DE102005023613B3 - Manufacturing process for modular flap support involves producing standardized unit consisting of flap housing, flap shaft with flap body, to use with various flanges - Google Patents

Manufacturing process for modular flap support involves producing standardized unit consisting of flap housing, flap shaft with flap body, to use with various flanges Download PDF

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    • F16K27/0218—Butterfly valves

Abstract

The manufacturing process is based on the production of a standardized unit, consisting of a flap housing (2) forming a channel, an assembly-the injected flap shaft (5) with flap body (10), to which the connecting flanges (20) or connection channel housings (18) can be welded, and to which any drive unit can be fitted.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines modularen Klappenstutzens für Drossel-, Stell- oder Regelklappen in einer Verbrennungskraftmaschine mit einem einen Kanal bildenden im wesentlichen rotationssymmetrischen Klappengehäuse, einer drehbar im Klappengehäuse anzuordnenden Klappenwelle, auf der ein Klappenkörper anzuordnen ist, sowie mit einer Antriebseinheit zur Drehung der Klappenwelle im Klappengehäuse.The The invention relates to a method for producing a modular Flap neck for Throttling, adjusting or control valves in an internal combustion engine with a channel forming substantially rotationally symmetrical Valve body, a rotatable in the valve body to be arranged flap shaft on which a flap body is to be arranged, as well as with a drive unit for rotating the valve shaft in the valve body.

Klappenstutzen für Drall-, Stell- oder Regelklappen sind allgemein bekannt und werden in einer Vielzahl von Anmeldungen beschrieben. In der Regel bestehen sie aus einem die Klappe umgebenden Gehäuse, welches eine Durchgangsbohrung aufweist, in die die Klappenwelle eingeschoben wird, woraufhin der Klappenkörper auf der Welle im Gehäuse befestigt wird. Das Gehäuse weist Anschlussflansche zur Verbindung mit den umgebenden Teilen auf.klappenstutzen for swirl, Actuator or control valves are well known and are available in a variety of applications. As a rule, they consist of one the flap surrounding housing, which has a through hole into which the flap shaft is pushed, whereupon the flap body mounted on the shaft in the housing becomes. The housing has connecting flanges for connection to the surrounding parts on.

So wird in der DE 100 48 937 A1 ein Klappenstutzen beschrieben, in dem eine Drosselklappe tragende Drosselklappenwelle drehbar gelagert ist und welche einen Antriebsarm zum Aufnehmen eines elektrischen Antriebs für die Drosselklappenwelle aufweist, wobei der Antriebsraum von einem Gehäusemodul umschlossen ist, an dem das Klappengehäuse als separates Teil angesetzt und befestigt wird. Der einstückig hergestellte Klappenstutzen weist Anschlussflansche zur Verbindung zum umgebenden Gehäuse auf.So will in the DE 100 48 937 A1 a flapper in which a damper shaft supporting throttle shaft is rotatably mounted and which has a drive arm for receiving an electric drive for the throttle shaft, wherein the drive space is enclosed by a housing module to which the damper housing is attached and attached as a separate part. The integrally produced flap nozzle has connecting flanges for connection to the surrounding housing.

Aus der DE 199 36 457 A1 ist eine Drosseleinrichtung mit einer Klappe zum Einbau in eine Flanschverbindung bekannt, bei der die Klappe im umgebenden Gehäuse montagegespritzt wird. Das Gehäuse weist Bohrungen auf, über die das Gehäuse über Schrauben mit den vorgesehenen Anschlussflanschen von beiden Seiten befestigt werden kann. Das montagegespritzte Drosselklappengehäuse muss in seiner Geometrie der vorhandenen Flanschverbindung angepasst werden, damit die Kanten der Klappe mit im Drosselklappengehäuse vorgesehenen Anschlagflächen, die in Form von Dichtungen angespritzt oder eingelegt sind, korrespondieren.From the DE 199 36 457 A1 is a throttle device with a flap for installation in a flange connection is known in which the flap is spray-molded in the surrounding housing. The housing has holes through which the housing can be fastened by screws with the provided connection flanges from both sides. The assembly-injected throttle body must be adapted in its geometry of the existing flange connection so that the edges of the flap with stop surfaces provided in the throttle body, which are molded or inserted in the form of seals.

