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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Drosselklappengehäuse (siehe
DE-A-19811867). Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf ein
Drosselklappengehäuse
mit einer motorbetriebenen Steuerung der Drosselklappe, das insbesondere
an einer Brennkraftmaschine für
Kraftfahrzeuge u.ä.
montiert werden kann. Die nachfolgende Beschreibung nimmt auf diesen
Anwendungsfall explizit Bezug, ohne überflüssige Einzelheiten zu beschreiben.
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Wie
bekannt, können
die Drosselklappengehäuse
für Verwendungszwecke
bei Kraftfahrzeugen, die gegenwärtig
im Handel erhältlich
sind, in zwei Gruppen unterteilt werden: die erste Gruppe umfaßt Drosselklappengehäuse, bei
denen die Drosselklappe durch Seilbetätigung gesteuert wird, und
die zweite Gruppe umfaßt
Drosselklappengehäuse,
bei denen die Drosselklappe mit Hilfe von elektrischen Betätigungseinheiten
gesteuert wird.
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Normalerweise
bestehen Drosselklappengehäuse
der ersten Gruppe nahezu vollständig
aus Kunststoff, um die Herstellkosten zu minimieren, während Drosselklappengehäuse der
zweiten Gruppe weiterhin nahezu vollständig aus Metall be stehen, um
eine ausreichende Wärmeverteilung
für die
elektrische Betätigungseinheit
sicherzustellen.
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Bedauerlicherweise
sind Drosselklappengehäuse
der zweiten Gruppe mit sehr hohen Produktionskosten verbunden, die,
da sie wesentlich höher sind
als die von Drosselklappengehäusen
der ersten Gruppe, trotz der Vorteile, die ihr Einsatz vom Gesichtspunkt
einer Verringerung der umweltverschmutzenden Emissionen mit sich
bringt, ihren Einsatz im großen
Umfang verhindern.
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Die
Drosselklappengehäuse
der zweiten Gruppe sind so ausgebildet, daß sie direkt von der elektronischen
Steuereinheit des Motors betrieben werden können und daher in der Lage
sind, die Einführung
von Luft in die Brennkraftmaschine in Abhängigkeit von ihren Betriebsbedingungen
genau zu regulieren, und zwar unabhängig von den Anforderungen
des Fahrzeuglenkers.
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Ziel
der vorliegenden Erfindung ist es, ein Drosselklappengehäuse der
zweiten Gruppe zu schaffen, dessen Herstellkosten mit denen eines Drosselklappengehäuses der
ersten Gruppe vergleichbar sind.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft daher ein Drosselklappengehäuse mit
einem Ventilgehäuse, das
mit einem Durchgangskanal versehen ist, einer Drosselklappe, die
sich auf Befehl innerhalb dieses Durchgangskanales bewegt, um den
Strömungsmittelstrom
durch diesen Durchgangskanal zu regulieren, und einer Vorrichtung
zum Bewegen der Drosselklappe, die mechanisch mit dieser Drosselklappe verbunden
ist, um auf Befehl die Position der letzteren im Kanal variieren
zu können
und auf diese Weise den Luftstrom durch den Durchgangskanal zu steuern,
wobei diese Bewegungsvorrichtung eine elektrische Betätigungseinheit
umfaßt,
dadurch gekennzeichnet, daß das
Ventilgehäuse
aus Kunststoff besteht und mit einer Buchse aus Metall versehen
ist, innerhalb der die elektrische Betätigungseinheit untergebracht
werden kann.
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Die
vorliegende Erfindung wird nachfolgend in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen
beschrieben, die eine lediglich beispielhafte Ausführungsform
der Erfindung zeigen.
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Es
zeigen dabei:
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1 eine
auseinandergezogene perspektivische Ansicht eines Drosselklappengehäuses der vorliegenden
Erfindung;
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2 eine
perspektivische Ansicht in vergrößertem Maßstab eines
Details des Drosselklappengehäuses
der 1; und
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die 3 und 4 Seitenansichten
des Drosselklappengehäuses
der 1, wobei einige Teile im Schnitt dargestellt und
andere Teile aus Klarheitsgründen
entfernt sind.
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In 1 ist
ein Drosselklappengehäuse,
das vorzugsweise, jedoch nicht zwangsweise motorbetrieben ist und
an Brenn kraftmaschinen für
Kraftfahrzeuge u.ä.
montiert werden kann, mit dem Bezugszeichen 1 versehen.
