EP1359300B1 - Throttle valve unit - Google Patents

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EP1359300B1
EP1359300B1 EP20030007851 EP03007851A EP1359300B1 EP 1359300 B1 EP1359300 B1 EP 1359300B1 EP 20030007851 EP20030007851 EP 20030007851 EP 03007851 A EP03007851 A EP 03007851A EP 1359300 B1 EP1359300 B1 EP 1359300B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
shaft
throttle valve
unit according
valve unit
closure element
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP20030007851
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP1359300A3 (en
EP1359300A2 (en
Inventor
Wolfgang Dr. Hähnl
Klaus Regenold
Marek Birke
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Faurecia Emissions Control Technologies Germany GmbH
Original Assignee
ArvinMeritor Emissions Technologies GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ArvinMeritor Emissions Technologies GmbH filed Critical ArvinMeritor Emissions Technologies GmbH
Publication of EP1359300A2 publication Critical patent/EP1359300A2/en
Publication of EP1359300A3 publication Critical patent/EP1359300A3/en
Application granted granted Critical
Publication of EP1359300B1 publication Critical patent/EP1359300B1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D11/00Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated
    • F02D11/06Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance
    • F02D11/08Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance of the pneumatic type
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D9/00Controlling engines by throttling air or fuel-and-air induction conduits or exhaust conduits
    • F02D9/04Controlling engines by throttling air or fuel-and-air induction conduits or exhaust conduits concerning exhaust conduits
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D9/00Controlling engines by throttling air or fuel-and-air induction conduits or exhaust conduits
    • F02D9/08Throttle valves specially adapted therefor; Arrangements of such valves in conduits
    • F02D9/10Throttle valves specially adapted therefor; Arrangements of such valves in conduits having pivotally-mounted flaps
    • F02D9/1065Mechanical control linkage between an actuator and the flap, e.g. including levers, gears, springs, clutches, limit stops of the like

