DE202013101999U1

DE202013101999U1 - Throttle device with low leakage rate

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Publication number: DE202013101999U1
Application number: DE201320101999
Authority: DE
Original assignee: Walter Sohner & Co KG GmbH
Current assignee: Walter Sohner & Co KG GmbH
Priority date: 2013-05-08
Filing date: 2013-05-08
Publication date: 2014-08-12
Anticipated expiration: 2023-05-09
Also published as: WO2014180942A1

Abstract

Drosselvorrichtung, insbesondere für einen Verbrennungsmotor mit – einem Drosselklappenstutzen (12) – und einer darin um eine Welle (16) schwenkbar angebrachten Drosselklappe (14), wobei die Drosselklappe (14) mindestens verschwenkbar ist zwischen einer Schließstellung, in der der Drosselklappenstutzen (12) bis auf Restundichtigkeiten abgedichtet ist und mindestens einer Öffnungsstellung, in der ein Luftfluss durch den Drosselklappenstutzen (12) ermöglicht ist, – wobei in der Schließstellung mindestens ein Kanal (20) in Form mindestens eines Teilringspalts (20) zwischen der Wandung (16) des Drosselklappenstutzens und einem Dichtbereich der Drosselklappe (14) verbleibt, – und wobei aufgrund von Luftreibung über die axiale Länge des Kanals (20) eine Abdichtung gegeben ist.Throttle device, in particular for an internal combustion engine with - a throttle valve connector (12) - and a throttle valve (14) pivotally mounted therein about a shaft (16), the throttle valve (14) being at least pivotable between a closed position in which the throttle valve connector (12) is sealed to the extent of residual leaks and at least one opening position in which air can flow through the throttle valve connector (12), - in the closed position at least one channel (20) in the form of at least one partial annular gap (20) between the wall (16) of the throttle valve connector and a sealing area of the throttle valve (14) remains, and - due to air friction over the axial length of the channel (20) there is a seal.

Description

Die Erfindung betrifft eine Drosselvorrichtung, insbesondere für einen Verbrennungsmotor. Weiter betrifft die Erfindung einen Verbrennungsmotor mit einer solchen Drosselvorrichtung. The invention relates to a throttle device, in particular for an internal combustion engine. Furthermore, the invention relates to an internal combustion engine with such a throttle device.

In bekannten Drosselvorrichtungen für Verbrennungsmotoren, insbesondere einer Drosselklappenvorrichtung für einen Ottomotor und/oder eine Dieselregelklappe bei einem Dieselmotor ist eine Drosselklappe schwenkbar in einem Drosselklappenstutzen so angebracht, dass sie zwischen einer Schließstellung und einer Öffnungsstellung verschwenkt werden kann. In known throttle devices for internal combustion engines, in particular a throttle device for a gasoline engine and / or a diesel damper in a diesel engine, a throttle valve is pivotally mounted in a throttle body so that it can be pivoted between a closed position and an open position.

Die DE 20 2009 000 835 U1 beschreibt eine Drosselklappenvorrichtung mit einem Gehäuseelement und einem Drosselklappenelement, das an einer Drosselklappenwelle in einer Gehäuseausnehmung verstellbar angeordnet ist. Um Drosselklappenvorrichtungen mit unterschiedlichen Drosselklappendurchmessern zu ermöglichen, wird ein Einheitsgehäuseelement mit einheitlichem Flanschmaß vorgeschlagen, wobei in einer Einheitsgehäuseausnehmung Füllkörper mit verschiedenen Drosselklappenausnehmungen eingesetzt werden können. Die beteiligten Körper können beispielsweise aus Duroplast geformt sein, wobei ohne Nacharbeiten eine glatte Oberfläche erzielt wird. Weiter ist die Verwendung eines Thermoplasts für das Einheitsgehäuseelement vorgeschlagen. The DE 20 2009 000 835 U1 describes a throttle device with a housing member and a throttle element which is adjustably arranged on a throttle shaft in a housing recess. In order to allow throttle devices with different throttle diameters, a unit housing element is provided with a uniform Flanschmaß, wherein in a unit housing recess fillers can be used with different throttle valve recesses. For example, the bodies involved may be formed of duroplastic, with a smooth surface being achieved without reworking. Further, the use of a thermoplastic for the unit case member is proposed.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Drosselvorrichtung vorzuschlagen, die bei einfacher Herstellung besonders günstige Eigenschaften zur Verwendung mit einem Verbrennungsmotor aufweist. It is an object of the invention to propose a throttle device which has particularly favorable properties for use with an internal combustion engine with simple production.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Drosselvorrichtung gemäß Anspruch 1 sowie durch einen Verbrennungsmotor nach Anspruch 10 mit einer solchen Drosselvorrichtung. Abhängige Ansprüche beziehen sich auf vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung. This object is achieved by a throttle device according to claim 1 and by an internal combustion engine according to claim 10 with such a throttle device. Dependent claims relate to advantageous embodiments of the invention.

