DE19819364B4

DE19819364B4 - throttle

Info

Publication number: DE19819364B4
Application number: DE1998119364
Authority: DE
Inventors: Thomas Linke
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1998-04-30
Filing date: 1998-04-30
Publication date: 2006-10-12
Anticipated expiration: 2018-05-01
Also published as: FR2778209B1; DE19819364A1; FR2778209A1

Abstract

Vorrichtung zum Verschließen eines Strömungskanals, insbesondere Abstell- und/oder Drosselklappe zur variablen Öffnung und Verschließung eines Ansaugquerschnittes einer Luftzuführung einer Brennkraftmaschine, insbesondere einer Dieselbrennkraftmaschine, mit einem glattwandigen Ansaugkanal mit rundem oder ovalem Querschnitt, und mit einer um eine mittig quer im Ansaugkanal angeordneten Schwenkachse schwenkbaren Klappe, wobei die Klappe stufenlos von einer strömungsparallelen voll geöffneten Stellung bis zu einer annähernd strömungssenkrechten, den Ansaugkanal verschließenden Stellung schwenkbar ist, wobei die Klappe eine mit einem Gehäuse des Ansaugkanals in Berührung stehende flexible Dichtkante aufweist und an ihrem Umfang mit wenigstens zwei Segmentschlitzen versehen ist, in die mit diesen korrespondierende Zungen der Dichtkante eingreifen, dadurch gekennzeichnet, dass die zwischen den Segmentschlitzen (18) liegenden Klappensegmente (20) flexibel und elastisch verformbar sind.contraption to close a flow channel, in particular parking and / or Throttle valve for variable opening and closure a Ansaugquerschnittes an air supply of an internal combustion engine, in particular a diesel internal combustion engine, with a smooth-walled Intake duct with round or oval cross-section, and with one um a flap which can be pivoted centrally transversely in the intake channel, the flap is infinitely variable from a flow-parallel fully open Position up to an approximately flow-perpendicular, the intake passage closing position is pivotable, the flap one with a housing of the Intake duct in contact has standing flexible sealing edge and at its periphery with at least two segment slots is provided in the corresponding with these Tongues of the sealing edge engage, characterized in that the between the segment slots (18) lying flap segments (20) flexible and elastically deformable.

Description

Die Erfindung betrifft eine Drosselklappe mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Merkmalen.The The invention relates to a throttle valve with in the preamble of Claim 1 features mentioned.

Bekannt sind Steuerklappen in Ansaugluftführungen von Brennkraftmaschinen, insbesondere von fremdgezündeten Brennkraftmaschinen (Otto-Motoren). Derartige sogenannte Drosselklappen können durch Verschwenken um eine zu einer Längsachse eines Ansaugkanales senkrechte Schwenkachse geöffnet und geschlossen werden und erlauben damit eine variable und feinfühlige Öffnung eines Ansaugquerschnittes und damit eine exakte Dosierung einer der Brennkraftmaschine zugeführten Ansaugluftmenge. Um bei geschlossener Drosselklappe eine möglichst gute Dichtwirkung zu erzielen, sind im allgemeinen sowohl Ansaugkanal als auch Drosselklappe aus Metall gefertigt, wobei die Dichtwirkung durch eine elliptisch geschliffene Kontur der Drosselklappe gewährleistet wird, die sich in einem Winkel von zirka 75° bis 80° in das meist aus einem Leichtmetall wie beispielsweise Aluminium bestehende Gehäuse schmiegt und somit dicht abschließen kann. Um eine möglichst spaltfreie Passung der geschliffenen Drosselklappe an der Gehäuseinnenfläche zu erzielen, muß diese eine sehr glatte Oberfläche aufweisen, die meist mit einem zusätzlichen Bearbeitungsschritt hergestellt werden muß.Known are control flaps in intake air ducts of internal combustion engines, in particular of spark-ignited ones Internal combustion engines (gasoline engines). Such so-called throttle valves can Pivoting about one to a longitudinal axis an intake duct vertical pivot axis are opened and closed and allow a variable and sensitive opening of a Ansaugquerschnittes and thus an exact dosage of the internal combustion engine supplied intake air. In order to achieve the best possible sealing effect when the throttle valve is closed, are generally both intake and throttle off Metal-made, the sealing effect by an elliptical ground contour the throttle valve ensures which is at an angle of about 75 ° to 80 ° in the most of a light metal such as aluminum nestles existing housing and thus tight to lock can. To one as possible to achieve a gap-free fit of the ground throttle on the inside of the housing, must this a very smooth surface usually with an additional processing step must be produced.

