DE3620890A1 - Drosselklappenstutzen - Google Patents
DrosselklappenstutzenInfo
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
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- F02D9/08—Throttle valves specially adapted therefor; Arrangements of such valves in conduits
- F02D9/10—Throttle valves specially adapted therefor; Arrangements of such valves in conduits having pivotally-mounted flaps
- F02D9/1035—Details of the valve housing
- F02D9/106—Sealing of the valve shaft in the housing, e.g. details of the bearings
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- F02M9/125—Carburettors having air or fuel-air mixture passage throttling valves other than of butterfly type; Carburettors having fuel-air mixing chambers of variable shape or position having other specific means for controlling the passage, or for varying cross-sectional area, of fuel-air mixing chambers specially shaped throttle valves not otherwise covered in groups F02M9/121 - F02M9/124
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Description
Die Erfindung betrifft einen Drosselklappenstutzen mit in
einer Gehäusebohrung eines Stutzengehäuses schwenkbar
angeordneter Drosselklappe, die auf einer in oder am
Stutzengehäuse gelagerten Welle angeordnet ist.
Derartige Drosselklappenstutzen sind zur Drehzahlregelung
oder Steuerung von Verbrennungskraftmaschinen in
Verbindung mit einem Bypassregler insbesondere in
Kraftfahrzeugen bekannt. Um bei geschlossener
Drosselklappe dem Verbrennungsmotor möglichst wenig
Verbrennungsluft zuzuführen, sind auch
Drosselklappenstutzen bekannt, bei denen die Ränder der
Drosselklappen schräg angeschliffen sind.
Aus der DE-OS 33 46 167 ist ein derartiger
Drosselklappenstutzen bekannt, bei dem die Welle mittels
Gleitlager im Stutzengehäuse angeordnet ist und die
drosselklappenseitigen Stirnflächen der Gleitlager
entsprechend der Gehäusebohrung des Stutzengehäuses
gekrümmt sind. Durch diese Maßnahme soll die Leckrate der
geschlossenen Drosselklappe weiter vermindert werden.
Die vorbekannten Drosselklappenstutzen weisen jedoch
Nachteile auf. Durch die zur Verminderung der Leckrate
erforderlich enge Passung der Drosselklappe in der
Gehäusebohrung des Drosselklappenstutzens müssen
eventuell vorhandene Leerlaufanschläge sehr genau
eingestellt werden. Durch falsche Einstellung der
Leerlaufanschläge oder auch durch Temperaturausdehnungen
von Drosselklappe und Stutzengehäuse kann die
Drosselklappe in der Gehäusebohrung festklemmen, so daß
ein Öffnen der Drosselklappe nicht mehr möglich ist.
Die Fertigung der vorbekannten Drosselklappenstutzen ist
zeit- und kostenaufwendig, weil das Abschrägen der
Drosselklappe, die Einstellung von Leerlaufanschlägen und/
oder die Fertigung und Montage besonderer Gleitlager
zusätzlich zur Montage des übrigen Drosselklappenstutzens
erforderlich sind. Beim vorbekannten Drosselklappenstutzen
der DE-OS 33 46 167 treten die obengenannten Nachteile
noch deutlicher auf, weil durch die besondere Ausbildung
der Gleitlager die Passung der Drosselklappe in der
Gehäusebohrung noch enger wird und ein Klemmen der
Drosselklappe in der Gehäusebohrung aufgrund der
unterschiedlichen Wärmeausdehnung der Gleitlager
gegenüber dem übrigen Drosselklappenstutzen noch
wahrscheinlicher ist.
Die Erfindung hat die Aufgabe, einen gattungsgemäßen
Drosselklappenstutzen derart auszugestalten, daß er
einfacher und kostengünstiger herstellbar ist und unter
allen Betriebsbedingungen des Verbrennungsmotors eine
sichere Funktion gewährleistet ist.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß zwischen dem
Stutzengehäuse und der geschlossenen Drosselklappe ein im
wesentlichen umlaufender Spalt angeordnet ist.
Der erfindungsgemäße Drosselklappenstutzen hat den
Vorteil, daß durch den im wesentlichen umlaufenden Spalt
zwischen dem Stutzengehäuse und der geschlossenen
Drosselklappe die Drosselklappe nicht, wie beim
Vorbekannten, in der Gehäusebohrung festklemmen kann.