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Das
Drosselklappengehäuse 1 umfaßt ein Ventilgehäuse 2,
das mit einem Durchgangskanal 3 mit einem im wesentlichen
kreisförmigen
Querschnitt versehen ist, welcher an den Einlaßkrümmer (nicht gezeigt) einer
Brennkraftmaschine angeschlossen werden kann, eine Drosselklappe 4,
die sich auf Befehl innerhalb des Kanals 3 zwischen einer
geschlossenen Position, in der sie den Kanal 3 strömungsmitteldicht
sperrt, und einer Position maximaler Öffnung, in der sie ermöglicht,
daß Luft
durch den Kanal 3 mit maximal möglichem Durchsatz strömen kann,
bewegt, und eine Vorrichtung 5 zum Bewegen der Drosselklappe 4,
die mechanisch mit dieser Drosselklappe 4 verbunden ist,
so daß sie
auf Befehl die Position der letzteren im Kanal 3 verändern kann,
um den diesen Kanal passierenden Luftstrom zu steuern.
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Gemäß den 1, 2, 3 und 4 besteht
das Ventilgehäuse 2 aus
Kunststoff. In dieses eingebettet ist eine Buchse 6 aus
Metall, die, wie hiernach erläutert,
ein Komponente der Vorrichtung 5 zum Bewegen der Drosselklappe 4 aufnehmen
kann. Die Drosselklappe 4 besitzt eine Lagerwelle 7,
die so montiert ist, daß sie
sich durch das Ventilgehäuse
erstreckt, so daß sie
sich um eine Drehachse senkrecht zum Durchgangskanal drehen kann,
und eine Verschlußscheibe 8,
die auf den mittleren Abschnitt der Lagerwelle 7, die den
Kanal 3 diametral durchquert, gekeilt ist. Sowohl die Lagerwelle 7 als
auch die Verschlußscheibe 8 sind
vorzugsweise, jedoch nicht zwangsweise aus Kunststoff hergestellt.
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Gemäß den 1, 3 und 4 umfaßt die Vorrichtung 5 zum
Bewegen der Drosselklappe 4 ein elastisches Element 9,
das die Drosselklappe 4 in der geschlossenen Position halten
kann, und eine elektrische Betätigungseinheit 10,
die mechanisch mit der Drosselklappe 4 verbunden ist, so
daß sie
ein Drehmoment auf die Lagerwelle 7 ausüben kann, um durch Überwindung
der Rückstellkraft
des elastischen Elementes 9 die Drosselklappe 4 in
jeder beliebigen Position zwischen der geschlossenen Position und
der Position maximaler Öffnung
anzuordnen.
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Gemäß einer
anderen Ausführungsform
des Drosselklappengehäuses 1 (die
nicht gezeigt ist) umfaßt
die Vorrichtung 5 zum Bewegen der Drosselklappe 4 ein
elastisches Hilfselement, das die Drosselklappe 4 in einer
Zwischenposition zwischen der geschlossenen Position und der Position
maximaler Öffnung,
in der eine vorgegebene Luftmenge die Brennkraftmaschine erreichen
kann, halten kann, indem die Wirkung des elastischen Elementes 9 überwunden
wird, während
die elektrische Betätigungseinheit 10 in
der Lage ist, ein Drehmoment auf die Lagerwelle 7 in beiden
Drehrichtungen aufzubringen, so daß auf Befehl die Drosselklappe 4 in
jeder beliebigen Position zwischen der geschlossenen Position und
der Position maximaler Öffnung
angeordnet werden kann, indem die Rückstellkraft des elastischen Elementes 9 oder
die Rückstellkraft
des vorstehend erwähnten
elastischen Hilfselementes überwunden wird.
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Bei
beiden Ausführungsformen
ist die Vorrichtung 5 zum Bewegen der Drosselklappe 4 vorzugsweise,
jedoch nicht zwangsweise desweiteren mit einem Positionssensor 11 verse hen,
der Schritt um Schritt die Winkellage der Lagerwelle 7 relativ
zur einer vorgegebenen Referenz ermitteln und diese Position der
elektronischen Steuereinheit des Motors (nicht gezeigt) zuführen kann.
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Bei
der gezeigten Ausführungsform
wird das elastische Element 9 von einer Schraubenfeder
gebildet, die koaxial zur Lagerwelle 7 der Drosselklappe 4 montiert
ist, so daß sie
ein erstes Ende, das starr mit dem Ventilgehäuse 2 verbunden ist,
und ein zweites Ende, das starr mit der Lagerwelle 7 verbunden ist,
aufweist.
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Die
elektrische Betätigungseinheit 10 ist
jedoch in der Buchse 6 zur Seite des Kanals 3 hin
untergebracht und wird durch in dieser Buchse enthaltene Verriegelungseinrichtungen
in Position gehalten. Die Buchse 6 bildet im Ventilgehäuse 2 einen
zylindrischen Sitz, der ein offenes Ende besitzt, durch das die
elektrische Betätigungseinheit 10 eingesetzt und
dann verriegelt werden kann.