Des Weiteren ist aus der EP 0 482 272 B1 ein Verfahren zur Herstellung eines Klappenstutzens beschrieben, bei dem ebenfalls die Klappe in einem umgebenden Gehäuse durch Montagespritzen hergestellt wird. Das hierin beschriebene Gehäuse umfasst wiederum eine Flanschverbindung zum Anbau an weiterführende Kanal bildende Elemente.Furthermore, from the EP 0 482 272 B1 a method for producing a valve body described in which also the flap is produced in a surrounding housing by mounting syringes. The housing described herein again comprises a flange connection for attachment to further channel-forming elements.

Zusätzlich wird in der DE 101 42 452 A1 ein Verfahren zur Herstellung eines Drosselklappenstutzengehäuses und einer Drosselklappe offenbart, bei dem das Gehäuse und die Klappe einstückig als Spritzgussteil hergestellt werden und anschließend durch einen Schnitt um den Umfang getrennt werden.In addition, in the DE 101 42 452 A1 discloses a method for producing a throttle body and a throttle valve, wherein the housing and the flap are integrally formed as an injection molded part and then separated by a section around the circumference.

Nachteilig an den vorbeschriebenen Verfahren beziehungsweise offenbarten Klappenstutzen ist, dass auch bei gleich bleibendem Innendurchmesser des Gehäuses dieses immer nur für eine bestimmte Anwendung geeignet ist, so dass jeweils neue Werkzeuge zur Anpassung der Gehäuseform mit den Anschlussflanschen an verschiedene Einbauräume, Anwendungen oder weiterführende Kanalbildende Gehäuse notwendig werden.adversely to the above-described method or disclosed flap nozzle is that even with the same inner diameter of the housing this always only for a particular application is appropriate, so that each new tools to adapt the housing shape with the connection flanges to various installation spaces, applications or continuing Channel-forming housing become necessary.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen modularen Klappenstutzen zu entwickeln, dessen Gehäuse und Klappe für alle Anwendungen mit gleichem Innendurchmesser genutzt werden kann, ohne weitere Anpassungen vornehmen zu müssen. Hierdurch sollen Werkzeugkosten eingespart werden. Des Weiteren soll der Klappenstutzen möglichst einfach und preisgünstig herstellbar sein.task The invention therefore is to develop a modular flap neck, its housing and flap for all applications with the same inside diameter can be used, without having to make any further adjustments. This should be tooling costs be saved. Furthermore, the flap pipe should be as possible easy and inexpensive be produced.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Herstellung eines modularen Klappenstutzens für Drossel-, Stell- und Regelklappen mit folgenden Schritten gelöst:

  • a) Spritzgießen eines einen Kanal bildenden Klappengehäuses,
  • b) Montagespritzen einer Klappenwelle mit einem Klappenkörper im Klappengehäuse,
  • c) Befestigen eines Anschlussflansches oder eines Anschlusskanalgehäuses an einem ersten axialen Ende des Klappengehäuses durch Schweißen,
  • d) Befestigen eines Anschlussflansches oder eines Anschlusskanalgehäuses an einem zweiten axialen Ende des Klappengehäuses durch Schweißen und
  • e) Befestigen einer Antriebseinheit an einem der Anschlussflansche oder einem Anschlusskanalgehäuse sowie Herstellen einer Verbindung zwischen der Antriebseinheit und der Klappenwelle.
This object is achieved by a method for producing a modular valve body for throttle, positioning and control valves with the following steps:
  • a) injection molding of a channel-forming valve housing,
  • b) mounting syringes of a valve shaft with a valve body in the valve housing,
  • c) attaching a connection flange or a connection channel housing to a first axial end of the valve housing by welding,
  • d) attaching a connection flange or a connection channel housing at a second axial end of the valve body by welding and
  • e) attaching a drive unit to one of the connection flanges or a connection channel housing and establishing a connection between the drive unit and the flap shaft.