Definitions

  • the invention relates to a throttle valve unit for use in the exhaust system of an internal combustion engine, comprising a valve body, a shaft rotatably mounted therein about an axis with a closure element, a vacuum unit with a membrane and one of the implementation of the lifting movement of the membrane in a rotational movement of the shaft serving coupling device, wherein a rotational movement of the shaft in the flap position "open" limiting stop means is provided.
  • Throttle valve units are known in particular from engine construction.
  • the main application area for throttle valves is the regulation of the combustion air or the fuel air mixture.
  • the temperature of the flowing medium is at the level of the ambient air temperature of -20 ° C to + 40 ° C.
  • the structure and operation of the extent known throttle valve units is z. In DE 197 29 648 A1 . DE 40 27 269 A1 . DE 42 09 586 A1 . DE 100 06 795 A1 . DE 199 28 473 A1 . DE 198 57 957 A1 and DE 43 13 454 A1 described.
  • a planar closure element which is arranged on a housing passing through the rotatable shaft.
  • the shaft is guided in plain bearings.
  • the actuating forces are initiated from the outside. It is used for vacuum or electric drives.
  • Throttle valve units but also in exhaust systems of internal combustion engines are becoming increasingly important. she Especially in connection with mufflers with variable damping characteristics and the variable design of the mouth noise used (see. E. Santiago u. A., reprint MTZ 53 (1992) Issue 7/8 ; Ch. L generallygen u. A., System Partners 2000 pp. 54-57 ). Due to the high temperatures in the environment of exhaust systems used here mainly flaps with vacuum box. The externally introduced negative pressure, which depends on the respective operating state of the engine, acts on a membrane, which is connected to a linkage. A lifting movement is generated when vacuum is applied. When no negative pressure is applied, a spring disposed in the vacuum box generates a restoring force; the membrane returns to its original position (cf.
  • the lifting movement of the linkage acts via a crank drive on the shaft and the closure element.
  • the crank mechanism converts the lifting and return movement of the diaphragm and linkage into a rotational movement of the shaft.
  • the vacuum unit is generally arranged by means of a bracket or a mounting bracket on the valve body.
  • the stroke limiter can be specified by a stop acting on the membrane, or it is done by means of a stop for the crank mechanism.
  • the temperature of the exhaust gases of internal combustion engines is, however, partly above 850 ° C.
  • the high temperatures lead to the thermal expansion of all components. Associated with this are changes in shape, length and position, changes in distances and spring stresses.
  • a throttle valve assembly which is mounted with the usual tolerances at an ambient temperature of 20 ° C, changes their switching behavior seriously with such rising temperatures. Frequently, a flap which closes smoothly at ambient temperature will bite and / or close at such high operating temperatures and / or no longer completely close. The conditions of use of flaps in exhaust systems therefore require much greater tolerances between the pairs of bearings than at ambient temperature level.
  • the noise problem namely the rattling of the moving components by vibration excitations in a hot gas application thus can not be resolved.
  • the technical contradiction is the following: Although a slight clearance between moving components reduces the risk of the formation of rattling noises. However, the risk of seizure increases at high operating temperatures. A big game between the moving parts counteracts the seizure, but leads to rattling noises. And spring-loaded friction devices increase the required actuating forces in an unacceptable manner.
  • the object underlying the present invention is to provide a throttle valve device of the type specified, which is characterized by a high level of reliability (no jamming!) And low required restoring forces due to minimal noise.
  • the throttle device according to the invention is characterized characterized in that the stop device is designed as an axially acting clamping device comprising a stationary clamping element, a rotatably moved with the shaft clamping element, an axially stationary Hubanschlagelement and with the shaft axially moving Hubanschlagelement, wherein at least one of the two clamping elements inclined to the axis Has control surface on which in the flap position "open” the other clamping element is present, and wherein in the flap position "open” the moving Hubanschlagelement rests against the stationary Hubanschlagelement.
  • the closure element and the shaft comprehensive unit is clamped with the throttle open, ie fixed in such a way that they can perform within the flap housing no leading to rattling noise movements.
  • the mechanical vibrations of the exhaust system or the pulsations of the exhaust stream - neither rattling noises between the shaft and bearing, nor between the closure element and the valve body.
  • the throttle valve unit according to the invention sufficiently large tolerances between the moving components are possible to compensate for the manufacturing tolerances and deformations due to temperature change and not to hinder the movements even with decreasing lubrication.
  • only a very small force is required to actuate the flap, which accommodates the limited space available and the limited resources available in vehicles.
  • the coupling device comprises a link connected to the membrane of the vacuum cell and a link connected to the shaft crank arm, wherein the rotatable clamping element is part of the crank arm.
  • the shaft is mounted in the valve housing by means of two plain bearings.
  • These may be formed from a wire mesh according to a development of the present invention. This is particularly favorable with regard to the sliding properties in the relevant application of the throttle valve unit in the exhaust system of an internal combustion engine.
  • plain bearings another preferred development of the invention is characterized in that at least one of them is designed as a federal government bearing, which is supported in the axial direction outwardly on the valve body.
  • the collar of the federal plain bearing can slightly protrude into the interior of the valve body and forms the stationary Hubanschlagelement.
  • the moving Hubanschlagelement is particularly preferably formed by a collar or a shoulder of the shaft.
  • the stationary Hubanschlagelement be formed by the flap housing, on which in the flap position "open” the closure element, which forms the moving Hubanschlagelement in this case, rests under the provided by the clamping force clamping force.
  • the closure element In the flap state "closed" is the closure element, if it is elliptical according to a preferred embodiment, preferably on its outer Scope only in the area of the large radius of the ellipse on the inner shell of the housing. On the side flanks a game is provided. This clearance, which is smaller than the axial extent of the at least one inclined surface of the clamping elements, is used for the (small) axial displacement of the unit comprising the shaft and the closure element during clamping at the end of the opening movement.
  • the throttle valve device shown in the drawing for use in the exhaust system of an internal combustion engine has the following basic structure:
  • the valve body 1 and the bearing bushes 2 form the carrier for all other modules.
  • each bearing bushing 2 designed as a plain bearing plain bearings 3, 4 is used.
  • the plain bearings 3, 4 extend into the interior of the valve housing 1 and are supported in the axial direction to the outside.
  • the plain bearings 3, 4 are made of a wire mesh.
  • the knitted wire has resilient properties.
  • the collar 8 of the sliding bearing 3 forms a stationary Hubanschlagelement 9.
  • the closure element 6 has with respect to the rotation and stroke limitation a dual function.
  • the part of the closure element 6, which conforms to the shaft 5, forms with its collar 8 of the collar bearing 3 facing portion of the end face 10 a moving Hubanschlagelement 11.
  • the remaining part of the end face 10 seals during the closing operation on the inner shell 12 of the valve body 1 from , Inner casing 12 and closure element 6 limit the rotational movement of the shaft 5 together with the closure element 6 with the flap closed.
  • a mounting bracket 13 is arranged, which carries the vacuum unit 14 with the components contained in the membrane and spring.
  • the linkage 15 transmits the lifting movement of the diaphragm to the crank arm 16.
  • the crank arm 16 converts the lifting movement of the diaphragm into a rotational movement of the shaft 5.
  • the elliptical closure element 6 lies against its outer periphery 10 only in the area of the large radius of the ellipse on the inner shell 12 of the flap housing.
  • a slight axial clearance is provided on the side edges opposite the two plain bearings 3, 4 .
  • the axial clearance is smaller than the axial extent of the inclined control surfaces 19, 21 of the clamping elements 18, 20th
  • the throttle device illustrated in the drawing operates as follows: In a corresponding operating condition of the engine, the negative pressure applied to the vacuum unit 14 generates on the diaphragm of the vacuum unit a force exceeding the force of the return spring.
  • the closure element 6 lies in the top described manner on the inner shell 12 of the valve body 1 at. The flap is closed. If the flap is to open, the negative pressure potential is decoupled from the vacuum unit 14.
  • the return spring contained in the vacuum box generates a force in the direction of linkage 15. The linkage rotates the crank arm 16.
  • the shaft 5 begins to rotate.
  • the moving clamping member 20 on the stationary clamping element 18 arrives shortly before the end of the opening movement of the closure element 6, the moving clamping member 20 on the stationary clamping element 18, then slides with the onset of the first contact of the two clamping elements, the moving clamping element on the inclined control surface 19 of the resting clamping member 18 and additionally generates the rotational movement of the shaft 5 an axial movement.
  • the axial movement is completed when the game between the provided on the closure element moving Hubanschlagelement 11 and provided on the collar 8 of the sliding bearing 3 resting Hubanschlagelement 9 is repealed. It creates a positive connection.
  • the wave can not be moved.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Drosselklappeneinheit für den Einsatz in der Abgasanlage eines Verbrennungsmotors, umfassend ein Klappengehäuse, eine darin um eine Achse drehbar gelagerte Welle mit einem Verschlußelement, eine Unterdruckdose mit einer Membran sowie eine der Umsetzung der Hubbewegung der Membran in eine Drehbewegung der Welle dienende Koppeleinrichtung, wobei eine die Drehbewegung der Welle in der Klappenstellung "offen" begrenzende Anschlageinrichtung vorgesehen ist.The invention relates to a throttle valve unit for use in the exhaust system of an internal combustion engine, comprising a valve body, a shaft rotatably mounted therein about an axis with a closure element, a vacuum unit with a membrane and one of the implementation of the lifting movement of the membrane in a rotational movement of the shaft serving coupling device, wherein a rotational movement of the shaft in the flap position "open" limiting stop means is provided.

Allgemein bekannt sind Drosselklappeneinheiten insbesondere aus dem Motorenbau. Hier ist das Hauptanwendungsgebiet für Drosselklappen die Regulierung der Verbrennungsluft bzw. des Kraftstoffluftgemisches. Die Temperatur des strömenden Mediums liegt dabei auf dem Niveau der Umgebungslufttemperatur von -20°C bis +40°C. Der Aufbau und die Funktionsweise der insoweit bekannten Drosselklappeneinheiten ist z. B. in DE 197 29 648 A1 , DE 40 27 269 A1 , DE 42 09 586 A1 , DE 100 06 795 A1 , DE 199 28 473 A1 , DE 198 57 957 A1 und DE 43 13 454 A1 beschrieben.Throttle valve units are known in particular from engine construction. Here, the main application area for throttle valves is the regulation of the combustion air or the fuel air mixture. The temperature of the flowing medium is at the level of the ambient air temperature of -20 ° C to + 40 ° C. The structure and operation of the extent known throttle valve units is z. In DE 197 29 648 A1 . DE 40 27 269 A1 . DE 42 09 586 A1 . DE 100 06 795 A1 . DE 199 28 473 A1 . DE 198 57 957 A1 and DE 43 13 454 A1 described.

Innerhalb eines Gehäuses befindet sich ein ebenes Verschlußelement, das auf einer das Gehäuse durchsetzenden drehbaren Welle angeordnet ist. Die Welle wird in Gleitlagern geführt. Die Stellkräfte werden von außen eingeleitet. Man verwendet dafür Unterdruckdosen oder elektrische Antriebe.Within a housing is a planar closure element which is arranged on a housing passing through the rotatable shaft. The shaft is guided in plain bearings. The actuating forces are initiated from the outside. It is used for vacuum or electric drives.