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Bei
der dargestellten Ausführungsform
besteht die Buchse 6 aus Aluminium, während ihre Verriegelungseinrichtungen
einen elastischen Verriegelungsring 12 aufweisen, der durch
Verformung in eine Ringnut 13 eingesetzt werden kann, welche
auf der inneren Seitenfläche 6a der
Buchse 6 in der Nachbarschaft der Öffnung des zylindrischen Sitzes
erhalten wird. Die elektrische Betätigungseinheit 10 wird
in der Buchse 6 so angeordnet, daß ein erstes Ende ihres äußeren Rumpfes
gegen die Basis des von der Buchse 6 gebildeten zylindrischen
Sitzes und ein zweites Ende gegen den elastischen Verriegelungsring 12 stößt. Es versteht
sich, daß die Ringnut 13 auf der
inneren Seitenfläche 6a der
Buchse 6 mit einem solchen Abstand von der Basis des zylindrischen
Sitzes erhalten wird, daß jegliche
Axialverschiebung der elektrischen Betätigungseinheit 10 verhindert
wird.
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In
Verbindung mit den 1,2,3 und 4 sollte
betont werden, daß sich
bei der dargestellten Ausführungsform
die Buchse im Ventilgehäuse 2 parallel
zur Lagerwelle 7 der Drosselklappe 4 so erstreckt,
daß die
Wand der Buchse 6 zur Rückseite
des Kanals 3 hin positioniert ist, um die Größe zu minimieren.
Da die elektrische Betätigungseinheit 10 nicht
koaxial zur Lagerwelle 7 der Drosselklappe 4 angeordnet
ist, umfaßt
die Vorrichtung 5 zum Bewegen der Drosselklappe 4 ferner
eine Reduktionsgetriebeeinheit 14, die mechanisch die Ausgangswelle
der elektrischen Betätigungseinheit 10 mit
der Lagerwelle 7 der Drosselklappe 4 verbinden
kann.
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Bei
der dargestellten Ausführungsform
ist diese Reduktionsgetriebeeinheit in einem Gehäuse 15 untergebracht,
das direkt im Ventilgehäuse 2 erhalten
wird und durch eine Kunststoffabdeckung 16 geschlossen
ist, in die sowohl der Positionssensor 11 als auch die
Anschlüsse
für die
elektrische Versorgung der elektrischen Betätigungseinheit 10 und
des Positionssensors 11 eingearbeitet sind. Die Abdeckung 15 besitzt
insbesondere einen äußeren Anschluß 17, über den
die elektronische Steuereinheit des Motors an das Drosselklappengehäuse 1 angeschlossen
ist, um die elektrische Betätigungseinheit 10 und
den Positionssensor 11 zu versorgen und die vom Positionsensor 11 übertragenen
elektrischen Signale aufzunehmen, sowie einen inneren Anschluß 18,
der an die elektrische Betätigungseinheit 10 angeschlossen
werden kann, um letztere elektrisch mit dem äußeren Anschluß 17 zu
verbinden.
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Bei
der dargestellten Ausführungsform
erstreckt sich der innere Anschluß 18 in einer vorstehenden
Weise von der Abdeckung 16 aus auf der Seite gegenüber dem äußeren Anschluß 17,
um an die elektrische Betätigungseinheit 10 angeschlossen zu
werden, wenn die Abdeckung 16 zum Schließen des
Gehäuses 15 angeordnet
wird.
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In
Verbindung mit den 1,2 und 4 sollte
betont werden, daß,
um bei der dargestellten Ausführungsform
die Wärmeentfernungskapazität der Buchse 6 zu
maximieren, Öffnungen 19 am
Ventilgehäuse 2 vorgesehen
sind, über
die atmosphärische
Luft direkt auf die äußere Seitenfläche 6b der
Buchse 6 treffen kann.
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Die
Funktionsweise des Drosselklappengehäuses 1 kann ohne weiteres
aus der obigen Beschreibung und Darstellung hergeleitet werden und benötigt keine
weitere Erläuterung.
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Die
Vorteile des vorstehend beschriebenen und dargestellten Drosselklappengehäuses 1 sind evident:
seine Herstellkosten sind mit denen von Drosselklappengehäusen vergleichbar,
bei denen die Drosselklappe mit einem Seil gesteuert wird, so daß auf diese
Weise die weitverbreitete Verwendung von Drosselklappengehäusen mit
einer motorbetriebenen Drosselklappensteuerung gefördert wird.
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Es
versteht sich, daß Modifikationen
und Variationen bei dem beschriebenen und dargestellten Drosselklappengehäuse 1 durchgeführt werden
können,
ohne dadurch den Umfang der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Insbesondere
kann die elektrische Betätigungseinheit 10 koaxial
zur Lagerwelle 7 der Drosselklappe 4 angeordnet
werden, um die elektrische Betätigungseinheit 10 direkt
mit der Lagerwelle 7 der Drosselklappe 4 zu verbinden.
In diesem Fall ist die Buchse 6 koaxial zur Drehachse A
der Drosselklappe 4 angeordnet.