Durch ein derartiges Verfahren wird ein preisgünstig herstellbares System mit hoher Flexibilität geschaffen. Das montagegespritzte Bauteil bestehend aus Klappengehäuse mit Klappenwelle und Klappenkörper kann für alle Anwendungen mit dem selben Klappendurchmesser verwendet werden, so dass höhere Stückzahlen ohne Änderung von Werkzeugen gebaut werden können. Somit sind lediglich der Anschlussflansch und der Antrieb an die jeweilige Anwendung anzupassen. Das Klappenge häuse ist dabei möglichst einfach zu halten, um Materialanhäufungen, welche zu Unrundheit führen würden, zu vermeiden. Beim Spritzen der Klappenwelle im geschlossenen Zustand erhält man zusätzlich eine gute Passung zum Gehäuse und damit eine gut dichtende Einheit.By such a method, a low cost manufacturable system with high flexibility is created. The assembly-molded component consisting of damper housing with damper shaft and damper body can be used for all applications with the same damper diameter, so that larger quantities can be built without changing tools. Thus, only the connection flange and the drive to adapt to the particular application. The Klappenge housing is as simple as possible to accumulation of material, which would lead to out-of-roundness, too avoid. When spraying the valve shaft in the closed state, you also get a good fit to the housing and thus a well-sealed unit.

In einer bevorzugten Ausführung wird vor Montage der Antriebseinheit an einer ersten Lagerstelle der Klappenwelle eine Dichtung von außen zwischen der Klappenwelle und eine Bohrung des Klappengehäuses zur Abdichtung nach außen geschoben und eine zweite Lagerstelle durch Anschweißen eines Deckels von außen verschlossen. Hierdurch wir die Dichtigkeit des Klappenstutzens zusätzlich auf einfache Weise verbessert.In a preferred embodiment is before mounting the drive unit at a first storage location the flap shaft, a seal from the outside between the flap shaft and a bore of the valve body for sealing to the outside pushed and a second bearing by welding a Lids from the outside locked. This gives us the tightness of the valve body in addition to simple way improved.

Derartige Klappenstutzen sind durch ihren modularen Aufbau äußerst kostengünstig herzustellen und können an die anwendungsspezifischen Bedingungen durch freie Auswahl der Antriebseinheit sowie der Anschlussflansche oder Anschlussgehäuse bei gleichem Durchmesser immer mittels der gleichen Werkzeuge hergestellt werden.such Flap sockets are extremely inexpensive to produce due to their modular design and can to the application specific conditions by free choice of the Drive unit and the connecting flanges or connection housing at same diameter always made by the same tools become.

Ein Ausführungsbeispiel ist in den Figuren dargestellt und wird nachfolgend beschrieben.One embodiment is shown in the figures and will be described below.

1 zeigt in Seitenansicht ein erfindungsgemäß hergestelltes Klappengehäuse mit montagegespritzter Klappe und Klappenwelle in geschnittener Darstellung. 1 shows a side view of an inventively produced flap housing with montagegespritzter flap and flap shaft in a sectional view.

2 zeigt das Klappengehäuse aus 1 nach dem Herstellen einer Schweißverbindung zu zwei Anschlussflanschen in Seitenansicht. 2 shows the valve body 1 after making a welded connection to two connecting flanges in side view.

3 zeigt eine Draufsicht eines derartigen Klappenstutzens nach Anbau der Antriebseinheit. 3 shows a plan view of such a valve body after mounting the drive unit.

1 zeigt ein erfindungsgemäßes einen Kanal 1 bildendes Klappengehäuse 2, welches durch Spritzgießen hergestellt ist. Dieses Kanal 1 bildende Klappengehäuse 2 ist im Wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildet und weist im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine dünnwandige runde Form auf, welche lediglich im Bereich der Lagerstellen 3, 4 für eine Klappenwelle 5 radiale Ausstülpungen 6, 7 aufweist. 1 shows a channel according to the invention 1 forming flap housing 2 , which is made by injection molding. This channel 1 forming flap housing 2 is formed substantially rotationally symmetrical and has in the present embodiment, a thin-walled round shape, which only in the region of the bearing points 3 . 4 for a flap shaft 5 radial protuberances 6 . 7 having.