Zunehmend an Bedeutung gewinnen Drosselklappeneinheiten aber auch in Abgasanlagen von Verbrennungsmotoren. Sie kommen insbesondere in Verbindung mit Schalldämpfern mit variabler Dämpfungscharakteristik bzw. der variablen Gestaltung des Mündungsgeräusches zum Einsatz (vgl. E. Santiago u. A., Sonderdruck MTZ 53 (1992) Heft 7/8 ; Ch. Lüßgen u. A., System Partners 2000 S. 54 - 57 ). Aufgrund der hohen Temperaturen im Umfeld von Abgasanlagen verwendet man hier vorwiegend Klappen mit Unterdruckdose. Der von außen eingeleitete Unterdruck, der von dem jeweiligen Betriebszustand des Motors abhängt, wirkt auf eine Membran, die mit einem Gestänge verbunden ist. Es wird eine Hubbewegung erzeugt, wenn Unterdruck anliegt. Wenn kein Unterdruck anliegt erzeugt eine in der Unterdruckdose angeordnete Feder eine Rückstellkraft; die Membran geht in ihre Ausgangslage zurück (vgl. DE 197 29 648 A1 und DE 195.26.143 A1 ). Die Hubbewegung des Gestänges wirkt über einen Kurbeltrieb auf die Welle und das Verschlußelement. Der Kurbeltrieb setzt die Hub- und Rückstellbewegung von Membran und Gestänge in eine Drehbewegung der Welle um. Die Unterdruckdose wird i.a. mittels einer Halterung bzw. eines Befestigungsbügels am Klappengehäuse angeordnet.Throttle valve units but also in exhaust systems of internal combustion engines are becoming increasingly important. she Especially in connection with mufflers with variable damping characteristics and the variable design of the mouth noise used (see. E. Santiago u. A., reprint MTZ 53 (1992) Issue 7/8 ; Ch. Lüßgen u. A., System Partners 2000 pp. 54-57 ). Due to the high temperatures in the environment of exhaust systems used here mainly flaps with vacuum box. The externally introduced negative pressure, which depends on the respective operating state of the engine, acts on a membrane, which is connected to a linkage. A lifting movement is generated when vacuum is applied. When no negative pressure is applied, a spring disposed in the vacuum box generates a restoring force; the membrane returns to its original position (cf. DE 197 29 648 A1 and DE 195.26.143 A1 ). The lifting movement of the linkage acts via a crank drive on the shaft and the closure element. The crank mechanism converts the lifting and return movement of the diaphragm and linkage into a rotational movement of the shaft. The vacuum unit is generally arranged by means of a bracket or a mounting bracket on the valve body.

Die Begrenzung der Hubbewegung der Membran der Unterdruckdose erfolgt beim Schließvorgang in der Klappenstellung "geschlossen" durch das Anschlagen des Verschlußelementes an der Innenfläche des Klappengehäuses. Beim Öffnungsvorgang der Drosselklappe kann die Hubbegrenzung durch einen auf die Membran wirkenden Anschlag vorgegeben werden, oder sie erfolgt mittels eines Anschlages für den Kurbeltrieb.The limitation of the lifting movement of the diaphragm of the vacuum unit takes place during the closing operation in the flap position "closed" by the abutment of the closure element on the inner surface of the valve body. When opening the throttle, the stroke limiter can be specified by a stop acting on the membrane, or it is done by means of a stop for the crank mechanism.

Wie nachstehend im Detail erläutert wird, führen die hohen Temperaturen, denen Drosselklappeneinheiten in den Abgasanlagen von Verbrennungsmotoren ausgesetzt sind, zu schwer beherrschbaren Problemen.As will be explained in detail below, the high temperatures that throttle units in the Exhaust systems of internal combustion engines are exposed to difficult to control problems.

Funktions- und fertigungsbedingt bestehen bei Drosselklappeneinheiten der hier in Rede stehenden Art Toleranzen zwischen Gleitlager und Welle einerseits sowie dem Gestänge und dem Kurbeltrieb andererseits. Solange die Einsatzbedingungen der Drosselklappe in einem Temperaturfenster bis 200 °C liegen, können die Passungen zwischen Welle und Gleitlager, zwischen Verschlußelement und Klappengehäuse sowie zwischen Kurbelarm und Gestänge sehr eng bemessen sein. Die in den wartungsfreien Gleitlagern enthaltenen Schmiermittel werden über die Betriebszeit der Drosselklappe nicht verbraucht. Der Lagerverschleiß bleibt relativ gering. Ist das System beim Zusammenbau einmal aufeinander abgestimmt und justiert, verändert sich im anschließenden Betriebszustand wenig.Functional and manufacturing conditions exist in throttle valve units of the type in question tolerances between plain bearings and shaft on the one hand and the linkage and the crank mechanism on the other. As long as the operating conditions of the throttle valve in a temperature window up to 200 ° C, the fits between shaft and plain bearing, between closure element and valve body and between the crank arm and linkage can be very tight. The lubricants contained in the maintenance-free plain bearings are not consumed over the operating time of the throttle valve. The bearing wear remains relatively low. Once the system has been matched and adjusted during assembly, there is little change in the subsequent operating state.

Die Temperatur der Abgase von Verbrennungsmotoren liegt indessen teilweise oberhalb 850 °C. Die hohen Temperaturen führen zur Wärmeausdehnung aller Bauteile. Damit verbunden sind Form-, Längen- und Lageänderungen, Veränderung der Abstände und Federspannungen. Eine Drosselklappeneinheit, die mit den üblichen Toleranzen bei einer Umgebungstemperatur von 20 °C montiert wird, verändert ihr Schaltverhalten gravierend mit solchermaßen steigenden Temperaturen. Häufig beißt und klemmt eine bei Umgebungstemperatur leichtgängig schließende Klappe bei solchen hohen Betriebstemperaturen und/oder schließt nicht mehr vollständig. Die Einsatzbedingungen von Klappen in Abgasanlagen erfordern daher wesentlich größere Toleranzen zwischen den Gleitpaarungen als auf Umgebungstemperaturniveau.The temperature of the exhaust gases of internal combustion engines is, however, partly above 850 ° C. The high temperatures lead to the thermal expansion of all components. Associated with this are changes in shape, length and position, changes in distances and spring stresses. A throttle valve assembly, which is mounted with the usual tolerances at an ambient temperature of 20 ° C, changes their switching behavior seriously with such rising temperatures. Frequently, a flap which closes smoothly at ambient temperature will bite and / or close at such high operating temperatures and / or no longer completely close. The conditions of use of flaps in exhaust systems therefore require much greater tolerances between the pairs of bearings than at ambient temperature level.