Die erfindungsgemäße Drosselvorrichtung sieht einen Drosselklappenstutzen vor, der bspw. als Rohr mit kreiszylindrischem Querschnitt ausgebildet sein kann. Darin ist eine Drosselklappe schwenkbar angeordnet. The throttle device according to the invention provides a throttle body, which may be formed, for example, as a pipe with a circular cylindrical cross-section. Therein, a throttle valve is pivotally mounted.

Die Drosselklappe ist verschwenkbar mindestens zwischen einer Schließstellung und einer Öffnungsstellung. In der Schließstellung ist der Drosselklappenstutzen bis auf Restundichtigkeiten abgedichtet. Wie nachfolgend noch genauer erläutert wird, ist allerdings die Drosselklappe in der Schließstellung bevorzugt nicht unter 90° zur Strömungsrichtung durch den Drosselklappenstutzen angeordnet, sondern weist einen Restwinkel zur 90°-Stellung auf. Weiter liegt der Außenbereich der Drosselklappe in der Schließstellung zwar nahe vor der Wandung des Drosselklappenstutzens, bevorzugt wird ein direkter Kontakt wie nachfolgend genauer beschrieben aber vermieden. The throttle valve is pivotable at least between a closed position and an open position. In the closed position, the throttle body is sealed to residual leakage. As will be explained in more detail below, however, the throttle valve is preferably not arranged in the closed position at 90 ° to the flow direction through the throttle body, but has a residual angle to the 90 ° position. In addition, although the outer region of the throttle flap in the closed position is close to the wall of the throttle body, preference is given to avoid direct contact as described in greater detail below.

In der Öffnungsstellung der Drosselklappe ist eine Luftströmung durch den Drosselklappenstutzen ermöglicht. Eine maximale Öffnungsstellung der Drosselklappe kann bspw. bei einer Ausrichtung der Drosselklappe parallel zur Strömungsrichtung gegeben sein. In the opening position of the throttle valve, an air flow through the throttle body is made possible. A maximum opening position of the throttle flap may, for example, be given in an orientation of the throttle valve parallel to the flow direction.

Ein Ausgangspunkt der Erfindung ist die Überlegung, eine geringe Leckluftrate bei Drosselvorrichtungen zu erreichen. Die nach einem vorgegebenen Verfahren zu messende Leckluftrate ist ein Maß für die Abdichtung der Drosselklappe in der Schließstellung. Dabei ist allerdings eine vollständige Abdichtung dadurch erschwert, dass eine direkte Anlage der Drosselklappe an der Innenwandung des Drosselklappenstutzens zur Vermeidung der Klemmgefahr regelmäßig nicht in Frage kommt, d. h. dass in der Schließstellung üblicherweise ein Ringspalt zwischen der Wandung des Drosselklappenstutzens und einem Dichtbereich der Drosselklappe verbleibt. A starting point of the invention is the consideration to achieve a low leakage rate in throttle devices. The leakage rate to be measured according to a given method is a measure of the sealing of the throttle valve in the closed position. In this case, however, a complete seal is made more difficult by the fact that a direct contact of the throttle valve on the inner wall of the throttle body to avoid the risk of jamming is usually out of the question, d. H. that in the closed position usually an annular gap between the wall of the throttle body and a sealing area of the throttle valve remains.