Dadurch ist die sichere Funktion des erfindungsgemäßen
Drosselklappenstutzens unter allen Betriebsbedingungen
des Verbrennungsmotors gewährleistet. Ein Anschrägen der
Drosselklappenkanten und exakte und einstellbare
Leerlaufanschläge sind bei dem erfindungsgemäßen
Drosselklappenstutzen nicht erforderlich, so daß der
erfindungsgemäße Drosselklappenstutzen gegenüber dem
Vorbekannten wesentlich einfacher und kostengünstiger
herstellbar ist. Die Einstellung von Leerlaufanschlägen
entfällt gegenüber dem Vorbekannten vollständig.
Die Lagerung der Welle im Stutzengehäuse kann gegenüber
dem Vorbekannten einfacher gestaltet sein, denn die
verwendeten Lager müssen nicht, wie beim Vorbekannten,
die Gehäusebohrung nach außen hin abdichten. Eine
Krümmung der drosselklappenseitigen Stirnflächen von
Gleitlagern, wie beim Vorbekannten erforderlich, entfällt.
Es können auch andere Lager als Gleitlager verwendet
werden. Eine besondere Bearbeitung der Lager ist nicht
erforderlich.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen
des erfindungsgemäßen Drosselklappenstutzens gehen aus
den Unteransprüchen hervor.
Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen
Drosselklappenstutzens ist in der Zeichnung dargestellt
und wird im folgenden anhand der Zeichnung erläutert.
Die einzige Figur zeigt einen horizontalen Schnitt durch
einen erfindungsgemäßen Drosselklappenstutzen.
In der Figur weist der erfindungsgemäße
Drosselklappenstutzen ein Stutzengehäuse (1) auf, das mit
seinem Flansch auf einem, in der Figur nicht dargestellten,
Vergaser oder einer Einspritzeinrichtung einer
Brennkraftmaschine aufsetzbar ist. In einer
Gehäusebohrung (4) des Stutzengehäuses (1) ist eine
Drosselklappe (2) auf einer Welle (3) befestigt und um
die Längsachse der Welle (3) schwenkbar.
Die Drosselklappenwelle (3) ist in einem ersten Lager (5),
das in einer ersten Wellenbohrung (7) angeordnet ist, und
in einem zweiten Lager (6), das in einer zweiten
Wellenbohrung (8) angeordnet ist, drehbar befestigt. Bei
den Lagern (5, 6) kann es sich um handelsübliche Gleit-,
Kugel- oder Nadellager handeln. Eine besondere Art der
Lagerung oder eine besondere Ausbildung von
Lagerstirnseiten ist bei dem erfindungsgemäßen
Drosselklappenstutzen gegenüber dem Vorbekannten nicht
notwendig.
Die Drosselklappenwelle (3) ist durch einen Hebel (10)
zur Drosselklappenbetätigung drehbar. Der Kraftangriff
zur Betätigung des Hebels (10) erfolgt vorzugsweise an
einem Kugelzapfen (11), der am Hebel befestigt ist. An
dem Kugelzapfen (11) kann die Kraft einer elektrischen
oder mechanischen Verstelleinrichtung angreifen.
In der Figur sind die Drosselklappe (2) und die
Gehäusebohrung (4) bezüglich der Blickrichtung des
Betrachters der Figur im wesentlichen rotationssymmetrisch
ausgebildet. Die Drosselklappe (2) ist in ihrer
geschlossenen Stellung dargestellt. Erfindungsgemäß ist
zwischen dem Stutzengehäuse (1) und der geschlossenen
Drosselklappe (2) ein im wesentlichen umlaufender Spalt
angeordnet, der sich aufgrund der im wesentlichen
rotationssymmetrischen Ausbildung von Gehäusebohrung (4)
und Drosselklappe (2) als Ringspalt (9) in der Figur
darstellt, wobei der Durchmesser (d) der Drosselklappe
(2) kleiner ist als der Durchmesser (D) der
Gehäusebohrung (4).