Bekannt ist der Einsatz von Drosselklappen auch bei Dieselbrennkraftmaschinen. Die Drosselklappen dienen hier im wesentlichen zu einer variablen Luftzufuhr im Teillastbereich zur Unterstützung einer Abgasrückführung durch Erhöhung der Druckdifferenz zwischen Abgasdruck und Frischluftdruck. Auch bei geschlossener Drosselklappe ist hierbei kein dichtes Abschließen der Klappe notwendig, da die Reinluftzuführung bei keiner Betriebssituation vollständig abgesperrt wird.Known is the use of throttle valves also in diesel internal combustion engines. The throttle valves serve here essentially to a variable Air supply in the partial load range to support an exhaust gas recirculation through increase the pressure difference between exhaust pressure and fresh air pressure. Also when the throttle is closed, this is not a tight seal the Flap necessary because the clean air supply completely shut off in any operating situation becomes.

Insbesondere Dieselbrennkraftmaschinen neigen durch selbstzündende Reste an Kraftstoff auch nach einem Abstellen zum Nachlaufen, was als sogenanntes Abstellschütteln aus Komfortgründen unerwünscht ist. Um diesem Problem abzuhelfen, ist eine dicht schließende Klappe im Ansaugkanal erforderlich, die jedoch keine variable Dosierung der Öffnung erlauben muß. Vielmehr genügt eine geöffnete Position in deutlicher Unterscheidung zur geschlossenen Position. Für diese Funktion bietet sich aus Kostengründen die Anwendung von Abstellklappen in Kunststoffausführungen an. Durch eine große Gestaltungsfreiheit bei der Verarbeitung von Kunststoff sind hierbei sehr kostengünstige Ausführungen erzielbar. Eine dicht schließende Klappe ist ohne weitere Maßnahmen jedoch nicht realisierbar, da bei der Kunststoffverarbeitung oftmals ein Verzug und/oder eine unzureichende Maßhaltigkeit sowohl beim Gehäuse als auch bei der Klappe auftreten können.Especially Diesel engines also tend to fuel by auto-igniting residues after a stop for running, what as so-called shake off Comfort reasons is undesirable. To remedy this problem is a tightly closing flap required in the intake, but no variable dosage the opening must allow. Rather, it is enough an open position in clear distinction to the closed position. For this Function offers the cost of the use of parking flaps in Plastic versions at. By a big one Design freedom in the processing of plastic are here very inexpensive versions achievable. A tight closing Flap is without further action However, not feasible, as in plastics processing often a delay and / or insufficient dimensional accuracy both in the case as can also occur at the flap.

Bekannt sind weiterhin Resonanzsteuerklappen, meist im Verbund Kunststoff und Elastomer hergestellt, die auf den Gehäuseteilen des Ansaugkanals dicht schließen. Nachteilig hierbei ist jedoch, dass zur Abstützung der Klappen eine Stufe im Gehäuse erforderlich ist. Derartige Stufen erhöhen zum einen einen Strömungswiderstand der Ansaugluft. Zudem können je nach konstruktiver Ausführung Nachteile bei der Entformung durch auftretende Hinterschnitte der meist in Spritzgusstechnik hergestellten Teile entstehen.Known are still resonance control flaps, usually in composite plastic and elastomer produced on the housing parts of the intake duct close tightly. The disadvantage here, however, that for supporting the flaps a step in the case is required. Such stages increase on the one hand a flow resistance the intake air. In addition, you can depending on the constructive design disadvantages in demolding by occurring undercuts of the most in Injection molding produced parts arise.

Aus der EP 0 494 344 A1 ist es bekannt, eine Drosselklappe in einem Ansugrohr einer Verbrennungskraftmaschine anzuordnen, wobei über den Umfang der Drosselklappe eine Dichtung vorgesehen ist, die in eine Umfangsnut der Drosselklappe eingebracht oder einstückig mit der Drosselklappe ausgebildet ist. Bei dieser Drosselklappe ist jedoch nachteilig, dass die Dichtung bei einer Schließbewegung mit einer Querkraft beaufschlagt wird, die im zuerst genannten Fall zu einem zumindest bereichsweisen Herausrutschen aus der Umfangsnut führen kann.From the EP 0 494 344 A1 It is known to arrange a throttle in a Ansugrohr an internal combustion engine, wherein over the circumference of the throttle valve, a seal is provided, which is introduced into a circumferential groove of the throttle valve or formed integrally with the throttle valve. In this throttle valve is disadvantageous, however, that the seal is acted upon in a closing movement with a transverse force, which can lead to an at least partially slipping out of the circumferential groove in the former case.