Diese Ausstülpungen 6, 7 weisen Bohrungen 8, 9 als Lagerstellen 3, 4 für die Klappenwelle 5 auf. In diesen Bohrungen 8, 9 beziehungsweise dem Klappengehäuse 2 wird die Klappenwelle 5 in bekannter Weise in einem weiteren Verfahrensschritt montagegespritzt. Gleichzeitig mit der Klappenwelle 5 wird auch ein Klappenkörper 10 montagegespritzt, der derart geformt ist, dass er in eine den Kanal 1 vollständig verschließende Stellung bewegt werden kann. Selbstverständlich können dabei auch an einer Innenwand 11 des den Kanal 1 bildenden Klappengehäuses 2 Anschlagkan ten zur Erhöhung der Dichtigkeit bei geschlossenen Klappenkörper 10 vorgesehen werden.These protuberances 6 . 7 have holes 8th . 9 as storage places 3 . 4 for the flap shaft 5 on. In these holes 8th . 9 or the valve body 2 becomes the flap shaft 5 sprayed in a known manner in a further process step. Simultaneously with the valve shaft 5 also becomes a valve body 10 Assembly molded, which is shaped so that it into a channel 1 completely closing position can be moved. Of course you can also on an inner wall 11 of the channel 1 forming flap housing 2 Anschlagkan th to increase the tightness with closed valve body 10 be provided.

Des Weiteren ist in 1 zu erkennen, dass die Bohrung 9 und somit die Lagerstelle 4 durch einen Deckel 12 verschlossen ist, welcher an die Ausstülpung 7 angeschweißt wird. Dazu weist die Ausstülpung 7 einen Absatz 13 auf, auf den der Deckel 12 zur vorläufigen formschlüssigen Befestigung gesteckt werden kann. Die entgegengesetzte Seite der Welle 5 bildet die Antriebsseite. Die Bohrung 8 an der Antriebsseite weist nach außen hin einen sich erweiternden Absatz 14 auf, in den zwischen dem Außenumfang der Klappenwelle 5 und dem Innenumfang der Bohrung 8 eine Dichtung 15 gesteckt wird. Zur Verbesserung der Abdichtung ist die Klappenwelle 5 so ausgeführt, dass sie in diesem Bereich der erweiterten Bohrung 8 eben falls, jedoch geringfügig erweitert ist, wodurch eine verbesserte Abdichtung erreicht wird. Des Weiteren weist die Klappenwelle 5 eine nach außen weisende Öffnung 16 auf, in die zur Kopplung an eine hier nicht dargestellte Antriebseinheit formschlüssig ein entsprechend geformter Stift eingebracht werden kann, welcher an seiner anderen Seite durch die Antriebseinheit in Bewegung versetzbar ist.Furthermore, in 1 to recognize that the bore 9 and thus the depository 4 through a lid 12 is closed, which to the protuberance 7 is welded. For this purpose, the protuberance 7 a paragraph 13 on top of that the lid 12 can be plugged for temporary positive fastening. The opposite side of the shaft 5 forms the drive side. The hole 8th on the drive side has a widening heel towards the outside 14 on, in between the outer periphery of the valve shaft 5 and the inner circumference of the bore 8th a seal 15 is plugged. To improve the seal is the flap shaft 5 so executed that they are in this area of extended bore 8th just in case, but slightly widened, whereby an improved seal is achieved. Furthermore, the flap shaft 5 an outward opening 16 on, in which for coupling to a drive unit, not shown here form-fitting manner a correspondingly shaped pin can be introduced, which is displaceable on its other side by the drive unit in motion.