Dies führt allerdings zu einem weiteren Problemkreis. Denn bei entsprechend vergrößertem Spiel zwischen den einzelnen Bauteilen führt der Einsatz solcher Drosselklappeneinheiten in Fahrzeugen, wenn nicht besondere Maßnahmen dagegen ergriffen werden, infolge der unvermeidbaren Erschütterungen und Schwingungen zu nicht akzeptablen Klappergeräuschen.However, this leads to another problem area. Because with correspondingly increased play between the individual components, the use of such throttle valve units in vehicles, unless special measures are taken against it, due to the inevitable vibrations and vibrations to unacceptable rattling noises.

Zur Vermeidung derartiger Klappergeräusche wurde in der DE 43 13 454 A1 vorgeschlagen, die Drosselklappenwelle mittels Federkraft gegen eine Axialwand des Gehäuses abzustützen und ein Federelement aus keramischem Werkstoff zu verwenden. Die Federkraft wirkt dabei in allen Klappenstellungen in Achsrichtung auf die Welle. Das führt beim Betätigen der Drosselklappenwelle zwangsläufig zu erhöhten Reibungen zwischen Welle und Feder einerseits und Drosselklappe und Gehäuse andererseits. Die zusätzlichen Reibkräfte müssen durch zusätzliche Stellkräfte überwunden werden. Das erfordert eine größere Unterdruckdose mit größerer Membranfläche und eine stärkere Feder zur Erzeugung der Rückstellkräfte.To avoid such rattling noises was in the DE 43 13 454 A1 proposed to support the throttle shaft by means of spring force against an axial wall of the housing and to use a spring element made of ceramic material. The spring force acts in all valve positions in the axial direction of the shaft. This inevitably leads to increased friction between the shaft and spring on the one hand and throttle and housing on the other hand when operating the throttle shaft. The additional frictional forces must be overcome by additional actuating forces. This requires a larger vacuum box with larger membrane area and a stronger spring to generate the restoring forces.

In DE 197 29 335 wurde vorgeschlagen, daß die Gleitlager aus zwei Lagerschalen bestehen und jedes Lagerhalbschalenstück ein von einer Bandfeder gebildetes Gegenhalblager aufweist, deren Lagerschalenabschnitt unter der Vorspannkraft eines von der zweiten Gehäusehälfte beim Zusammenbau verformten Federschenkels besteht. Auch diese Lösung führt zur Erhöhung der Reibkräfte und der damit erforderlichen Stellkräfte.In DE 197 29 335 It has been proposed that the plain bearings consist of two bearing shells and each bearing half-shell piece has a counter-spring bearing formed by a band spring whose bearing shell portion is under the biasing force of a deformed from the second half of the housing during assembly spring leg. This solution also leads to an increase in the frictional forces and the required actuating forces.

Da übliche Gleitmittel zwischen den sich bewegenden Teilen oberhalb 550 °C verdampfen oder verbrennen, wird die Drehbewegung der Klappe auch aus diesem Grund schwergängig. Die Stellkräfte müßten auch aus diesem Grund vergrößert werden. Die zum Schalten der Klappen zur Verfügung stehenden Kräfte und Drehmomente in Personenkraftfahrzeugen sind jedoch bauraum- und massebedingt sehr begrenzt. Ferner ist bei den in der DE 197 29 335 A1 und der DE 43 13 454 A1 vorgeschlagenen Lösungen nachteilig, daß diese Einspannungen die Drehbewegung wesentlich behindern.Since conventional lubricants between the moving parts above 550 ° C evaporate or burn, is the rotational movement of the flap also for this reason stiff. The restoring forces would have to be increased for this reason. However, the forces and torques in passenger vehicles available for switching the flaps are very limited in terms of construction space and mass. Furthermore, in the in the DE 197 29 335 A1 and the DE 43 13 454 A1 proposed solutions disadvantageous that these restraints significantly hinder the rotational movement.

Mit den oben angeführten Lösungsansätzen ist das Geräuschproblem, nämlich das Klappern der bewegten Bauteile durch Schwingungsanregungen bei einer Heißgasanwendung somit nicht zu beheben. Der technische Widerspruch besteht in folgendem: Ein geringes Spiel zwischen bewegten Bauteilen vermindert zwar die Gefahr der Entstehung von Klappergeräuschen. Jedoch steigt die Gefahr des Festfressens bei hohen Betriebstemperaturen. Ein großes Spiel zwischen den bewegten Teilen wirkt dem Festfressen entgegen, führt aber zu Klappergeräuschen. Und federbeaufschlagte Reibeinrichtungen vergrößern die erforderlichen Stellkräfte in nicht vertretbarer Weise.With the above-mentioned approaches, the noise problem, namely the rattling of the moving components by vibration excitations in a hot gas application thus can not be resolved. The technical contradiction is the following: Although a slight clearance between moving components reduces the risk of the formation of rattling noises. However, the risk of seizure increases at high operating temperatures. A big game between the moving parts counteracts the seizure, but leads to rattling noises. And spring-loaded friction devices increase the required actuating forces in an unacceptable manner.

In Anbetracht der vorstehend dargelegten Problematik besteht die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabenstellung darin, eine Drosselklappeneinrichtung der eingangs angegebenen Art bereitzustellen, die sich bei hoher Betriebssicherheit (kein Verklemmen!) und geringen erforderlichen Stellkräften durch eine minimale Geräuschentwicklung auszeichnet.In view of the problem set out above, the object underlying the present invention is to provide a throttle valve device of the type specified, which is characterized by a high level of reliability (no jamming!) And low required restoring forces due to minimal noise.