Die Anordnung des Ringspalts (9) zwischen dem
Stutzengehäuse (1) und der geschlossenen Drosselklappe
(2) hat insbesondere den Vorteil, daß die Drosselklappe
(2) auch in ihrer geschlossenen Stellung nicht in der
Bohrung (4) des Stutzengehäuses (1) klemmen kann. Durch
den im wesentlichen runden Querschnitt der Gehäusebohrung
(4) und der Drosselklappe (2) und den kleineren
Durchmesser (d) der Drosselklappe (2) gegenüber dem
größeren Durchmesser (D) der Gehäusebohrung (4) ergibt
sich ein Ringspalt, dessen Durchlaßquerschnitt bei
geschlossener Drosselklappe sich leicht berechnen und
fertigen läßt und somit leicht an vorgegebene
Gemischbildungssysteme und Verbrennungsmotoren anpassen
läßt. Eine genaue Justage des Leerlaufanschlags der
Drosselklappe ist somit nicht erforderlich.
Es ist besonders vorteilhaft, den Durchlaßquerschnitt des
Ringspalts (9) derart zu bemessen, daß ein betriebswarmer
Verbrennungsmotor bei geschlossener Drosselklappe (2)
eine Drehzahl zwischen seiner unteren Laufgrenze und einer
vorgegebenen Leerlaufdrehzahl bei betriebswarmem
Verbrennungsmotor aufweist. Als untere Laufgrenze
bezeichnet man die Drehzahl, bei der der Motor aufgrund
von innerer Reibung und von Unwucht abzusterben droht.
Die untere Laufgrenze heute gebräuchlicher Vier-Zylinder-
Motoren liegt z. B. bei etwa 500 U/min. Die heute
üblicherweise vorgegebene Leerlaufdrehzahl beträgt etwa
800 U/min., so daß der Durchlaßquerschnitt des Spalts (9)
einer Drehzahl von 500-800 U/min. entsprechen sollte.
Diese Drehzahlspanne ist genügend groß, um eine Fertigung
des erfindungsgemäßen Drosselklappenstutzens mit sehr
geringen Toleranzanforderungen zu ermöglichen. Dies
vereinfacht die Fertigung und macht die Herstellung des
erfindungsgemäßen Drosselklappenstutzens kostengünstig.
Die Bemessung des Durchlaßquerschnitts des Spalts (9)
derart, daß der Verbrennungsmotor bei geschlossener
Drosselklappe (2) eine Drehzahl zwischen seiner unteren
Laufgrenze und einer vorgegebenen Leerlaufdrehzahl bei
betriebswarmem Verbrennungsmotor aufweist, hat weiterhin
den Vorteil, daß bei einer Verwendung des
Drosselklappenstutzens als Teil einer Leerlauffüllungsregelung
oder Leerlaufdrehzahlregelung des Verbrennungsmotors die
Leerlaufdrehzahlregelung auch bei betriebswarmem
Verbrennungsmotor ständig wirksam ist, indem sie die
Leerlaufdrehzahl des Verbrennungsmotors auch bei
betriebswarmem Verbrennungsmotor durch geringfügiges
Verschwenken der Drosselklappe (2) aus der
Schließstellung regelt. Die Wirkungsweise mechanischer
oder elektrischer Leerlauffüllungsregelungen ist
erfahrungsgemäß dann besser, wenn der Regelkreis ständig
wirksam ist und ständig durch Verschwenken der
Drosselklappe (2) auf die jeweilige Motordrehzahl
einwirken muß. Bei dieser Art von Leerlauffüllungsregelung
durch Verschwenken der Drosselklappe (2) gegenüber dem
Stutzengehäuse (1) entfällt ebenfalls eine Bypass-Leitung,
die bei den vorbekannten Drosselklappenstutzen häufig
erforderlich ist. Die Leerlauffüllung des
Verbrennungsmotors mit Verbrennungsluft kann dann also
durch Verstellen der Drosselklappe geregelt werden.
Es ist weiterhin vorteilhaft, den Drosselklappenstutzen
als Teil einer Vorrichtung zum Steuern und/oder Regeln
der Drehzahl einer Brennkraftmaschine über den gesamten
Drehzahlbereich auszubilden. Als Vorrichtung zum Steuern
der Drehzahl einer Brennkraftmaschine werden häufig
sogenannte Servodrosselklappen-Einrichtungen benutzt, bei
denen die Übertragung der gewünschten Drehzahl von einem
Sollwertgeber zum Drosselklappenstutzen durch eine
insbesondere elektrische Verstelleinrichtung erfolgt.