Die DE 36 43 948 A1 offenbart eine Drosselklappe, bei der in Abhängigkeit von der Winkelstellung der Drosselklappe ein Randbereich durch einen bewegbaren Spreizkörper radial nach außen verlagerbar ist. Der Spreizkörper weist an seinem inneren Umfang zwei nach innen gerichtete Vorsprünge auf, die als Verdrehsicherung dienen.The DE 36 43 948 A1 discloses a throttle valve in which, depending on the angular position of the throttle flap, an edge region is displaceable radially outward by a movable expansion body. The expansion body has on its inner circumference two inwardly directed projections, which serve as anti-rotation.

Vorteile der ErfindungAdvantages of invention

Die erfindungsgemäße Schließvorrichtung, insbesondere Drossel- beziehungsweise Abstellklappe einer Luftzufuhr einer Dieselbrennkraftmaschine, weist den Vorteil einer dichten Abschließbarkeit unter Verwendung einer Kunststoffschwenkklappe auf, ohne beispielsweise eine für die Luftströmung ungünstige Stufe zur Abstützung der nachgiebigen Klappe im Gehäuse zu benötigen. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung wird erreicht, dass sich die Klappe im geschlossenen Zustand besser und somit optimal dichtend an die Innenkontur des Ansaugkanals anschmiegen kann. Die in den Segementschlitzen angeordneten Zungen der Dichtkante bewirken eine gute kraftschlüssige Verbindung mit der Klappe, so dass eine Verstellbewegung der Klappe mit großer Effizienz auf die Dichtkante übertragen werden kann und somit die zwischen den Segementschlitzen liegenden Klappensegmente erfindungsgemäß flexibel und elastisch verformbar gemacht werden können, um die Abdichtung gegenüber der Innenkontur des Ansaugkanals zu verbessern. Eine elliptische Grundform der vorzugsweise aus thermoplastischem oder duroplastischem Kunststoff gefertigten Klappe ermöglicht eine geschlossene Stellung mit einem stumpfen Winkel zur Ansaugkanallängsachse, was eine Betätigung mit sehr geringen Stellkräften ermöglicht. Die Verwendung von Kunststoff als Klappenmaterial ermöglicht eine sehr kostengünstige Fertigung, beispielsweise in Spritztechnik, ohne aufwendige Nachbearbeitungen. Gegebenenfalls fertigungsbedingte geometrische Abweichungen im Gehäuse wie auch bei der Kunststoffklappe lassen sich auf einfache Weise durch die konstruktiv bedingten Elastizitäten der Klappe ausgleichen.The closing device according to the invention, in particular throttle or Abstellklappe an air supply of a diesel engine, has the advantage of a tight Abschließbarkeit using a plastic pivoting flap, without requiring, for example, an unfavorable for the air flow stage for supporting the resilient flap in the housing. As a result of the embodiment according to the invention, it is achieved that the flap in the closed state can nestle better and thus optimally sealingly against the inner contour of the intake duct. The arranged in the Segementschlitzen tongues of the sealing edge effect a good frictional connection with the flap, so that an adjustment of the flap with great efficiency can be transferred to the sealing edge and thus lying between the Segementschlitzen flap segments according to the invention made flexible and elastically deformable who can to improve the seal against the inner contour of the intake duct. An elliptical basic shape of the preferably made of thermoplastic or thermosetting plastic flap allows a closed position with an obtuse angle to Ansaugkanallängsachse, which allows operation with very low actuating forces. The use of plastic as a valve material allows a very cost-effective production, for example in spray technology, without costly reworking. If necessary, production-related geometric deviations in the housing as well as in the plastic flap can be compensated in a simple manner by the design-related elasticities of the flap.

Die Elastizität der Klappe lässt sich durch eine dünnere Gestaltung der Klappe am Rand weiter verbessern. Vorteilhaft ist weiterhin, wenn die Klappe im Randbereich strömungsgünstig gestaltet wird, um dem Ansaugluftstrom möglichst wenig Widerstand entgegenzusetzen. Andererseits muss durch geometrische Gestaltung verhindert werden, dass das Elastomer durch den pulsierenden Luftstrom von der Klappe abgelöst werden kann. Durch eine geeignete Werkstoffwahl hinsichtlich seiner Härte kann ausgeschlossen werden, dass die Klappe in geschlossener Stellung verklemmen kann.The elasticity the flap leaves through a thinner one Design of the flap on the edge continues to improve. Is advantageous Furthermore, when the flap is designed aerodynamically in the edge region to the Intake air flow as possible to oppose little resistance. On the other hand, must by geometric Design prevents the elastomer by the pulsating Air flow detached from the flap can be. By a suitable choice of material in terms of his Hardness can be ruled out that the flap in the closed position can get stuck.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.Further advantageous embodiments of the invention will become apparent from the others, in the subclaims mentioned features.