Gelöst wird diese Aufgabenstellung durch eine Drosselklappeneinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Demgemäß zeichnet sich die erfindungsgemäße Drosselklappeneinrichtung dadurch aus, daß die Anschlageinrichtung als axial wirkende Klemmeinrichtung ausgeführt ist, die ein ruhendes Klemmelement, ein mit der Welle drehbar bewegtes Klemmelement, ein axial ruhendes Hubanschlagelement und ein mit der Welle axial bewegtes Hubanschlagelement umfaßt, wobei mindestens eines der beiden Klemmelemente eine zur Achse geneigte Steuerfläche aufweist, an der in der Klappenstellung "offen" das jeweils andere Klemmelement anliegt, und wobei in der Klappenstellung "offen" das bewegte Hubanschlagelement an dem ruhenden Hubanschlagelement anliegt. In der Klappenstellung "offen" berühren sich die beiden Klemmelemente im Bereich der geneigten Fläche eines der Elemente bzw. liegen mit zwei zueinander korrespondierend geneigten Flächen aneinander an. Durch die Neigung der mindestens einen zur Drehachse geneigten Steuerfläche wird am Ende der Öffnungsbewegung der Drosselklappe, wenn die beiden Klemmelemente aneinander anliegen, auf die bewegbare, die Welle und das Verschlußelement umfassende Einheit eine axial gerichtete Kraft ausgeübt. Diese Kraft wird aufgenommen von einer - ebenfalls axial wirkenden - Hubbegrenzungseinrichtung, welche ein ruhendes Hubanschlagelement und ein mit der Welle axial bewegtes Hubanschlagelement, welches sich bei der Klappenstellung "offen" an dem ruhenden Hubanschlagelement abstützt, umfaßt. Auf diese Weise wird die das Verschlußelement und die Welle umfassende Einheit bei geöffneter Drosselklappe festgeklemmt, d.h. dergestalt fixiert, daß sie innerhalb des Klappengehäuses keine zu Klappergeräuschen führenden Bewegungen ausführen kann. Es entstehen - als Folge der mechanischen Schwingungen der Abgasanlage oder der Pulsationen des Abgasstroms - weder Klappergeräusche zwischen Welle und Lager, noch zwischen Verschlußelement und Klappengehäuse. Zugleich sind bei der erfindungsgemäßen Drosselklappeneinheit ausreichend große Toleranzen zwischen den bewegten Bauteilen möglich, um die Fertigungstoleranzen und Verformungen infolge Temperaturänderung auszugleichen und auch bei nachlassender Schmierung die Bewegungen nicht zu behindern. Zum Betätigen der Klappe ist zudem nur eine sehr geringe Kraft erforderlich, was den engen Platzverhältnissen und den zur Verfügung stehenden begrenzten Betriebsmitteln in Fahrzeugen entgegenkommt. Es kommen keine zusätzlichen Federelemente, die eine Erhöhung der Reibkräfte zwischen Gleitlager und Welle und/oder Verschlußelement und Gehäuse verursachen und/oder die Bewegungsfreiheit der sich bewegenden Teile beeinträchtigen, zum Einsatz. Im geschlossenen Zustand der Klappe ist die Leckrate des Abgases ausreichend gering bemessen und gleichzeitig "akustische Dichtheit" gewährleistet.This problem is solved by a throttle valve device with the features of claim 1. Accordingly, the throttle device according to the invention is characterized characterized in that the stop device is designed as an axially acting clamping device comprising a stationary clamping element, a rotatably moved with the shaft clamping element, an axially stationary Hubanschlagelement and with the shaft axially moving Hubanschlagelement, wherein at least one of the two clamping elements inclined to the axis Has control surface on which in the flap position "open" the other clamping element is present, and wherein in the flap position "open" the moving Hubanschlagelement rests against the stationary Hubanschlagelement. In the flap position "open", the two clamping elements in the region of the inclined surface of one of the elements touch each other or lie against each other with two mutually correspondingly inclined surfaces. Due to the inclination of the at least one inclined to the rotation axis control surface is at the end of the opening movement of the throttle, when the two clamping elements abut each other, exerted on the movable, the shaft and the closure element comprehensive unit an axially directed force. This force is absorbed by a - also axially acting - Hubbegrenzungseinrichtung, which includes a stationary Hubanschlagelement and a shaft with the axially moving Hubanschlagelement, which is supported at the flap position "open" on the stationary Hubanschlagelement. In this way, the closure element and the shaft comprehensive unit is clamped with the throttle open, ie fixed in such a way that they can perform within the flap housing no leading to rattling noise movements. There are - as a result of the mechanical vibrations of the exhaust system or the pulsations of the exhaust stream - neither rattling noises between the shaft and bearing, nor between the closure element and the valve body. at the same time In the throttle valve unit according to the invention sufficiently large tolerances between the moving components are possible to compensate for the manufacturing tolerances and deformations due to temperature change and not to hinder the movements even with decreasing lubrication. In addition, only a very small force is required to actuate the flap, which accommodates the limited space available and the limited resources available in vehicles. There are no additional spring elements, which cause an increase in the frictional forces between the sliding bearing and shaft and / or closure element and housing and / or impair the freedom of movement of the moving parts used. In the closed state of the flap, the leakage rate of the exhaust gas is sufficiently small dimensioned and simultaneously ensures "acoustic tightness".

Besonders bevorzugte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Drosselklappeneinheit sind in den Unteransprüchen angegebenen und/oder der nachfolgenden Beschreibung entnehmbar.Particularly preferred developments of the throttle valve unit according to the invention are specified in the dependent claims and / or the following description.

Gemäß einer ersten bevorzugten Weiterbildung umfaßt die Koppeleinrichtung ein mit der Membran der Unterdruckdose verbundenes Gestänge und einen mit der Welle verbundenen Kurbelarm, wobei das drehbare Klemmelement Teil des Kurbelarms ist. Besonderer Vorteil dieser Weiterbildung ist der vergleichsweise geringe technische Aufwand, verglichen mit einer solchen Ausführung, bei der die Klemmeinrichtung funktional getrennt ist von der Koppeleinrichtung. Ebenfalls im Sinne einer technisch einfachen Realisierung kann dabei vorgesehen sein, daß das ruhende Klemmelement einem Befestigungsbügel zugeordnet ist, mittels dessen sich die Unterdruckdose an dem Klappengehäuse abstützt.According to a first preferred embodiment, the coupling device comprises a link connected to the membrane of the vacuum cell and a link connected to the shaft crank arm, wherein the rotatable clamping element is part of the crank arm. A particular advantage of this development is the comparatively low technical complexity, compared with such an embodiment, in which the clamping device is functionally separated from the coupling device. Also in the sense of a technically simple realization can be provided that the dormant clamping element associated with a mounting bracket is, by means of which the vacuum unit is supported on the valve body.