Bisherige Anstrengungen zur Verringerung der Leckluft konzentrieren sich auf eine Minimierung der Breite dieses Ringspalts. Um aber trotz eines sehr schmalen Restspaltes gewährleisten zu können, dass tatsächlich kein Kontakt zwischen dem Dichtbereich der Drosselklappe und der Innenwandung des Drosselklappenstutzens stattfindet, ist eine extrem hohe Formgenauigkeit und Maßhaltigkeit erforderlich, die zumeist durch hochpräzise mechanische Nacharbeit des Drosselklappenstutzens und/oder der Drosselklappe erzielt wird. Previous efforts to reduce the leakage focus on minimizing the width of this annular gap. However, in order to ensure that despite a very narrow residual gap that actually no contact between the sealing area of the throttle valve and the inner wall of the throttle body takes place, an extremely high dimensional accuracy and dimensional stability is required, which usually achieved by high-precision mechanical reworking of the throttle body and / or the throttle becomes.

Ein Problem, das die Einhaltung einer sehr geringen Breite des Ringspalts erschwert, ist die Steuerung der Drosselklappe durch einen externen Motor. Um zu gewährleisten, dass in der Schließstellung tatsächlich kein Kontakt zwischen dem Dichtbereich der Drosselklappe und der Innenwandung des Drosselklappenstutzens erfolgt, muss ein hochgenauer Anschlag für die Ansteuerung vorgesehen sein. Die Bildung eines solchen Anschlags ist aufwändig und kann zu erhöhtem Ausschuss führen.A problem that makes it difficult to maintain a very narrow annular gap width is the control of the throttle valve by an external engine. In order to ensure that, in the closed position, there is actually no contact between the sealing area of the throttle flap and the inner wall of the throttle body, a high-precision stop for the control must be provided. The formation of such an attack is complex and can lead to increased waste.

Die vorliegende Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass der in der Schließstellung stets verbleibende Ringspalt (mindestens: Teilringspalt, falls es stellenweise doch zu einer direkten Anlage kommen sollte) im Hinblick auf die durchströmende Luft als Strömungskanal angesehen werden kann. Nachdem die Breite dieses Strömungskanals durch die verschiedenen Maßnahmen zur Formgenauigkeit und Maßhaltigkeit bereits weitgehend optimiert ist, sieht die vorliegende Erfindung einen weiteren, zusätzlichen Ansatz zur Gewährleistung einer geringen Leckluftrate vor. The present invention is based on the recognition that in the closed position always remaining annular gap (at least: partial ring gap, if it should come in places but to a direct investment) with regard to the air flowing through can be regarded as a flow channel. Since the width of this flow channel has already been largely optimized by the various measures for dimensional accuracy and dimensional accuracy, the present invention provides a further, additional approach to ensure a low leakage rate.

Erfindungsgemäß ist bei der vorgeschlagenen Drosselklappenvorrichtung eine verbesserte Abdichtung gegeben aufgrund von Luftreibung über die axiale Länge des Kanals. Wie sich in Versuchen gezeigt hat, führt – bei gleichem Material und gleicher Form- und Lagetoleranz, d. h. also gleicher Breite des Kanals – eine Verlängerung des Kanals überraschenderweise zu einer deutlichen Verringerung der Leckluftrate. Zurückzuführen ist dies offenbar auf das Strömungsverhalten der Luft in dem engen Kanal, wobei sich bei einer Verlängerung des Kanals eine deutliche Verbesserung der Abdichtung zeigt. According to the invention, in the proposed throttle device, improved sealing is provided due to air friction over the axial length of the channel. As has been shown in experiments, leads - with the same material and the same shape and position tolerance, d. H. So the same width of the channel - an extension of the channel surprisingly to a significant reduction in the rate of leakage. This is apparently due to the flow behavior of the air in the narrow channel, which shows a significant improvement in the seal with an extension of the channel.

Dieser Effekt kann für Drosselklappen und Drosselklappenstutzen aus verschiedenen Materialien verwendet werden, um die Leckluftraten zu senken. This effect can be used for throttle valves and throttle bodies made of various materials to reduce the leakage rates.

