DE4408909A1 - Verfahren zum Herstellen einer Drosselvorrichtung - Google Patents
Verfahren zum Herstellen einer DrosselvorrichtungInfo
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Description
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Herstellen
einer Drosselvorrichtung nach der Gattung des
Hauptanspruchs.
Es ist schon eine Drosselvorrichtung bekannt
(DE-OS 32 44 103), bei der ein Drosselorgan in Form einer
Drosselklappe in einem Drosselklappenstutzen ein einströmen
des Brennstoff-Luft-Gemisch mehr oder weniger steuert. Der
Drosselklappenstutzen ist üblicherweise aus Aluminium in
Druckgußtechnik hergestellt und besitzt einen oder zwei si
chelförmige Anschläge, an denen die Drosselklappe in
Schließstellung anliegen soll, um einerseits die an der
Drosselklappe vorbeiströmende Leckluftmenge zu reduzieren
und um andererseits durch die Anschläge ein bisher notwendi
ges Nachjustieren der Drosselklappe zu erübrigen. Bei der
Ausbildung des Drosselklappenstutzens mit einem einzelnen,
sichelförmigen Anschlag liegt die Drosselklappe in
Schließstellung mit etwa der Hälfte ihres Umfangs an einer
sichelförmigen Anlagefläche des Anschlags an, wobei an der
gegenüberliegenden Seite des Anschlags, durch einen von ei
ner äußeren Mantelfläche der Drosselklappe und einer
Ansaugwandung des Drosselklappenstutzens gebildeten
Ringspalt, Leckluft hindurchströmen kann, dessen Größe je
doch von Fertigungstoleranzen der Drosselvorrichtung ab
hängt so daß die Menge der hindurchströmenden Leckluft
nicht vorbestimmbar ist. Zur Verringerung des unerwünschten
Leckluftstroms können zwei sichelförmige Anschläge am
Drosselklappenstutzen vorgesehen werden, an denen die
Drosselklappe in Schließstellung mit einer der Strömung zu
gewandten Oberfläche mit etwa der Hälfte ihres Umfangs an
einer sichelförmigen Anlagefläche eines ersten Anschlags und
mit einer der Strömung abgewandten Unterfläche an einer si
chelförmigen Anlagefläche eines zweiten Anschlags mit etwa
der Hälfte ihres Umfangs möglichst eben, ohne Axialspalt an
liegen soll, was jedoch nicht zu verwirklichen ist, da die
Drosselklappe aufgrund von unvermeidbaren
Fertigungstoleranzen jeweils nur an einem einzelnen Anschlag
eben anliegen kann und vom gegenüberliegenden Anschlag abge
hoben ist, so daß durch einen zwischen dem abgehobenen
Anschlag und der Drosselklappe gebildeten Axialspalt
Leckluft an der Drosselklappe vorbeiströmt.
Das erfindungsgemäße Verfahren mit den Verfahrensschritten
des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß in ein
facher Art und Weise ein Drosselklappenstutzen mit dicht
schließendem Drosselorgan, oder mit einem Drosselorgan, bei
dem in Schließstellung eine exakte Luftmenge vorbeiströmt,
in kostengünstiger Herstellungsweise herstellbar ist.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind
vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im
Anspruch 1 angegebenen Verfahrens möglich.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung
vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden
Beschreibung näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 einen
Schnitt einer erfindungsgemäßen Drosselvorrichtung gemäß ei
nes ersten Ausführungsbeispiels, Fig. 2 einen Schnitt der
erfindungsgemäßen Drosselvorrichtung gemäß eines zweiten
Ausführungsbeispiels, Fig. 3 einen Schnitt der erfindungs
gemäßen Drosselvorrichtung gemäß eines dritten
Ausführungsbeispiels. Fig. 4 einen Schnitt der erfindungs
gemäßen Drosselvorrichtung gemäß eines vierten
Ausführungsbeispiels.