Besonders bevorzugt ist die Welle in dem Klappengehäuse mittels zweier Gleitlager gelagert. Diese können gemäß einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung aus einem Drahtgestrick gebildet sein. Dies ist besonders günstig im Hinblick auf die Gleiteigenschaften bei der hier maßgeblichen Anwendung der Drosselklappeneinheit in der Abgasanlage eines Verbrennungsmotors. Im Hinblick auf jene Gleitlager zeichnet sich eine andere bevorzugte Weiterbildung der Erfindung dadurch aus, das mindestens eines von ihnen als Bundgleitlager ausgeführt ist, das sich in Achsrichtung nach außen am Klappengehäuse abstützt. Der Bund des Bundgleitlagers kann geringfügig in das Innere des Klappengehäuses hineinragen und bildet das ruhende Hubanschlagelement. In diesem Falle ist das bewegte Hubanschlagelement besonders bevorzugt durch einen Bund oder einen Absatz der Welle gebildet.Particularly preferably, the shaft is mounted in the valve housing by means of two plain bearings. These may be formed from a wire mesh according to a development of the present invention. This is particularly favorable with regard to the sliding properties in the relevant application of the throttle valve unit in the exhaust system of an internal combustion engine. With regard to those plain bearings, another preferred development of the invention is characterized in that at least one of them is designed as a federal government bearing, which is supported in the axial direction outwardly on the valve body. The collar of the federal plain bearing can slightly protrude into the interior of the valve body and forms the stationary Hubanschlagelement. In this case, the moving Hubanschlagelement is particularly preferably formed by a collar or a shoulder of the shaft.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung sind jedoch in entsprechender Weise zahlreiche andere Möglichkeiten, die beiden zusammenwirkenden Hubanschlagelemente auszuführen, denkbar. Beispielsweise kann das ruhende Hubanschlagelement durch das Klappengehäuse gebildet sein, an welchem in der Klappenstellung "offen" das Verschlußelement, welches in diesem Falle das bewegte Hubanschlagelement bildet, unter der von der Klemmeinrichtung bereitgestellten Klemmkraft anliegt.In the context of the present invention, however, numerous other possibilities to execute the two cooperating Hubanschlagelemente conceivable in a corresponding manner. For example, the stationary Hubanschlagelement be formed by the flap housing, on which in the flap position "open" the closure element, which forms the moving Hubanschlagelement in this case, rests under the provided by the clamping force clamping force.

Im Klappenzustand "geschlossen" liegt das Verschlußelement, sofern es gemäß einer bevorzugten Weiterbildung elliptisch ausgeführt ist, bevorzugt an seinem äußeren Umfang nur im Bereich der großen Halbmesser der Ellipse am Innenmantel des Gehäuses an. An den Seitenflanken ist ein Spiel vorgesehen. Dieses Spiel, das kleiner ist als die axiale Erstreckung der mindestens einen geneigten Fläche der Klemmelemente, wird für die (geringe) axiale Verschiebung der die Welle und das Verschlußelement umfassenden Einheit beim Klemmen am Ende der Öffnungsbewegung genutzt.In the flap state "closed" is the closure element, if it is elliptical according to a preferred embodiment, preferably on its outer Scope only in the area of the large radius of the ellipse on the inner shell of the housing. On the side flanks a game is provided. This clearance, which is smaller than the axial extent of the at least one inclined surface of the clamping elements, is used for the (small) axial displacement of the unit comprising the shaft and the closure element during clamping at the end of the opening movement.

Im folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand eines in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei zeigt

Fig. 1
eine Schnittdarstellung der Drosselklappeneinrichtung,
Fig. 2
ein Detail der Klemmeinrichtung in Klappenstellung "offen" in Ansicht schräg von außen,
Fig. 3
ein Detail der Klemmeinrichtung in Ansicht in Klappenstellung "offen" schräg von innen und
Fig. 4
ein Detail der Klemmeinrichtung in Ansicht in Klappenstellung "geschlossen" schräg von innen.
In the following, the present invention will be explained in more detail with reference to an embodiment illustrated in the drawing. It shows
Fig. 1
a sectional view of the throttle device,
Fig. 2
a detail of the clamping device in the flap position "open" in view obliquely from the outside,
Fig. 3
a detail of the clamping device in view in the flap position "open" obliquely from the inside and
Fig. 4
a detail of the clamping device in view in the flap position "closed" obliquely from the inside.

Die in der Zeichnung dargestellte Drosselklappeneinrichtung für den Einsatz in der Abgasanlage eines Verbrennungsmotors besitzt den folgenden grundsätzlichen Aufbau: Das Klappengehäuse 1 und die Lagerbuchsen 2 bilden die Träger für alle weiteren Baugruppen. In jede Lagerbuchse 2 ist ein als Bundgleitlager ausgebildetes Gleitlager 3, 4 eingesetzt. Die Gleitlager 3, 4 reichen in das Innere des Klappengehäuses 1 hinein und stützen sich in Achsrichtung nach außen ab. Die Gleitlager 3, 4 sind aus einem Drahtgestrick gefertigt. Das Drahtgestrick besitzt federnde Eigenschaften.The throttle valve device shown in the drawing for use in the exhaust system of an internal combustion engine has the following basic structure: The valve body 1 and the bearing bushes 2 form the carrier for all other modules. In each bearing bushing 2 designed as a plain bearing plain bearings 3, 4 is used. The plain bearings 3, 4 extend into the interior of the valve housing 1 and are supported in the axial direction to the outside. The plain bearings 3, 4 are made of a wire mesh. The knitted wire has resilient properties.

In den Gleitlagern 3, 4 ist die Welle 5, auf der ein Verschlußelement 6, teilweise die Welle 5 umschließend, angeordnet ist, um die Achse 7 drehbar (Pfeil A) gelagert. Ferner läßt sich die Welle 5 in den Gleitlagern 3, 4 in dem nachstehend näher beschriebenen Umfang auch axial verschieben (Pfeil B). Die Drehbewegungen A und die Hubbewegungen B werden, wie nachstehend erläutert, durch entsprechende Anschläge begrenzt.In the plain bearings 3, 4, the shaft 5, on which a closure element 6, partially surrounding the shaft 5, is arranged, about the axis 7 rotatably mounted (arrow A). Furthermore, the shaft 5 in the slide bearings 3, 4 in the scope described in more detail below also move axially (arrow B). The rotational movements A and the strokes B are, as explained below, limited by corresponding stops.

Der Bund 8 des Gleitlagers 3 bildet ein ruhendes Hubanschlagelement 9. Das Verschlußelement 6 besitzt in bezug auf die Dreh- und Hubbegrenzung eine Doppelfunktion. Der Teil des Verschlußelementes 6, der sich an der Welle 5 anschmiegt, bildet mit seinem dem Bund 8 des Bundlagers 3 zugewandten Abschnitt der Stirnfläche 10 ein bewegtes Hubanschlagelement 11. Der übrige Teil der Stirnfläche 10 dichtet beim Schließvorgang an dem Innenmantel 12 des Klappengehäuses 1 ab. Innenmantel 12 und Verschlußelement 6 begrenzen die Drehbewegung der Welle 5 samt dem Verschlußelement 6 bei geschlossener Klappenstellung.The collar 8 of the sliding bearing 3 forms a stationary Hubanschlagelement 9. The closure element 6 has with respect to the rotation and stroke limitation a dual function. The part of the closure element 6, which conforms to the shaft 5, forms with its collar 8 of the collar bearing 3 facing portion of the end face 10 a moving Hubanschlagelement 11. The remaining part of the end face 10 seals during the closing operation on the inner shell 12 of the valve body 1 from , Inner casing 12 and closure element 6 limit the rotational movement of the shaft 5 together with the closure element 6 with the flap closed.