Herkömmlich ist es bekannt, Metall als Material für die Drosselklappe und/oder den Drosselklappenstutzen zu verwenden, insbesondere Aluminium-Legierungen. Eine sehr geringe Toleranz im Fall einer Drosselklappe aus Metall kann erreicht werden einerseits bereits durch ein hochgenaues ursprüngliches Herstellungsverfahren, bspw. Feinstanzen. Insbesondere ist es aber möglich, die Drosselklappe mindestens im Dichtbereich durch mechanische Nachbearbeitung zur maßhaltigen Passung zu bearbeiten, insbesondere durch hochgenaues CNC-Fräsen. Conventionally, it is known to use metal as the material for the throttle and / or the throttle body, in particular aluminum alloys. A very low tolerance in the case of a throttle valve made of metal can be achieved on the one hand already by a highly accurate original manufacturing process, for example. Fine blanking. In particular, it is possible to machine the throttle valve at least in the sealing area by mechanical post-processing for dimensionally accurate fit, in particular by high-precision CNC milling.

Für Drosselklappen aus Metall, insbesondere aus Aluminium-Legierungen, wird eine Dicke mindestens im Dichtbereich von 2 mm oder mehr vorgeschlagen. Hierdurch entsteht eine axiale Länge des Kanals, bei der die Luftreibung eine gute Abdichtung ermöglicht. For throttle valves made of metal, in particular of aluminum alloys, a thickness is proposed at least in the sealing range of 2 mm or more. This results in an axial length of the channel, in which the air friction allows a good seal.

In einer bevorzugten Ausführung besteht mindestens die Drosselklappe, weiter bevorzugt zusätzlich auch der Drosselklappenstutzen, mindestens im Dichtbereich, aus einem Kunststoffmaterial. Dabei ist es bevorzugt möglich, die Drosselklappe in einem Kunststoff-Urformverfahren wie bspw. Kunststoff-Spritzguss, Spritzpressen, Transfer Molding etc. zu bilden ohne anschließende mechanische Formnachbearbeitung, d. h. dass die Form- und Maßhaltigkeit der Kunststoff-Drosselklappe bereits durch das Urformverfahren vorgegeben ist. Hierbei wird die Form- und Lagetoleranz zwar recht gut sein, üblicherweise aber geringer als bspw. im Fall einer CNC-gefrästen Metall-Drosselklappe. Gerade deshalb eignet sich die Verwendung einer Kunststoff-Drosselklappe in der erfindungsgemäßen Drosselvorrichtung, weil durch eine erhöhte Länge des Kanals dennoch das gewünschte Maß an Abdichtung erreicht werden kann. In a preferred embodiment, at least the throttle valve, more preferably additionally also the throttle body, at least in the sealing area, made of a plastic material. It is preferably possible to form the throttle valve in a plastic molding process such as. Plastic injection molding, transfer molding, transfer molding, etc. without subsequent mechanical post-processing, d. H. that the dimensional and dimensional accuracy of the plastic throttle valve is already predetermined by the original molding process. Although the shape and position tolerance will be quite good, but usually lower than, for example, in the case of a CNC milled metal throttle. For this reason, the use of a plastic throttle valve in the throttle device according to the invention, because the increased length of the channel still the desired level of sealing can be achieved.

Für eine Kunststoff-Drosselklappe wird vorgeschlagen, dass die Dicke der Drosselklappe im Dichtbereich 3 mm oder mehr beträgt. Besonders bevorzugt kann die Dicke der Drosselklappe im Dichtbereich sogar 3,5 mm oder mehr betragen. For a plastic throttle, it is proposed that the thickness of the throttle in the sealing area is 3 mm or more. Particularly preferably, the thickness of the throttle valve in the sealing region may even be 3.5 mm or more.