Zeichnungendrawings

Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:The Invention will be described below in embodiments with reference to FIG associated Drawings closer explained. Show it:

1 eine schematische Schnittansicht eines verschließbaren Ansaugkanales und 1 a schematic sectional view of a closable intake passage and

2 eine schematische Draufsicht auf den Ansaugkanal entsprechend 1. 2 a schematic plan view of the intake passage accordingly 1 ,

Beschreibung der Ausführungsbeispieledescription the embodiments

1 zeigt in einer schematischen Schnittansicht einen Ansaugkanal 4 mit einer Seitenansicht einer diesen Ansaugkanal 4 verschließenden Klappe 2, dargestellt in einer geschlossenen Stellung. Der Ansaugkanal 4 mit vorzugsweise rundem Querschnitt in Längserstreckungsrichtung ist umschlossen von einem rohrförmigen Gehäuse 6 und hat zumindest in einem Abschnitt, in dem sich die Klappe 2 befindet, einen geradlinigen Verlauf mit einer mittig verlaufenden Längsachse 10. Die Klappe 2 ist schwenkbar von einer den Querschnitt des Kanales 4 freigebenden geöffneten Stellung bis zu einer vollständig geschlossenen Stellung, wie im Ausführungsbeispiel gezeigt. In der geöffneten Stellung befindet sich die Oberfläche der Klappe 2 parallel zur Längsachse 10 des Ansaugkanales 4. Eine Schwenkachse 8 der Klappe 2 befindet sich mittig im Ansaugkanal 4 und schneidet dessen Längsachse 10 senkrecht. Um eine leichte Öffnung der Klappe 2 ohne Verklemmen von der geschlossenen Stellung zu ermöglichen, steht die Klappe 2 in geschlossener Stellung nicht völlig senkrecht, sondern in einem stumpfen Winkel α von zirka 75° bis 80° zur Längsachse 10 des Kanales 4. Um im runden Kanal 4 eine gleichmäßige Anschmiegung an die Kanalwände zu erreichen, muß die Klappe 2 somit eine leicht ovale Kontur aufweisen, das heißt, der Radius der Klappe 2 in Richtung der Schwenkachse 8 ist kleiner als der Radius senkrecht dazu. Ebenso möglich ist jedoch auch ein ovaler Querschnitt des Ansaugkanales 4, wobei die Klappe 2 eine entsprechend angepaßte Ovalität aufweisen muß, um in der geschlossenen Stellung mit einem Winkel α von zirka 75° bis 80° eine einwandfreie Abdichtung des Ansaugkanales zu erreichen. 1 shows in a schematic sectional view of an intake passage 4 with a side view of this intake passage 4 closing flap 2 , shown in a closed position. The intake channel 4 with a preferably round cross section in the longitudinal direction is enclosed by a tubular housing 6 and at least in a section where the flap 2 is a straight line with a central longitudinal axis 10 , The flap 2 is pivotable from one of the cross section of the channel 4 releasing open position to a fully closed position, as shown in the embodiment. In the open position is the surface of the flap 2 parallel to the longitudinal axis 10 the intake duct 4 , A pivot axis 8th the flap 2 is located in the middle of the intake channel 4 and cuts its longitudinal axis 10 perpendicular. To a slight opening of the flap 2 without jamming from the closed position to allow the flap 2 in the closed position not completely perpendicular, but at an obtuse angle α of about 75 ° to 80 ° to the longitudinal axis 10 of the channel 4 , Around in the round channel 4 a uniform Anschmiegung to reach the channel walls, the flap must 2 thus have a slightly oval contour, that is, the radius of the flap 2 in the direction of the pivot axis 8th is smaller than the radius perpendicular to it. Equally possible, however, is an oval cross section of the intake duct 4 , being the flap 2 must have a correspondingly adapted ovality in order to achieve a perfect seal of the intake passage in the closed position at an angle α of about 75 ° to 80 °.

Erkennbar ist weiterhin eine abnehmende Dicke der Klappe 2 von der Schwenkachse 8 in Richtung zum oberen und unteren Rand beziehungsweise Umfang. Die Klappe 2 besteht vorzugsweise aus einem thermoplastischen oder duroplastischen Kunststoff und ist am Rand, das heißt in Nähe des Gehäuses 6 des Ansaugkanales 4, geringfügig flexibel, um eine gute Anschmiegung an das Gehäuse 6 und somit eine gute Abdichtung zu erreichen.Visible is still a decreasing thickness of the flap 2 from the pivot axis 8th towards the upper and lower edge or circumference. The flap 2 is preferably made of a thermoplastic or thermosetting plastic and is on the edge, that is near the housing 6 the intake duct 4 , slightly flexible, for a good snug fit to the case 6 and thus achieve a good seal.