Die Fig. 1 zeigt einen Schnitt einer Drosselvorrichtung 1,
die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt und zum
Beispiel zur Steuerung der Leistung einer gemischverdichten
den, fremdgezündeten oder luftverdichtenden, selbstzündenden
Brennkraftmaschine vorgesehen ist. Die Drosselvorrichtung 1
hat einen Drosselklappenstutzen 2, der beispielsweise in
Spritzgußtechnik aus Kunststoff hergestellt ist und in wel
chem in einem Ansaugkanal 10 ein Drosselorgan aus Metall
oder Kunststoff in Form einer Drosselklappe 3 drehbar einge
bracht ist. Der Ansaugkanal 10 besitzt in den Fig. 1 und
2 eine zylindrische Ansaugwandung 11, die im Schnitt paral
lel zu einer mittig durch den Ansaugkanal 10 hindurchgehen
den Längsachse 15 geradlinig verläuft. Die Drosselklappe 3
ist mit einer Stellwelle 4 drehfest verbunden und steuert
mehr oder weniger die über ein Ansaugrohr in den
Drosselklappenstutzen 2 einströmende Luftmenge, beziehungs
weise ein einströmendes Brennstoff-Luft-Gemisch, welches
stromabwärts der Drosselklappe 3 von einer mit dem
Drosselklappenstutzen 2 beispielsweise verbundenen
Anschlußleitung in wenigstens einen Brennraum der
Brennkraftmaschine führt. Die Strömungsrichtung ist durch
entsprechende Pfeile 5 in den Fig. 1 bis 4 gekennzeich
net. Die Stellwelle 4 verläuft zentrisch zu einer in den
Fig. 1 bis 4 in die Zeichenebene der Fig. 1 bis 4 hin
einzeigenden Drehachse 14 quer durch den
Drosselklappenstutzen 2 hindurch und durchdringt dabei auf
zwei Seiten die Ansaugwandung 11 des Ansaugkanals 10 und ist
zum Beispiel in zwei hülsenförmigen Aufnahmeverbreiterungen
des Drosselklappenstutzens 2 mittels Lagern, beispielsweise
Nadellagern, drehbar gelagert. Die Drosselklappe 3 ist in
bekannter Weise, zum Beispiel in eine längliche Ausnehmung
in Form eines aus der Stellwelle 4 ausgenommen Schlitzes 20
eingeführt und beispielsweise mittels einer
Schraubverbindung drehfest mit der Stellwelle 4 verbunden.
Der Schlitz 20 erstreckt sich entlang der Drehachse 14 in
nerhalb des im Ansaugkanal 10 liegenden Teilstücks der
Stellwelle 4 und weist eine Erstreckung auf, die etwa den
Maßen der Drosselklappe 3, beziehungsweise einem
Außendurchmesser der Drosselklappe 3 entspricht. Der Schlitz
20 unterteilt die Stellwelle 4 in etwa zwei gleich große,
halbkreiszylinderförmige Teilhälften 23, 24, wobei die
Teilhälfte 23 stromaufwärts, oberhalb einer quer zur
Längsachse 14 orientierten Horizontalachse 16 und die
Teilhälfte 24 stromabwärts, unterhalb der Horizontalachse 16
dargestellt ist.
Der in der Fig. 1 dargestellte Drosselklappenstutzen 2 hat
zwei, sich von der Ansaugwandung 11 radial nach innen er
streckende Anschläge 26, 27, die einstückig aus dem
Kunststoff des Drosselklappenstutzens 2 geformt sind und den
Strömungsquerschnitt des Ansaugkanals 10 verengen. Die
Anschläge 26, 27 erstrecken sich in Umfangsrichtung mit je
weils höchstens etwa 180 Grad bis zur Stellwelle 4 hin und
besitzen kreisringförmig oder sichelförmig ausgebildete
Anlageflächen 28, 29, wobei der in der Fig. 1 rechts der
Längsachse 15 dargestellte Anschlag 26 eine der Strömung 5
abgewandte Anlagefläche 28 und der in der Fig. 1 links dar
gestellte Anschlag 27 eine der Strömung 5 zugewandte
Anlagefläche 29 besitzt. Die in den Fig. 1 bis 4 entgegen
dem Uhrzeigersinn eine Schließstellung einnehmende
Drosselklappe 3 liegt jeweils mit einer der Strömung 5 ent
gegengerichteten Oberfläche 33 etwa mit ihrem halben Umfang
an der Anlagefläche 28 und mit einer der Strömung 5 abge
wandten Unterfläche 34 etwa mit ihrem halben Umfang an der
Anlagefläche 29 eben, ohne einen Axialspalt an, so daß keine
Leckluft an der Drosselklappe 3 vorbeiströmen kann. Je nach
gewünschter Drosselcharakteristik der Drosselklappe 3, be
ziehungsweise nach geforderter Progressionskennlinie kann
diese, zum Beispiel in horizontaler Lage, oder, wie im
Ausführungsbeispiel dargestellt ist, gegenüber einer von der
Horizontalachse 16 und Drehachse 14 aufgespannten
Horizontalebene 17 unter einem Neigungswinkel α geneigt ein
gebaut werden. Dabei sind die Anschläge 26, 27 in Richtung
der Längsachse 15 axial voneinander versetzt angeordnet und
haben Anlageflächen 28, 29 mit einem entsprechenden
Neigungswinkel α, der der Drosselklappe 3 in Schließstellung
entspricht. Die Drosselklappe 3 nimmt im Uhrzeigersinn in
Richtung eines in den Fig. 1 bis 4 eingezeichneten
Drehpfeils 6 eine Öffnungsstellung ein.