Eine obere Grenze der Dicke ist gegeben vor allem durch den erhöhten Strömungswiderstand in der Öffnungsstellung. Eine Begrenzung kann bspw. der sogenannte Wellenschatten bisheriger Drosselklappenkonstruktionen darstellen, also die bisher verwendete Dicke der Einheit aus Drosselklappe und Welle im mittleren Bereich. Bevorzugte Ausführungen sehen daher Dicken im Bereich bspw. bis maximal 10 mm vor, weiter bevorzugt 8 mm oder weniger, z.B. maximal 6 mm. An upper limit of the thickness is given above all by the increased flow resistance in the open position. For example, a limitation may be the so-called wave shadow of previous throttle valve constructions, that is, the previously used thickness of the throttle valve and shaft unit in the middle region. Preferred embodiments therefore provide thicknesses in the range, for example, up to a maximum of 10 mm, more preferably 8 mm or less, e.g. maximum 6 mm.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Drosselklappe in der Schließstellung einen Winkel von weniger als 90° zur Längsrichtung des Drosselklappenstutzens aufweist. Der verbleibende Restwinkel zur Senkrechten kann bspw. 5°–10° vor der 90°-Stellung betragen. According to an advantageous embodiment, it is provided that the throttle flap in the closed position has an angle of less than 90 ° to the longitudinal direction of the throttle body. The remaining residual angle to the vertical may be, for example, 5 ° -10 ° before the 90 ° position.

Die erfindungsgemäße Drosselvorrichtung kann für eine Vielzahl von Anwendungen eingesetzt werden, bei denen mittels einer schwenkbaren Drosselklappe der Durchfluss eines Fluids, insbesondere eines Gases durch einen Drosselklappenstutzen reguliert werden soll, wobei eine möglichst gute Abdichtung bevorzugt ist. Dies kann bspw. industrielle Anwendungen umfassen, bei denen Gasströme reguliert werden. Insbesondere kann die Drosselvorrichtung an einem Verbrennungsmotor vorgesehen sein, um die Luftzufuhr zum Motor zu regeln. In für herkömmliche Drosselvorrichtungen an sich bekannter Weise kann eine Drosselvorrichtung der erfindungsgemäßen Art daher bspw. an einem Ottomotor als Drosselklappe oder an einem Dieselmotor als Diesel-Regelklappe vorgesehen sein. The throttle device according to the invention can be used for a variety of applications in which by means of a pivotable throttle valve, the flow of a fluid, in particular a gas to be regulated by a throttle body, with the best possible sealing is preferred. This may include, for example, industrial applications where gas flows are regulated. In particular, the throttle device may be provided on an internal combustion engine to control the supply of air to the engine. In conventional manner for conventional throttle devices, a throttle device of the type according to the invention can therefore be provided, for example, on a gasoline engine as a throttle valve or on a diesel engine as a diesel control valve.

Nachfolgend wird eine Ausführungsform der Erfindung anhand von Zeichnungen näher beschrieben. Darin zeigen: Hereinafter, an embodiment of the invention will be described in more detail with reference to drawings. Show:

1 eine perspektivische Ansicht einer Drosselvorrichtung gemäß einer Ausführungsform; 1 a perspective view of a throttle device according to an embodiment;

2 in perspektivischer Darstellung eine Drosselklappe der Drosselvorrichtung aus 1; 2 in a perspective view of a throttle valve of the throttle device 1 ;

3 einen Längsschnitt durch die Drosselvorrichtung aus 1; 3 a longitudinal section through the throttle device 1 ;

3a eine vergrößerte Ansicht des Bereichs A aus 3 und 3a an enlarged view of the area A from 3 and

4 einen Querschnitt durch die Drosselvorrichtung aus 1. 4 a cross section through the throttle device 1 ,

1 zeigt eine Drosselvorrichtung 10 bestehend aus einem kreiszylindrischen Drosselklappenstutzen 12 und einer darin schwenkbar angeordneten Drosselklappe 14, die in 2 noch einmal separat dargestellt ist. 1 shows a throttle device 10 consisting of a circular cylindrical throttle body 12 and a throttle valve pivotally mounted therein 14 , in the 2 again shown separately.

Die Drosselklappe 14 ist um eine Welle 16 schwenkbar angeordnet, so dass sie zwischen einer Schließstellung, wie im Längsschnitt in 3 gezeigt, und einer Öffnungsstellung (3, gestrichelte Darstellung) schwenkbar ist. Hierfür ist außerhalb des Drosselklappenstutzens 12 ein entsprechender Antrieb (nicht dargestellt) vorgesehen, mit dem die Stellung der Drosselklappe 14 vorgegeben werden kann. The throttle 14 is about a wave 16 pivotally arranged so that they are between a closed position, as in longitudinal section in 3 shown, and an open position ( 3 , dashed representation) is pivotable. This is outside of the throttle body 12 a corresponding drive (not shown) is provided, with which the position of the throttle valve 14 can be specified.

