WO2004020806A1 - Drosselklappeneinheit - Google Patents

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Siegfried Deiss
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • F02D11/06—Arrangements 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
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D9/00—Controlling engines by throttling air or fuel-and-air induction conduits or exhaust conduits
    • 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
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    • F16K1/18—Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces with pivoted closure-members with pivoted discs or flaps
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    • F02D9/10—Throttle valves specially adapted therefor; Arrangements of such valves in conduits having pivotally-mounted flaps
    • F02D9/107—Manufacturing or mounting details

Definitions

  • the invention relates to a throttle valve unit with a housing which has a connecting piece which receives a shaft and a throttle valve associated therewith.
  • the throttle valve unit is particularly suitable for use in an internal combustion engine.
  • a throttle valve assembly which is used to adjust the power of an internal combustion engine and which is arranged between the outlet of an air filter and an inlet of an intake module of an internal combustion engine.
  • the throttle valve neck has a housing which has a neck which receives a shaft and a throttle valve associated therewith.
  • the throttle valve connector can be fastened to the outlet end of the air filter and to the inlet inlet of a suction module via fastening devices.
  • the object of the invention is to develop the known throttle valve unit so that it is simpler and can be used cost-effectively for various applications.
  • the throttle valve unit has a fastening device by means of which the throttle valve unit can be arranged on a suction module in such a way that the socket of the housing of the throttle valve unit is radially closed in a side recess of a suction module in the area of a throttle valve tube piece this is introduced.
  • the lateral recess is provided in the area of the throttle valve tube piece. It is designed radially and axially without completely interrupting the pipe section or the housing surrounding it, that is to say forming its end.
  • the throttle unit thus makes it possible in a simple manner to provide identical fastening devices for different applications with, for example, different diameters of the throttle valve tube piece and the connecting piece. This then makes it possible that the throttle valve only has to be extensively tested for use with a model by the manufacturer of the internal combustion engine and this can then be omitted for applications for other models.
  • the throttle valve unit can be easily arranged in an intake module. Furthermore, in particular with an increasing nozzle cross section, significantly less material is required than in the case of the conventional throttle valve connectors, which are flanged onto an inlet-side end of the intake module. This is particularly advantageous if the housing is made of plastic in an advantageous embodiment, since a more precise manufacture is easily possible because of the less required mass of plastic.
  • FIG. 1 shows a throttle valve unit and an intake module
  • FIG. 2 shows the throttle valve unit according to FIG. 1 in a second embodiment
  • FIG. 3 shows the throttle valve unit according to FIG. 1 inserted into an intake module according to FIG. 1.
  • An intake module 1 (FIG. 1) has a collector 2 and intake pipes 3 to 5, which lead to inlet channels, not shown Internal combustion engine are performed.
  • the intake module 1 further comprises a throttle valve tube piece 6, which is connected directly or indirectly to an air filter at its inlet end.
  • the throttle valve pipe section 6 has a recess which is designed radially and axially without completely interrupting the pipe section or the housing surrounding it. Furthermore, a lateral flange 9 is provided adjacent to the recess 8 and is used to fasten a throttle valve unit.
  • the throttle valve unit 11 has a housing which comprises a cover 13 and a lower housing part 15.
  • the lower housing part preferably comprises a connecting piece 17 which receives a shaft 19 and a throttle valve 21 associated therewith.
  • the nozzle is preferably only 1 to 5 cm wide in the axial direction. This saves mass accordingly, which is of particular advantage for the most precise possible production from plastic.
  • a bearing receptacle 23 is provided on the side of the throttle valve 21 that faces away from the cover 13, which is cone-shaped, preferably frustoconical.
  • the housing also includes a receptacle 25 for an actuator of the throttle valve 21, which is preferably designed as an electric motor with a corresponding gear.
  • the lower housing part 15 preferably also has a plug 27, which is designed to receive a corresponding mating plug and thus serves to connect the electrical supply and signal lines of the actuator 25 or a sensor (not shown) to a central control unit.
  • a fastening device provided which is designed as a lateral flange 29 of the throttle valve unit.
  • a groove 33 is provided coaxially to the throttle valve tube piece and thus to the free tube cross section of the connector 17, which receives an O-ring 35.
  • the throttle valve unit is fastened to the intake module by means of the flange 29 of the throttle valve unit and the flange 9 of the intake module 1, preferably by means of screws 37, 39.
  • the connector 17 is introduced into the lateral recess 8 of the intake module in the region of the throttle valve tube piece 6 radially to the latter.
  • the throttle valve can thus be used as a simple insert in the intake module, which makes it particularly suitable for highly integrated module solutions.
  • an overall extremely compact design of the intake module, including the throttle valve is made possible, which is particularly advantageous when there is often little space available.
  • the throttle valve can be attached to the intake module in a particularly simple and reliable manner.
  • the O-ring 35 which is introduced into the groove 33 of the connector 17, ensures that no leakage currents occur in the throttle valve tube section 6 when the intake module 1 is operating.
  • An O-ring is a simple and cheaply available ' standard part.
  • the peg-shaped, in particular frustoconical, outer contour of the bearing receptacle 23 can furthermore achieve a particularly reliable and precise fixing of the throttle valve unit 11 in the intake module 1 and at the same time ensure that the shaft 19 of the throttle valve 21 is very well supported.
  • the housing of the throttle valve unit 11 is preferably made of plastic. On the one hand, this enables cost-effective production and, on the other hand, "a weight saving compared to a structure made of metal.
  • the compact design of the connector 17 also ensures that the throttle valve functions properly in the entire temperature range in which the
  • FIG. 2 shows the throttle valve unit, which differs from that according to FIG. 1 only by a seal of a different design.
  • a groove 31 is provided along the outer contour of the connector 17, which receives a seal.
  • FIG. 3 shows the intake module 1 in the fully assembled state with the throttle valve unit according to FIG. 1, the throttle valve tube piece 6 being cut away along the hatched line for better illustration.