Die 2 zeigt den erfindungemäßen modularen Klappenstutzen nach den beiden folgenden Verfahrensschritten, bei dem eine Schweißverbindung zwischen einem ersten axialen Ende 17 des Klappengehäuses 2 und einem Anschlussstutzen 18 sowie zwischen einem zweiten axialen Ende 19 des Klappengehäuses 2 und einem weiteren Anschlussflansch 20 hergestellt wird. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel dient der Klappenstutzen als Drosselklappenstutzen, so dass der Anschlussstutzen 18 als Einsteckstutzen für einen Schlauch zur Ansaugung von Luft dient. Der untere Flansch 20 ist als Anschraubflansch für ein Saugrohr ausgeführt und weist eine Dichtung 21 zur Abdichtung zwischen Saugrohr und Drosselklappenstutzen auf. Des Weiteren ist der Anschlussflansch 20 so ausgeführt, dass er nicht dargestellte Vorrichtungen zur Befestigung einer Antriebseinheit 22 enthält, welche in 3 dargestellt ist.The 2 shows the erfindungemäßen modular flap nozzle according to the two following method steps, in which a welded joint between a first axial end 17 of the valve body 2 and a connecting piece 18 and between a second axial end 19 of the valve body 2 and another connection flange 20 will be produced. In the present embodiment, the flap nozzle serves as a throttle body, so that the connecting piece 18 serves as a fitting for a hose for the intake of air. The lower flange 20 is designed as a screw-on flange for a suction pipe and has a seal 21 for sealing between intake manifold and throttle body. Furthermore, the connection flange 20 designed so that it not shown devices for fixing a drive unit 22 contains, which in 3 is shown.

Die 3 zeigt eine Draufsicht auf den erfindungsgemäßen Drosselklappenstutzen nach dem abschließenden Verfahrensschritt, also dem Anbau der Antriebseinheit 22. Zu erkennen ist das Gehäuse 23 der Antriebseinheit 22 mit einer Aufnahme 24 für einen Elektromotor. Des Weiteren ist ein Anschlussstecker 25 zur Stromversorgung und gegebenenfalls Lagerückmeldung der Antriebseinheit 22 und somit des Klap penkörpers 10 dargestellt. Teil der Kupplung zur Antriebswelle 5 bildet eine Drehfeder 26, über welche die Klappenwelle 5 und somit der Klappenkörper 10 in eine Notlaufstellung bei Ausfall der Antriebseinheit 22 zurückgedreht werden kann. Des Weiteren sind die Bohrungen 27 zum Anschluss des Anschlussflansches 20 an das Saugrohr in dieser Ansicht deutlich erkennbar.The 3 shows a plan view of the throttle body according to the invention after the final step, ie the cultivation of the drive unit 22 , The housing can be recognized 23 the drive unit 22 with a recording 24 for an electric motor. Furthermore, a connector 25 for power supply and possibly bearing feedback of the drive unit 22 and thus the flapper penkörpers 10 shown. Part of the coupling to the drive shaft 5 forms a torsion spring 26 over which the flap shaft 5 and thus the flaps body 10 in an emergency position in case of failure of the drive unit 22 can be turned back. Furthermore, the holes 27 for connection of the connection flange 20 clearly visible on the suction tube in this view.

Durch diese dargestellten Verfahrensschritte kann ein Klappenstutzen äußerst preisgünstig hergestellt werden, da er auf Grund der Einfachheit des Moduls Klappengehäuse mit montagegespritzter Klappenwelle und Klappenkörper für viele verschiedene Anwendungen nutzbar ist. Sowohl die freie Wahl der Anschlussflansche als auch die freie Wahl des Antriebsmoduls ermöglicht eine Anpassung an den jeweiligen Einsatzzweck. Wie zu erkennen, ist das Gehäuse möglichst einfach gehalten um Materialanhäufungen zu vermeiden, welche zu einer Unrundheit führen würden. Durch das Spritzen der Klappenwelle beziehungsweise des Klappenkörpers im geschlossenen Zustand erhält man eine gute Passung zum Gehäuse und damit eine gute dichtende Einheit.By These illustrated method steps can produce a flap pipe extremely inexpensive because it is due to the simplicity of the module flap housing with Assembly-injected flap shaft and valve body for many different applications is usable. Both the free choice of connecting flanges and the free choice of the drive module allows an adaptation to the respective purpose. As you can see, the case is as possible simply kept around material accumulations to avoid which would lead to a roundness. By spraying the Damper shaft or the valve body in the closed state receives a good fit to the case and thus a good sealing unit.

