselwelle 2 verwendet werden. In diesem Fall kann die Kunstharzwelle aus einem Kunstharzmaterial einstückig mit dem Kunstharz-Wellenteil 15 des Drosselventils 1 gegossen sein, so dass die Anzahl der Bauteile des Drosselventils 1 reduziert werden kann.
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Die Mittelachse des Innenbohrungsrohres 31 kann hinsichtlich der Mittelachse des Außenbohrungsrohres 32 exzentrisch angeordnet sein, um den Bohrungswandteil 6 mit einer exzentrischen Doppelrohrstruktur zu bilden. Die axiale Mitte des Innenbohrungsrohres 31 kann nämlich an einer inneren Seite des Außenbohrungsrohres 32 in der radialen Richtung des Außenbohrungsrohres 32 exzentrisch angeordnet sein, zum Beispiel an einer vertikal unteren Seite des Außenbohrungsrohres 32 in dessen montierten Zustand. Hierbei ist die radiale Richtung des Bohrungswandteiles 6 senkrecht zu der axialen Richtung des Bohrungswandteiles 6. Alternativ kann die axiale Mitte des Innenbohrungsrohres 31 an einer anderen inneren Seite des Außenbohrungsrohres 32 in der radialen Richtung des Außenbohrungsrohres 32 exzentrisch angeordnet sein, zum Beispiel an einer vertikal oberen Seite des Außenbohrungsrohres 32 in dessen montierten Zustand. Alternativ kann der Bohrungswandteil 6 des Drosselkörpers 5 eine Einfach-Rohrstruktur aufweisen.
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Die Blockadeaussparungsteile 34, 35 sind zwischen den Innenbohrungsrohr 31 und dem Außenbohrungsrohr 32 zum Blockieren einer Feuchtigkeit oder einer Flüssigkeit ausgebildet, die in den Bohrungswandteil 6 sowohl von der stromaufwärtigen als auch von der stromabwärtigen Seite des Drosselventils 1 strömt. Die Blockadeaussparungsteile 34, 35 werden zum Begrenzen einer Vereisung des Drosselventils 1 in einer kalten Zeitperiode wie zum Beispiel im Winter ohne zusätzliche Komponenten verwendet, wie zum Beispiel eine zusätzliches Rohrelement zum Einführen von Kraftmaschinenkühlwasser in den Drosselkörper 5. Alternativ kann ausschließlich der Blockadeaussparungsteil 34 in dem Bohrungswandteil 6 zum Blockieren von Feuchtigkeit oder Flüssigkeit vorgesehen sein, die von der oberen Seite des Drosselventils 1 in den Bohrungswandteil 6 entlang des Innenumfangs des Einlassrohres strömt. Somit kann die Anzahl der Bauteile des elektrisch gesteuerten Drosselgerätes verringert werden, so dass das Drosselgerät verkleinert werden kann, und es kann unter geringen Kosten hergestellt werden.
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Ein Umgehungskanal kann an der Außenumfangsseite des Außenbohrungsrohres 32 vorgesehen sein, um das Drosselventil 1 zu umgehen. Darüber hinaus kann ein Leerlaufdrehzahlsteuerventil (ISC-Ventil) in dem Umgehungskanal zum Steuern der Leerlaufdrehzahl der Kraftmaschine 80 vorgesehen sein, indem eine Strömungsmenge der Luft eingestellt wird, die durch den Umgehungskanal hindurch tritt. Ein Auslassanschluss von Durchblasgas, das aus einem aktiven Motorgehäuseventilator (PCV) oder ein Auslassrohr ausgelassen wird, das mit einer Dampfwiederherstellungseinrichtung zum Wiederherstellen von verdampften Benzin verbunden ist, kann mit dem Einlassrohr verbunden sein, das sich an der stromaufwärtigen Seite der Lufteinlassströmung hinsichtlich des Bohrungswandteiles 6 des Drosselkörpers 5 befindet. In diesem Fall Kraftmaschinenöl gesammelt werden, das in dem Durchblasgas enthalten ist, damit es an der Innenwand des Einlassrohres abgelagert wird. Jedoch kann bei dieser Struktur Fremdmaterial wie zum Beispiel Staub oder Ablagerungen von Durchblasgas, das entlang der Innenwand des Einlassrohres strömt, durch den Blockadeaussparungsabschnitt 34 blockiert werden, so dass das Auftreten eines Fehlers bei dem Drosselventil 1 und der Drosselwelle 2 beschränkt werden kann.
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Vielfältige Abwandlungen und Änderungen können von den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen geschaffen werden, ohne das der Umfang der vorliegenden Erfindung verlassen wird.
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Ein Drosselkörper (5) eines elektrisch gesteuerten Drosselgerätes ist durch einen Bohrungswandteil (6), einen Motorgehäuseteil (7), der ein schweres Bauteil wie zum Beispiel einen Motor aufnimmt, und ein Verbindungselement (9) gebildet, das den Bohrungswandteil (6) mit dem Motorgehäuseteil (7) verbindet. Der Bohrungswandteil (6) hat einen zylindrischen Innenumfang (8) zum drehbaren Aufnehmen eines runden Drosselventils (1). Das Verbindungselement (9) ist durch viele plattenförmige Rippen (51, 52) gebildet. Somit kann das Verbindungselement (9) steif sein, ohne dass es ein dickes Element ist. Daher kann eine Kontraktion des Verbindungselementes (9) bei dessen Gießprozess begrenzt werden, so dass eine Zirkularität des zylindrischen Innenumfangs (8) des Bohrungswandteiles (6) aufrecht erhalten werden kann. Somit kann der zylindrische Innenumfang (8) des Bohrungswandteiles (6) das runde Drosselventil (1) drehbar aufnehmen, ohne dass eine Überlagerung zwischen diesen auftritt, und eine Luftdichtigkeit des Drosselventils (1) kann aufrecht erhalten werden, wenn das Drosselventil (1) in der vollständig geschlossenen Position ist.