An der äußeren Stirnseite der das Gleitlager 3 aufnehmenden Lagerbuchse 2 ist ein Befestigungsbügel 13 angeordnet, der die Unterdruckdose 14 mit den im Inneren enthaltenen Bauteilen Membran und Feder trägt. Das Gestänge 15 überträgt die Hubbewegung der Membran auf den Kurbelarm 16. Der Kurbelarm 16 wandelt die Hubbewegung der Membran in eine Drehbewegung der Welle 5.At the outer end side of the sliding bearing 3 receiving bushing 2, a mounting bracket 13 is arranged, which carries the vacuum unit 14 with the components contained in the membrane and spring. The linkage 15 transmits the lifting movement of the diaphragm to the crank arm 16. The crank arm 16 converts the lifting movement of the diaphragm into a rotational movement of the shaft 5.

Am Befestigungsbügel 13 ist ein im Hinblick auf die Klappenstellung "offen" wirksames ruhendes Drehanschlagelement 17 angeordnet. Dieses ist als ruhendes Klemmelement 18 ausgeführt, indem es eine zur Achse 7 geneigte Steuerfläche 19 aufweist. Das Gegenstück als bewegtes Klemmelement 20 bildet der Kurbelarm 16, der an seiner Berührungsfläche mit dem ruhenden Klemmelement 18 ebenfalls eine zur Achse 7 geneigte Steuerfläche 21 aufweist. Das ruhende und das bewegte Klemmelement 18, 20 sind radial von der Drehachse 7 der Welle 5 beabstandet angeordnet.On the mounting bracket 13 with respect to the flap position "open" effective quiescent rotary stop element 17 is arranged. This is designed as a stationary clamping element 18 by one to the axis 7th inclined control surface 19 has. The counterpart as a moving clamping element 20 forms the crank arm 16, which also has a control surface 21 inclined to the axis 7 at its contact surface with the stationary clamping element 18. The stationary and the moving clamping element 18, 20 are arranged radially spaced from the axis of rotation 7 of the shaft 5.

Im Klappenzustand "offen" berühren sich die Klemmelemente 18 und 20 im Bereich ihrer geneigte Steuerflächen 19 und 21. Hierdurch wird auf die Welle 5 eine in axialer Richtung verlaufende Kraftkomponente ausgeübt, welche die Welle 5 samt dem Verschlußelement 6 seitwärts (Pfeil B) verschiebt, bis die beiden Hubanschlagelemente 9 und 11 aneinander anliegen. Hierdurch wird die Welle 5 samt dem Verschlußelement 6 festgeklemmt, so daß in der Klappenstellung "offen" ein Klappern dieser Teile in dem Klappengehäuse unterbunden wird.In the flap state "open", the clamping elements 18 and 20 touch each other in the region of their inclined control surfaces 19 and 21. As a result, an axially extending force component is exerted on the shaft 5, which shifts the shaft 5 together with the closure element 6 sideways (arrow B), until the two Hubanschlagelemente 9 and 11 abut each other. As a result, the shaft 5 is clamped together with the closure element 6, so that in the flap position "open" rattling of these parts is prevented in the valve body.

In der Klappenstellung "geschlossen" liegt das elliptische Verschlußelement 6 an seinem äußeren Umfang 10 nur im Bereich der großen Halbmesser der Ellipse am Innenmantel 12 des Klappengehäuses an. An den Seitenflanken ist gegenüber den beiden Gleitlagern 3, 4 ein geringes axiales Spiel vorgesehen. Das axiale Spiel ist dabei kleiner als die axiale Erstreckung der geneigten Steuerflächen 19, 21 der Klemmelemente 18, 20.In the flap position "closed", the elliptical closure element 6 lies against its outer periphery 10 only in the area of the large radius of the ellipse on the inner shell 12 of the flap housing. On the side edges opposite the two plain bearings 3, 4 a slight axial clearance is provided. The axial clearance is smaller than the axial extent of the inclined control surfaces 19, 21 of the clamping elements 18, 20th

Die in der Zeichnung veranschaulichte Drosseleinrichtung funktioniert wie folgt: Bei einem entsprechenden Betriebszustand des Motors erzeugt der an der Unterdruckdose 14 anliegende Unterdruck auf die Membran der Unterdruckdose eine die Kraft der Rückstellfeder übersteigende Kraft. Das Verschlußelement 6 liegt in oben beschriebener Weise am Innenmantel 12 des Klappengehäuses 1 an. Die Klappe ist geschlossen. Soll die Klappe öffnen, wird das Unterdruckpotential von der Unterdruckdose 14 entkoppelt. Die in der Unterdruckdose enthaltene Rückstellfeder erzeugt eine Kraft in Richtung Gestänge 15. Das Gestänge dreht den Kurbelarm 16. Die Welle 5 beginnt sich zu drehen.The throttle device illustrated in the drawing operates as follows: In a corresponding operating condition of the engine, the negative pressure applied to the vacuum unit 14 generates on the diaphragm of the vacuum unit a force exceeding the force of the return spring. The closure element 6 lies in the top described manner on the inner shell 12 of the valve body 1 at. The flap is closed. If the flap is to open, the negative pressure potential is decoupled from the vacuum unit 14. The return spring contained in the vacuum box generates a force in the direction of linkage 15. The linkage rotates the crank arm 16. The shaft 5 begins to rotate.