Es sollte deutlich sein, dass die Erfindung nicht auf den vorliegenden Anwendungsfall einer Klappe als Drosselklappe beschränkt ist. Des Weiteren wird deutlich, dass die Schweißverbindung nicht notwendigerweise vom Kanal bildenden Klappengehäuse zu einem Anschlussflansch erfolgen muss, sondern beispielsweise direkt an ein Saugrohr erfolgen kann.It It should be clear that the invention is not limited to the present invention Application of a flap is limited as a throttle. Furthermore, it becomes clear that the welded joint is not necessarily from the channel forming flap housing must be made to a connection flange, but for example can be done directly to a suction pipe.

Claims (2)

Verfahren zur Herstellung eines modularen Klappenstutzens für Drossel-, Stell- oder Regelklappen in einer Verbrennungskraftmaschine mit einem einen Kanal (1) bildenden im wesentlichen rotationssymmetrischen Klappengehäuse (2), einer drehbar im Klappengehäuse (2) anzuordnenden Klappenwelle (5), auf der ein Klappenkörper (10) anzuordnen ist, sowie mit einer Antriebseinheit (22) zur Drehung der Klappenwelle (5) im Klappengehäuse (2) mit folgenden Schritten: a) Spritzgießen eines einen Kanal (1) bildenden Klappengehäuses (2), b) Montagespritzen einer Klappenwelle (5) mit einem Klappenkörper (10) im Klappengehäuse (2), c) Befestigen eines Anschlussflansches oder eines Anschlusskanalgehäuses (18) an einem ersten axialen Ende (17) des Klappengehäuses (2) durch Schweißen, d) Befestigen eines Anschlussflansches (20) oder eines Anschlusskanalgehäuses an einem zweiten axialen Ende (19) des Klappengehäuses (2) durch Schweißen und e) Befestigen einer Antriebseinheit (22) an einem der Anschlussflansche (20) oder einem Anschlusskanalgehäuse (18) sowie Herstellen einer Verbindung zwischen der Antriebseinheit (22) und der Klappenwelle (5).Method for producing a modular flap stub for throttling, adjusting or regulating flaps in an internal combustion engine with a single channel ( 1 ) forming substantially rotationally symmetrical flap housing ( 2 ), one rotatable in the valve body ( 2 ) to be arranged flap shaft ( 5 ), on which a valve body ( 10 ) is to be arranged, and with a drive unit ( 22 ) for rotation of the flap shaft ( 5 ) in the valve housing ( 2 ) comprising the following steps: a) injection molding a channel ( 1 ) forming flap housing ( 2 ), b) mounting syringes of a flap shaft ( 5 ) with a valve body ( 10 ) in the valve housing ( 2 ), c) fastening a connection flange or a connection channel housing ( 18 ) at a first axial end ( 17 ) of the valve housing ( 2 ) by welding, d) attaching a connecting flange ( 20 ) or a port housing at a second axial end ( 19 ) of the valve housing ( 2 ) by welding and e) fixing a drive unit ( 22 ) on one of the connection flanges ( 20 ) or a connection channel housing ( 18 ) and establishing a connection between the drive unit ( 22 ) and the flap shaft ( 5 ). Verfahren zur Herstellung eines modularen Klappenstutzen für Drossel-, Stell- oder Regelklappen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vor Montage der Antriebseinheit (22) an einer ersten Lagerstelle (3) der Klappenwelle (5) eine Dichtung (15) von außen zwischen die Klappenwelle (5) und eine Bohrung (8) des Klappengehäuse (2) zur Abdichtung nach außen geschoben wird und eine zweite Lagerstelle (4) durch Anschweißen eines Deckels (12) von außen verschlossen wird.Method for producing a modular flap nozzle for throttling, setting or control flaps according to claim 1, characterized in that prior to assembly of the drive unit ( 22 ) at a first depository ( 3 ) of the flap shaft ( 5 ) a seal ( 15 ) from the outside between the flap shaft ( 5 ) and a hole ( 8th ) of the valve body ( 2 ) is pushed outwards for sealing and a second storage location ( 4 ) by welding a lid ( 12 ) is closed from the outside.
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