Um beim Herstellen der Drosselvorrichtung 1 ein erfindungs
gemäßes, vollständig ebenes Anliegen der Drosselklappe 3 mit
der Oberfläche 33 und mit der Unterfläche 34 an den
Anlageflächen 28, 29 der Anschläge 26, 27 zu erhalten, wer
den diese zunächst auf eine bestimmte Temperatur erwärmt,
bei der sich abhängig von der Wahl des Kunststoffes eine
plastische Verformbarkeit, beziehungsweise eine Plastizität
der Anschläge 26, 27 und der Anlageflächen 28, 29 einstellt,
wonach die Drosselklappe 3, zum Beispiel unter Aufbringen
eines Drehmoments an der Stellwelle 3, entgegen dem
Uhrzeigersinn gegen die einen plastisch verformbaren Zustand
aufweisenden Anlageflächen 28, 29 der Anschläge 26, 27 eine
zeitlang angedrückt wird bis sich diese plastisch verformen.
Abschließend nach dem Abkühlen der Anlageflächen 28, 29 un
terhalb der Plastizitätstemperatur kann die Drosselklappe 3
von den Anschlagflächen 28, 29 durch Drehen der Stellwelle 4
im Uhrzeigersinn in Richtung des Drehpfeils 6 abgehoben wer
den, wobei die Anschlagflächen 28, 29 durch die plastische
Verformung eine kreisringförmige Vertiefung in Form eines
Abdrucks der Drosselklappe 3 aufweisen, mit dessen Hilfe es
möglich ist, unvermeidbare Fertigungstoleranzen der
Drosselklappe 3 und der Anschläge 26, 27 auszugleichen. Die
Drosselklappe 3 kann daher nach der beschriebenen
Wärmebehandlung der Anschläge 26, 27 druckdicht an den
Anlageflächen 28, 29 anliegen, so daß keine Leckluft an die
sen vorbeiströmt. Um die Anschläge 26, 27 auf die
Plastizitätstemperatur des Kunststoffes zu erwärmen, können
verschiedene Verfahren Verwendung finden. Beispielsweise ist
es möglich, stromaufwärts und stromabwärts der Stellwelle 4
Ultraschallsonotroden in den Ansaugkanal 10 einzuführen, um
mittels Ultraschall den Kunststoff der Anschläge 26, 27 zu
erwärmen. Auch andere Verfahren, beispielsweise der
Heißluft-, der Heizelement-, der Hochfrequenz-, der
Induktions-, der Lichtstrahl- oder der Lasertechnik können
zur Erwärmung der Anschläge 26, 27 eingesetzt werden. Es ist
auch vorstellbar, die Anschläge 26, 27 durch eine
Außenfläche 12 des Drosselklappenstutzens 2 hindurch zu er
wärmen, wonach die Drosselklappe 3 wieder an die Anschläge
26, 27 angedrückt wird, so daß sich durch plastische
Verformung ein Abdruck der Drosselklappe 3 an den
Anlageflächen 28, 29 ergibt, beziehungsweise die
Drosselklappe 3 druckdicht an den Anlageflächen 28, 29 an
liegt. Anstelle die Anschläge 26, 27 zu erwärmen, ist es
auch denkbar, zum Beispiel eine aus Metall hergestellte
Drosselklappe 3 zu erwärmen und diese in erwärmtem Zustand
an die Anschläge 26, 27 anzudrücken und damit plastisch zu
verformen. Die Ausbildung des Drosselklappenstutzens 2 mit
zwei Anschlägen 26, 27 aus Kunststoff und die nachfolgende
Wärmebehandlung des Kunststoffes erlaubt, daß in
Schließstellung der Drosselklappe 3 ein vollständiges
Absperren der im Ansaugkanal 10 strömenden Luft oder des
Brennstoff-Luft-Gemisches möglich ist. Dies ist beispiels
weise im Schiebebetrieb eines Kraftfahrzeugs zur
Schubabschaltung der Brennkraftmaschine erwünscht, um so den
Brennstoffverbrauch zu verringern. Bei einer den Ansaugkanal
10 vollständig absperrenden Drosselklappe 3 können mehrere
kleine Öffnungen oder nur eine einzelne Öffnung 19 ausgenom
men werden, welche durch die Oberfläche 33 und die
Unterfläche 34 der Drosselklappe 3 hindurch führen, so daß
nur eine bestimmte Luftmenge, insbesondere in
Schließstellung der Drosselklappe 3 hindurchströmt, wobei
die hindurchströmende Luftmenge durch den
Öffnungsquerschnitt der Öffnungen präzise vorgegeben ist, um
damit beispielsweise die Leerlaufluftmenge der
Brennkraftmaschine exakt einzustellen.