Dabei ist die Drosselklappe 14 so ausgestaltet, dass sie wie in 3 sichtbar in der Schließstellung nicht exakt quer zur Längsrichtung des Drosselklappenstutzens 12 steht, sondern um einen Restwinkel von im gezeigten Beispiel ca. 7° vor der 90°-Stellung steht. Dabei sind an der Welle 16 entsprechende Anschläge vorgesehen (nicht dargestellt), so dass die Drosselklappe 14 nur bis zu der in 3 gezeigten Schließstellung geschwenkt werden kann, wobei dann aber keine Anlage zwischen den Stirnflächen 18 der Drosselklappe 14 und der Innenseite 16 erfolgt, sondern ein Restspalt 20 (3a) zwischen den beiden Flächen verbleibt. Here is the throttle 14 designed to be as in 3 Visible in the closed position not exactly transverse to the longitudinal direction of the throttle body 12 stands, but by a residual angle of about 7 ° in the example shown in front of the 90 ° position stands. Here are on the shaft 16 appropriate stops provided (not shown), so that the throttle 14 only up to the in 3 shown closed position can be pivoted, but then no investment between the faces 18 the throttle 14 and the inside 16 takes place, but a residual gap 20 ( 3a ) remains between the two surfaces.

Wie im Querschnitt von 4 durch die geschlossene Drosselklappe sichtbar ist der Spalt 20 ein Ringspalt. Seine Breite hängt ab von der Formgenauigkeit und Maßhaltigkeit der Drosselklappe 14 und des Drosselklappenstutzens 12. Dabei kann bei Einhaltung enger Form- und Lagetoleranzen ein Restspalt 20 mit sehr geringer Breite erzielt werden. As in the cross section of 4 the gap is visible through the closed throttle 20 an annular gap. Its width depends on the dimensional accuracy and dimensional accuracy of the throttle 14 and the throttle body 12 , In this case, in compliance with tight shape and position tolerances residual gap 20 be achieved with very narrow width.

Als Maß für die erreichte Abdichtung dient die Messung der Leckluftrate. Hierzu wird zwischen den beiden Enden des Drosselklappenstutzens 12 ein definierter Differenzdruck angelegt und dann die durch die geschlossene Drosselvorrichtung 10 fließende Leckluftmenge gemessen und zumeist in kg/h angegeben. As a measure of the achieved seal is the measurement of the leakage rate. This is done between the two ends of the throttle body 12 a defined differential pressure applied and then by the closed throttle device 10 flowing leakage air quantity measured and usually stated in kg / h.

Bei der gezeigten Ausführungsform einer Drosselklappenvorrichtung 10 sind sowohl die Drosselklappe 14 als auch der Drosselklappenstutzen 12 aus Kunststoff gefertigt, ohne dass die Erfindung auf ein bestimmtes Material beschränkt wäre. Bevorzugt können diese Teile in einem Kunststoff-Urformverfahren, bpsw. Kunststoff-Spritzgussverfahren oder Spritzpressen hergestellt sein. Die Drosselklappe 14 weist dabei in der gezeigten Ausführung einen verdickten mittleren Bereich 20 auf, in dem sie die Metall-Welle 16 einbettet. In the illustrated embodiment of a throttle device 10 are both the throttle 14 as well as the throttle body 12 made of plastic, without the invention being limited to a particular material. Preferably, these parts in a plastic molding process, bpsw. Plastic injection molding or injection molding to be made. The throttle 14 has in the embodiment shown a thickened middle area 20 on where they are the metal shaft 16 embeds.

Während im gezeigten Beispiel eine Befestigung der Drosselklappe 14 an der Welle 16 durch Einbetten der Welle 16 im Kunststoff-Material der Drosselklappe 14 erreicht wird, sind andere Arten der Befestigung ebenso möglich. Z.B. kann die Welle 16 geschlitzt sein und die Drosselklappe 14 – insbesondere wenn sie aus Metall, bspw. Aluminium besteht – kann in den Schlitz eingesteckt sein. Ebenso kann die Drosselklappe 14 an der Welle 16 angeschweißt, verschraubt oder anderweitig befestigt sein.While in the example shown attachment of the throttle 14 on the shaft 16 by embedding the shaft 16 in the plastic material of the throttle 14 is achieved, other types of attachment are also possible. For example, the wave 16 be slotted and the throttle 14 - Especially if it consists of metal, for example. Aluminum - may be inserted into the slot. Likewise, the throttle can 14 on the shaft 16 welded, screwed or otherwise secured.