Am Umfang der Klappe 2 ist ein mit dem Material der Klappe 2 verfügtes Elastomer 12 erkennbar, das über die Außenkontur der Klappe 2 hinausragt und somit eine das Gehäuse 6 berührende Dichtkante 14 bildet, die bei geschlossener Stellung eine elastische Abdichtung bilden kann. Weiterhin ist eine Zunge 16 erkennbar, die in einen – in dieser Darstellung nicht erkennbaren – Segmentschlitz 18 in Richtung der Schwenkachse 8 hineinragt und für eine erhöhte Flexibilität der Dichtkante 14 sorgen kann.At the circumference of the flap 2 is one with the material of the flap 2 Has elastomer 12 recognizable over the outer contour of the flap 2 protrudes and thus the housing 6 touching sealing edge 14 forms, which can form an elastic seal in the closed position. Furthermore, a tongue 16 recognizable, in a - not recognizable in this representation - slot segment 18 in the direction of the pivot axis 8th protrudes and for increased flexibility of the sealing edge 14 can provide.

2 zeigt in einer Draufsicht die Klappe 2 im Ansaugkanal 4 in geöffneter Stellung, wobei ein Antrieb der Drehachse 8 beispielsweise pneumatisch oder elektromotorisch erfolgen kann. Die Klappe 2 weist keinen geschlossenen Umfang auf, sondern ist durch mehrere Segmentschlitze 18 unterbrochen, wodurch mehrere Klappensegmente 20 den Umfang bilden. Das Elastomer 12 mit den in die Segmentschlitze 18 eingreifenden Zungen 16 kann somit eine gute Verbindung mit der Klappe 2 bilden, wobei die dünnen Klappensegmente eine leichte Federwirkung beziehungsweise Elastizität aufweisen und somit für eine bessere Abdichtung in geschlossener Stellung sorgen können. 2 shows in a plan view the flap 2 in the intake channel 4 in the open position, wherein a drive of the axis of rotation 8th For example, can be done pneumatically or by electric motor. The flap 2 does not have a closed perimeter, but is through several segment slots 18 interrupted, creating several flap segments 20 to form the circumference. The elastomer 12 with those in the segment slots 18 engaging tongues 16 can thus be a good connection with the flap 2 form, wherein the thin flap segments have a slight spring action or elasticity and thus can provide a better seal in the closed position.

Claims

Device for closing a flow channel, in particular shut-off and / or throttle valve for variable opening and closing of a Ansaugquerschnittes an air supply of an internal combustion engine, in particular a diesel engine, with a smooth-walled intake duct with a circular or oval cross-section, and with a centrally disposed transversely in the intake passage pivot axis pivotable flap, wherein the flap is infinitely variable from a flow-parallel fully open position to an approximately vertical, the intake passage occlusive position is pivotable, wherein the flap has a standing with a housing of the intake passage in contact flexible sealing edge and provided at its periphery with at least two segment slots is, in which engage with these corresponding tongues of the sealing edge, characterized in that between the segment slots ( 18 ) lying flap segments ( 20 ) are flexible and elastically deformable.

Device according to claim 1, characterized in that the sealing edge ( 14 ) consists of an elastic material and around the circumference of the flap ( 2 ) rotates.

Device according to claim 2, characterized in that the sealing edge ( 14 ) consists of an elastomeric plastic.

Device according to claim 3, characterized in that the flap ( 2 ) has an oval contour and in the closed position is not quite perpendicular to the flow direction of the intake channel ( 4 ) stands.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the sealing edge ( 14 ) firmly with the flap ( 2 ) is added.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the flap ( 2 ) at its periphery at least four equally spaced segment slots ( 18 ) having.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the flap ( 2 ) has a decreasing material thickness from the center toward its outer periphery.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the flap ( 2 ) consists of a substantially rigid material.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the flap ( 2 ) consists of a thermoplastic or thermosetting plastic.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the flap ( 2 ) in the closed state, a pivot angle (α) of less than 90 ° to the longitudinal axis ( 10 ) of the intake duct ( 4 ) having.

Device according to claim 10, characterized in that that the swivel angle (α) a value between 70 ° and 85 °.

Device according to claim 11, characterized in that that the swivel angle (α) a value between 75 ° and 80 °.