Zur einfachen und kostengünstigen Herstellung des
Drosselklappenstutzens 2 kann dieser aus einem zweiteiligen
Gehäuse gefertigt werden, wobei jeweils ein Teil des
Gehäuses in einem getrennten Herstellungsverfahren, zum
Beispiel im Spritzgußverfahren hergestellt und danach bei
spielsweise durch Kunststoffschweißen wieder zusammengefügt
wird. Beispielsweise kann sich das Gehäuse des
Drosselklappenstutzens 2 aus zwei, entlang der Längsachse 15
aufgeschnittenen, halbkreiszylinderförmigen Teilhälften zu
sammensetzen, deren Trennlinie entlang der Linie I-I ver
läuft und welche in den Fig. 1 bis 4 entsprechend einge
zeichnet ist. Es ist auch möglich, das Gehäuse aus zwei am
Umfang getrennten, zylinderförmigen Teilhälften zusammenzu
setzen, deren Trennlinie entlang der Linie II-II verläuft
und welche in den Fig. 1 bis 4 entsprechend eingezeichnet
ist und die im wesentlichen durch die Anlageflächen 28, 29
verläuft. Abweichend davon beinhaltet das
Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 eine zylinderförmige
Teilhälfte mit dem gesamten bogenförmigen Verlauf der
Ansaugwandung 11.
Die Fig. 2 zeigt ein zweites, die Fig. 3 ein drittes und
die Fig. 4 ein viertes erfindungsgemäßes
Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei alle gleichen oder
gleichwirkenden Teile mit den gleichen Bezugszeichen des er
sten Ausführungsbeispiels der Fig. 1 gekennzeichnet sind.
Gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel der Fig. 1 besitzt
der Drosselklappenstutzen 2 des zweiten und dritten
Ausführungsbeispiels nur einen einzelnen, in den Fig. 2
und 3 rechts der Längsachse 15 eingezeichneten Anschlag 26,
an welchem die Drosselklappe 3 in Schließstellung mit etwa
ihrem halben Umfang mit der Oberfläche 33 anliegt. Der
Anschlag 26 wird der im ersten Ausführungsbeispiel der Fig.
1 beschriebenen Wärmebehandlung und Druckbeaufschlagung un
terzogen, so daß in Schließstellung der Drosselklappe 3 am
Anschlag 26 keine Luft vorbei strömen kann, während am gegen
überliegenden Teil des Drosselklappenstutzens 2 durch einen
zwischen einer äußeren Mantelfläche 7 der Drosselklappe 3
und der Ansaugwandung 11 äußerst kleinen Radialspalt nur ei
ne äußerst geringe Leckluftmenge hindurchströmen kann, die
durch die Verformung des Anschlags 26 sehr genau justierbar
ist.
Die Fig. 3 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel des
Drosselklappenstutzen 2, der ebenfalls einen einzelnen
Anschlag 26 besitzt und der im ersten Ausführungsbeispiel
der Fig. 1 beschriebenen Wärmebehandlung und
Druckbeaufschlagung unterzogen wurde, so daß in
Schließstellung der Drosselklappe 3 am Anschlag 26 keine
Luft vorbeiströmen kann. Der Drosselklappenstutzen 2 der
Fig. 3 besitzt gegenüberliegend dem Anschlag 26 eine bogen
förmig ausgestaltete Ansaugwandung 11, die stromaufwärts der
Horizontalachse 16 den Strömungsquerschnitt des Ansaugkanals
10 verengt, um im Schwenkbereich der Drosselklappe 3 einen
gleichbleibenden Ringspalt zwischen der äußeren Mantelfläche
7 der Drosselklappe 3 und der bogenförmig ausgestalteten
Ansaugwandung 11 zu erhalten. Durch die bogenförmige
Ausgestaltung der Ansaugwandung 11 ist es möglich, die
Progressionskennlinie der Drosselklappe 3, insbesondere im
Bereich der Leerlaufstellung und der Teillaststellung ge
zielt zu beeinflussen, so daß bei wachsenden Anstellwinkeln
der Drosselklappe 3 nur ein maßvoller Anstieg, also eine
feinfühlige Verstellung der Luftmenge erfolgt.