Vorrichtungen zum Regeln der Drehzahl einer
Brennkraftmaschine sind z. B. sogenannte
Geschwindigkeitsregler, die insbesondere in
Kraftfahrzeugen verwendet werden, bei denen eine
Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs vorgebbar ist und die
Vorrichtung zum Regeln der Fahrgeschwindigkeit die
Drosselklappe (2) des Drosselklappenstutzens derart
verstellt, daß die Fahrgeschwindigkeit unter bestimmten
vorgegebenen Betriebsbedingungen auf den gewünschten Wert
gehalten wird.
Derartige Vorrichtungen zum Regeln der Fahrgeschwindigkeit
sind häufig ebenfalls als elektrische Regler ausgebildet,
die als letztes Glied ebenfalls eine Verstelleinrichtung
zum Verstellen der Drosselklappe relativ zum
Drosselklappenstutzen aufweisen. Die Verstelleinrichtungen,
die in solchen Vorrichtungen zum Steuern und/oder Regeln
der Drehzahl einer Brennkraftmaschine verwendet werden,
können meist nur, verglichen mit der durch Menschen
erzeugbaren Kraftwirkung, eine geringe Kraftwirkung zur
Verstellung der Drosselklappe (2) im Drosselklappenstutzen
aufbringen. Ein Verschwenken der verklemmten
Drosselklappe (2) aus der Schließstellung heraus ist
durch derartige Verstelleinrichtungen häufig gar nicht
möglich, so daß aufgrund des Verklemmens der
Drosselklappe (2) bei den vorbekannten
Drosselklappenstutzen sich gefährliche Betriebszustände
des Verbrennungsmotors einstellen können, die zu
Defekten des Drosselklappenstutzens, der
Gemischbildungseinrichtung, des Verbrennungsmotors oder
auch der verwendeten Vorrichtung zum Steuern und/oder
Regeln der Drehzahl der Brennkraftmaschine führen können.
Solche gefährlichen Betriebszustände können bei
Verwendung des erfindungsgemäßen Drosselklappenstutzens
als Teil einer Vorrichtung zum Steuern und/oder Regeln
der Drehzahl einer Brennkraftmaschine nicht auftreten,
weil die Gefahr des Klemmens der Drosselklappe (2) in der
Gehäusebohrung (4) des Drosselklappenstutzens auf ein
Minimum reduziert ist.
Claims (8)
1. Drosselklappenstutzen mit in einer Gehäusebohrung
eines Stutzengehäuses schwenkbar angeordneter
Drosselklappe, die auf einer im oder am Stutzengehäuse
gelagerten Welle angeordnet ist, dadurch
gekennzeichnet, daß zwischen dem Stutzengehäuse (1)
und der geschlossenen Drosselklappe (2) ein im
wesentlichen umlaufender Spalt (9) angeordnet ist.
2. Drosselklappenstutzen nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Gehäusebohrung (4) einen
runden Querschnitt aufweist, daß die Drosselklappe (2)
einen runden Querschnitt aufweist und daß der
Durchmesser (D) der Gehäusebohrung (4) größer als der
Durchmesser (d) der Drosselklappe (2) ist.
3. Drosselklappenstutzen nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der Durchlaßquerschnitt des Spalts
(9) derart bemessen ist, daß ein betriebswarmer
Verbrennungsmotor bei geschlossener Drosselklappe (2)
eine vorgegebene Leerlaufdrehzahl aufweist.
4. Drosselklappenstutzen nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der Durchlaßquerschnitt des Spalts
(9) derart bemessen ist, daß ein betriebswarmer
Verbrennungsmotor bei geschlossener Drosselklappe (2)
eine Drehzahl zwischen seiner unteren Laufgrenze und
einer vorgegebenen Leerlaufdrehzahl aufweist.
5. Drosselklappenstutzen nach Anspruch 4, dadurch
gekennzeichnet, daß der Drosselklappenstutzen Teil
einer Leerlauffüllungsregelung des Verbrennungsmotors
ist.
6. Drosselklappenstutzen nach Anspruch 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die Leerlauffüllung des
Verbrennungsmotors durch Verstellen der Drosselklappe
(2) regelbar ist.
7. Drosselklappenstutzen nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der Drosselklappenstutzen Teil
einer Vorrichtung zum Steuern und/oder Regeln der
Drehzahl eines Verbrennungsmotors ist.
8. Drosselklappenstutzen nach Anspruch 1, gekennzeichnet
durch die Verwendung in einem Kraftfahrzeug.
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Family Applications (1)
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Legal Events
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