Trifft kurz vor dem Ende der Öffnungsbewegung des Verschlußelements 6 das bewegte Klemmelement 20 auf das ruhende Klemmelement 18, so gleitet mit dem Einsetzen der ersten Berührung der beiden Klemmelemente das bewegte Klemmelement auf der geneigten Steuerfläche 19 des ruhenden Klemmelements 18 und erzeugt zusätzlich zur Drehbewegung der Welle 5 eine axiale Bewegung. Die axiale Bewegung ist abgeschlossen, wenn das Spiel zwischen dem am Verschlußelement vorgesehenen bewegten Hubanschlagelement 11 und dem am Bund 8 des Gleitlagers 3 vorgesehenen ruhenden Hubanschlagelement 9 aufgehoben ist. Es entsteht eine kraftschlüssige Verbindung. Die Welle läßt sich nicht mehr bewegen.Arrives shortly before the end of the opening movement of the closure element 6, the moving clamping member 20 on the stationary clamping element 18, then slides with the onset of the first contact of the two clamping elements, the moving clamping element on the inclined control surface 19 of the resting clamping member 18 and additionally generates the rotational movement of the shaft 5 an axial movement. The axial movement is completed when the game between the provided on the closure element moving Hubanschlagelement 11 and provided on the collar 8 of the sliding bearing 3 resting Hubanschlagelement 9 is repealed. It creates a positive connection. The wave can not be moved.

Soll die Klappe wieder geschlossen werden, erzeugt der Unterdruck in der Unterdruckdose 14 eine Kraft, die größer als die Federkraft ist. Das Gestänge 15 erzeugt eine Zugkraft auf den Kurbelarm 16. Die vorstehend erläuterte kraftschlüssige Klemmverbindung wird aufgehoben. Beim Fortschreiten der Schließbewegung beginnt das Verschlußelement 6 den Gehäuseinnenmantel 12 auf der dem Kurbelarm benachbarten Seite zu berühren. Mit fortschreitender Drehbewegung erfolgt auch wieder eine Axialbewegung und damit eine Lageausrichtung für das Verschlußelement 6, d.h. eine Rückführung des Verschlußelements in seine mittige Lage. Das ursprüngliche Achsspiel ist wieder hergestellt. Das Verschlußelement liegt wieder in seiner dichtungsoptimierten Verschlußlage. Auch in dieser Endlage wird wieder eine kraftschlüssige Verbindung hergestellt.If the flap is to be closed again, the negative pressure in the vacuum box 14 generates a force which is greater than the spring force. The linkage 15 generates a tensile force on the crank arm 16. The above-described non-positive clamping connection is canceled. As the closing movement proceeds, the shutter member 6 starts to contact the casing inner shell 12 on the side adjacent to the crank arm. As the rotational movement progresses, an axial movement and thus a positional orientation for the closure element 6, ie a return of the closure element into its central position, take place again. The original one Achsspiel is restored. The closure element is again in its seal-optimized closure position. Also in this final position, a non-positive connection is made again.

Im offenen Zustand der Klappe wird der Strömungsweg freigegeben und das Abgas umströmt das Verschlußelement 6. Das strömende Abgas erzeugt auf das Verschlußelement 6 immer dann eine in Schließrichtung wirkende Kraft, wenn das Verschlußelement eine Zwischenstellung einnimmt.In the open state of the flap, the flow path is released and the exhaust gas flows around the closure element 6. The flowing exhaust gas generated on the closure element 6 is always a force acting in the closing direction when the closure element occupies an intermediate position.

Da in beiden Endlagen kraftschlüssige Verbindungen erzeugt werden und in den Phasen der Übergänge zwischen den Zuständen "geschlossen" und "offen" die Strömung eine zusätzliche Spannkraft erzeugt, ist ein Klappern einer erfindungsgemäß ausgeführten Drosselklappe ausgeschlossen. Gleichzeitig kann ein ausreichendes Spiel vorgegeben werden, um sowohl die Drehbewegung als auch den Lageausgleich des Verschlußelementes nicht zu behindern.Since frictional connections are generated in both end positions and the flow produces an additional tension in the phases of the transitions between the states "closed" and "open", rattling of a throttle valve designed according to the invention is ruled out. At the same time a sufficient clearance can be specified in order not to hinder both the rotational movement and the position compensation of the closure element.

Claims (11)

  1. A throttle valve unit for use in the exhaust system of an internal combustion engine, comprising a valve housing (1), a shaft (5) mounted therein for rotation about an axis (7) and having a closure element (6), a vacuum unit (14) having a diaphragm, and a coupling means that serves to convert the lifting motion of the diaphragm into a rotary motion of the shaft (5), provision being made for a stop means limiting the rotary motion (A) of the shaft (5) in the "open" valve position,
    characterized in that
    the stop means is in the form of an axially active clamping means including a stationary clamping member (18), a clamping member (20) adapted for rotary motion with the shaft (5), an axially stationary travel stop member (9), and a travel stop member (11) axially moving with the shaft (5), at least one of the two clamping members (18, 20) having a control surface (19, 21) which is inclined in relation to the axis (7) and against which the respective other clamping member abuts in the "open" valve position, and the moving travel stop member (11) abutting against the stationary travel stop member (9) in the "open" valve position.
  2. The throttle valve unit according to claim 1,
    characterized in that
    the coupling means includes a linkage (15) connected with the diaphragm of the vacuum unit and a crank arm (16) connected with the shaft (5), the rotatable clamping member (20) being part of the crank arm (16).
  3. The throttle valve unit according to claim 1 or claim 2,
    characterized in that
    both the stationary (18) and the moving clamping members (20) have a control surface (19, 21) which is inclined in relation to the axis (7).
  4. The throttle valve unit according to any of claims 1 to 3,
    characterized in that
    the stationary clamping member (18) is associated with a fastening bracket (13) by means of which the vacuum unit (14) rests against the valve housing (1).
  5. The throttle valve unit according to any of claims 1 to 4,
    characterized in that
    the shaft (5) is mounted in the valve housing (1) in two slide bearings (3, 4) at least one of which is in the form of a flanged slide bearing, the flange (8) of the flanged slide bearing forming the stationary travel stop member (9).
  6. The throttle valve unit according to claim 5,
    characterized in that
    the moving travel stop member (11) is formed by a flange or a shoulder of the shaft (5).
  7. The throttle valve unit according to any of claims 1 to 4,
    characterized in that
    the stationary travel stop member (9) is formed by the valve housing (1).
  8. The throttle valve unit according to claim 7,
    characterized in that
    the moving travel stop member (11) is formed by the closure element (6).
  9. The throttle valve unit according to any of claims 1 to 8,
    characterized in that
    close to the axis (7) the closure element (6) is shaped to be cylindrical and receives the shaft (5) inside it.
  10. The throttle valve unit according to any of claims 1 to 9,
    characterized in that
    the shaft (5) is mounted in the valve housing (1) in two slide bearings (3, 4) which are formed of a wire mesh.
  11. The throttle valve unit according to any of claims 1 to 10,
    characterized in that
    in the closed valve position, only the portions of the closure element (6) remote from the axis (7) are in contact with the inner wall (12) of the valve housing (1), whereas adjacent to the axis a small clearance exists between the closure element (6) and the inner wall of the valve housing (1).
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