Im Außenbereich der Drosselklappe 14, also insbesondere im Dichtbereich nahe den Stirnseiten 18 weist die Drosselklappe im gezeigten Beispiel eine konstante Dicke d auf. Outside of the throttle 14 , so in particular in the sealing area near the end faces 18 For example, in the example shown, the throttle valve has a constant thickness d.

Diese Dicke d gibt wie aus der vergrößerten Darstellung in 3a ersichtlich die Länge des Spaltes 20 vor, durch den die Leckluft in der Schließstellung der Drosselklappe 14 strömt. Dabei hat sich überraschenderweise der deutliche Einfluss der Länge des ringförmigen Kanals 20 und damit der Dicke d der Drosselklappe 14 auf die Abdichtung gezeigt. So konnte bereits mit einer Kunststoff-Drosselklappe einer Dicke von 3 mm eine recht geringe Leckluftrate unter den oben genannten standardisierten Messbedingungen erzielt werden. This thickness d is as shown in the enlarged view in FIG 3a apparent the length of the gap 20 before, through which the leakage air in the closed position of the throttle 14 flows. Surprisingly, the significant influence of the length of the annular channel has 20 and thus the thickness d of the throttle 14 shown on the seal. For example, even a plastic throttle valve with a thickness of 3 mm has been able to achieve a fairly low leakage rate under the standardized measurement conditions mentioned above.

Bei einer weiteren Erhöhung der Dicke d auf 4 mm konnte die Leckluftrate in erheblichem Maß weiter gesenkt werden. With a further increase in the thickness d to 4 mm, the leakage rate could be significantly reduced further.

3a zeigt in einer Detail-Darstellung den Dichtbereich der Drosselklappe 14 an der Innenwandung 16 des Drosselklappenstutzens 20. Dort ist ersichtlich, dass die Stirnseiten 18 der Drosselklappe 14 einen solchen Winkel zur Drosselklappe 14 bilden, dass sie in der Schließstellung parallel zur Innenwand 16 des Drosselklappenstutzens 12 liegen, aber dabei noch einen Abstand wahren und nicht direkt in Kontakt stehen. Der Ringspalt 20 verhält sich im dargestellten Dichtbereich als Kanal, dessen Länge durch die gewählte Dicke d der Drosselklappe 14 vorgegeben ist. 3a shows a detailed representation of the sealing area of the throttle valve 14 on the inner wall 16 of the throttle body 20 , There it can be seen that the front sides 18 the throttle 14 such an angle to the throttle 14 form that in the closed position parallel to the inner wall 16 of the throttle body 12 lie, but still keep a distance and not directly in contact. The annular gap 20 behaves in the illustrated sealing area as a channel whose length through the selected thickness d of the throttle valve 14 is predetermined.

In der bevorzugten Ausführungsform einer Drosselklappe aus Kunststoff hat sich wie erläutert eine Dicke d von 4 mm im Dichtbereich der Drosselklappe 14 als besonders vorteilhaft erwiesen. Die Dicke d der Drosselklappe 14 kann allerdings in alternativen Ausführungen auch anders gewählt werden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ergibt sich durch den verdickten mittleren Bereich 20 wie in 3 gezeigt ein Wellenschatten (gepunktet gezeichnet), der einen Strömungswiderstand darstellt. Dieser Wellenschatten bildet für mögliche alternative, dickere Ausführungen der Drosselklappe eine obere Grenze, d.h. die Drosselklappe kann unproblematisch bis zur Stärke des Wellenschattens dicker ausgeführt sein. Eine noch weitere Erhöhung könnte in der Öffnungsstellung zu einer Behinderung des Luftstroms führen. In the preferred embodiment of a throttle valve made of plastic as explained has a thickness d of 4 mm in the sealing region of the throttle valve 14 proved to be particularly advantageous. The thickness d of the throttle 14 However, it can be chosen differently in alternative versions. In the illustrated embodiment results from the thickened central region 20 as in 3 shown a wave shadow (dotted line), which represents a flow resistance. This wave shadow forms an upper limit for possible alternative, thicker versions of the throttle valve, ie the throttle valve can easily be made thicker up to the strength of the wave shadow. A further increase in the open position could lead to a hindrance of the air flow.