Wie im vierten Ausführungsbeispiel der Fig. 4 dargestellt
ist, kann die Ansaugwandung 11 sowohl stromabwärts des
Anschlags 26 als auch stromaufwärts des Anschlags 27 bogen
förmig ausgestaltet werden, so daß beispielsweise nahezu im
ganzen Schwenkbereich von der Schließstellung unter dem
Neigungswinkel α zur Leerlaufstellung und zur
Teillaststellung der Drosselklappe 3 ein gleichbleibender
Ringspalt zwischen der äußeren Mantelfläche 7 der
Drosselklappe 3 und der bogenförmigen Ansaugwandung 11 vor
handen ist, um damit die Progressionskennlinie gezielt zu
beeinflussen. Insbesondere kann die Herstellung eines mit
zwei bogenförmigen Ansaugwandungen 11 ausgestalteten
Drosselklappenstutzens 2 in einfacher Art und Weise mit ei
nem zweigeteilten Gehäuse erfolgen, dessen Trennlinie I-I in
der Fig. 4 eingezeichnet ist und in einer Ebene durch die
Längsachse 15 verläuft. Beispielsweise wird jeweils eine
halbkreiszylinderförmige Teilhälfte des Gehäuses des
Drosselklappenstutzens 2 mit der bogenförmigen Ansaugwandung
11 in einem Herstellungsverfahren einzeln in
Spritzgußtechnik aus Kunststoff hergestellt, wonach beide
Teilhälften beispielsweise mittels Kunststoffschweißen wie
der zusammengefügt werden.
Claims (7)
1. Verfahren zum Herstellen einer Drosselvorrichtung mit ei
nem Drosselklappenstutzen, der einen Ansaugkanal aufweist,
durch den eine im Drosselklappenstutzen drehbar gelagerte
Stellwelle ragt, die mit einem den Ansaugkanal steuernden
Drosselorgan in Form einer Drosselklappe drehfest verbunden
ist, welches in Schließstellung an wenigstens einem, sich
radial nach innen erstreckenden Anschlag des
Drosselklappenstutzens anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß
der aus Kunststoff hergestellte wenigstens eine Anschlag
(26; 27) zunächst auf eine Temperatur erwärmt wird, bei der
eine Plastizität des Kunststoffes eintritt und danach die
Drosselklappe (3) an den Anschlag (26; 27) angedrückt und
abschließend der Anschlag (26; 27) unterhalb der
Plastizitätstemperatur des Kunststoffes abgekühlt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Erwärmung des wenigstens einen Anschlags (26; 27) durch
in den Ansaugkanal (10) eingeführter Ultraschallsonotroden
erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Erwärmung des wenigstens einen Anschlags (26; 27) durch
eine Außenfläche (12) des Drosselklappenstutzens (2) hin
durch erfolgt.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
zur Erwärmung des wenigstens einen Anschlags (26; 27) die
Drosselklappe (3) auf eine Temperatur oberhalb der
Plastizitätstemperatur des Anschlags (26; 27) aufgeheizt und
im aufgeheiztem Zustand gegen den Anschlag (26; 27) gedrückt
wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
Verfahren der Heizelement-, der Hochfrequenz-, der
Induktions-, der Lichtstrahl- oder der Lasertechnik zur
Erwärmung des wenigstens einen Anschlags (26; 27) angewendet
werden.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Drosselklappenstutzen (2) aus Kunststoff hergestellt
ist.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
die Anschläge (26, 27) Teil des Drosselklappenstutzens (2)
sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19944408909 DE4408909A1 (de) | 1994-03-16 | 1994-03-16 | Verfahren zum Herstellen einer Drosselvorrichtung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19944408909 DE4408909A1 (de) | 1994-03-16 | 1994-03-16 | Verfahren zum Herstellen einer Drosselvorrichtung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4408909A1 true DE4408909A1 (de) | 1995-09-21 |
Family
ID=6512935
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19944408909 Withdrawn DE4408909A1 (de) | 1994-03-16 | 1994-03-16 | Verfahren zum Herstellen einer Drosselvorrichtung |
Country Status (1)
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