Die Erfindung ist nicht auf die gezeigte Ausführungsform und insbesondere nicht auf das darin vorgeschlagene Kunststoff-Material beschränkt. Allerdings eignet sich die Verwendung einer Drosselklappe 14 mit erhöhter Dicke d insbesondere für Drosselvorrichtungen 10 aus Kunststoff, bei denen die Form- und Lagetoleranz bereits durch das kunststofftechnische Urformverfahren, bspw. Spritzgussverfahren, gegeben ist, ohne anschließende mechanische Nachbearbeitung zur maßhaltigen Passung. Denn dann ist es möglich, durch ausreichend hohe Dicke d die Leckluftrate auf einen gewünschten niedrigen Wert zu bringen, so dass insgesamt die Drosselvorrichtung auf besonders einfache Weise und kostengünstig herstellbar ist, dabei aber trotzdem hohe Anforderungen an die Abdichtung erfüllt. The invention is not limited to the embodiment shown and in particular not to the plastic material proposed therein. However, the use of a throttle valve is suitable 14 with increased thickness d in particular for throttle devices 10 made of plastic, in which the shape and position tolerance is already given by the original plastic molding process, for example. Injection molding, without subsequent mechanical post-processing for dimensionally accurate fit. Because then it is possible, by sufficiently high thickness d to bring the leakage rate to a desired low value, so that overall the throttle device is produced in a particularly simple manner and cost, while still meeting high demands on the seal.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 202009000835 U1 [0003]

Claims

Throttle device, in particular for an internal combustion engine with - a throttle body ( 12 ) - and one in it around a wave ( 16 ) pivotally mounted throttle valve ( 14 ), whereby the throttle valve ( 14 ) is at least pivotable between a closed position in which the throttle body ( 12 ) is sealed to residual leakage and at least one open position in which an air flow through the throttle body ( 12 ) is possible, - wherein in the closed position at least one channel ( 20 ) in the form of at least one partial ring gap ( 20 ) between the wall ( 16 ) of the throttle body and a sealing area of the throttle valve ( 14 ) and due to air friction over the axial length of the channel ( 20 ) is given a seal.

Throttle device according to claim 1, in which - the throttle valve ( 14 ) consists of plastic, - and the thickness (d) of the throttle valve ( 14 ) at least in the sealing area is 3 mm or more.

Throttle device according to claim 2, in which - the thickness (d) of the throttle valve ( 14 ) at least in the sealing area 3.5 mm or more.

Throttle device according to claim 2 or 3, wherein - the throttle body ( 12 ) consists at least in the sealing area made of plastic.

Throttle device according to one of claims 2-4, in which - the throttle valve ( 14 ) and / or the throttle body ( 12 ) is produced in a plastic molding process and formed at least in the sealing area without mechanical post-processing.

Throttle device according to claim 1, in which - the throttle valve ( 14 ) consists of metal, - and the thickness (d) of the throttle valve ( 14 ) is at least in the sealing area 2 mm or more.

Throttle device according to claim 6, in which - the throttle valve ( 14 ) is machined at least in the sealing area by mechanical finishing for dimensionally accurate fit.

Throttle device according to claim 6, in which - the throttle valve ( 14 ) is manufactured by fine blanking without mechanical post-processing for dimensionally accurate fit.

Throttle device according to one of the preceding claims, in which - the throttle valve ( 14 ) in the closed position at an angle of less than 90 ° to the longitudinal direction of the throttle body ( 12 ) having.

Internal combustion engine with a throttle device ( 10 ) according to one of the preceding claims.

Internal combustion engine according to claim 10, wherein - the internal combustion engine is a gasoline engine, - in which the throttle device ( 10 ) is provided as a throttle valve.

Internal combustion engine according to claim 10, wherein - the internal combustion engine is a diesel engine, - in which the throttle device ( 10 ) is provided as a diesel damper.