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  • Combustion & Propulsion (AREA)
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Abstract

Eine Drosselklappeneinheit hat ein Gehäuse, das einen Stutzen (17) aufweist, der eine Welle (19) und eine dieser zugeordnete Drosselklappe (21) aufnimmt. Das Gehäuse weist ferner eine Befestigungsvorrichtung auf, über die die Drosselklappeneinheit (11) an einem Ansaugmodul (1) so angeordnet werden kann, dass der Stutzen (17) in eine seitliche Ausnehmung (8) des Ansaugmoduls (1) im Bereich eines Drosselklappenrohrstücks (6) radial zu diesem eingebracht ist.

Description

Beschreibung
Drosselklappeneinheit
Die Erfindung betrifft eine Drosselklappeneinheit mit einem Gehäuse, das einen Stutzen aufweist, der eine Welle und eine dieser zugeordnete Drosselklappe aufnimmt. Die Drosselklappeneinheit ist insbesondere geeignet für einen Einsatz in einer Brennkraftmaschine.
Aus der DE 198 25 727 AI ist ein Drosselklappenstutzen bekannt, der der Leistungseinstellung einer Brennkraftmaschine dient und der zwischen dem Ausgang eines Luftfilters und einem Einlass eines Ansaugmoduls einer Brennkraftmaschine ange- ordnet ist. Der Drosselklappenstutzen hat ein Gehäuse, das einen Stutzen aufweist, der eine Welle und eine dieser zugeordnete Drosselklappe aufnimmt. Der Drosselklappenstutzen ist über Befestigungsvorrichtungen an dem ausgangsseitigen Ende des Luftfilters und an dem eingangsseitigen Einlass eines An- saugmoduls befestigbar.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, die bekannte Drosselklappeneinheit so weiter zu bilden, dass sie einfacher ist und kostengünstig für verschiedene Anwendungen einsetzbar ist.
Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den ünteransprüchen gekennzeichnet.
Der Gegenstand des unabhängigen Patentanspruchs zeichnet sich dadurch aus, dass die Drosselklappeneinheit eine Befestigungsvorrichtung aufweist, über die die Drosselklappeneinheit an einem Ansaugmodul so angeordnet werden kann, dass der Stutzen des Gehäuses der Drosselklappeneinheit in eine seit- liehe Ausnehmung eines Ansaugmoduls im Bereich eines Drosselklappenrohrstücks radial zu diesem eingebracht ist. Die seitliche Ausnehmung ist im Bereich des Drosselklappenrohrstücks vorgesehen. Sie ist radial und axial ausgebildet ohne das Rohrstück oder das dieses umgebende Gehäuse vollständig zu unterbrechen, also sein Ende zu bilden. Die Dros- seleinheit gestattet es somit auf einfache Weise für verschiedene Anwendungen mit beispielsweise unterschiedlichen Durchmesser des Drosselklappenrohrstücks und des Stutzens i- dentische Befestigungsvorrichtungen vorzusehen. Dadurch ist es dann ermöglicht, dass die Drosselklappe lediglich für die Anwendung bei einem Modell von dem Hersteller der Brennkraftmaschinen aufwendig getestet werden muss und dies dann für Anwendungen für andere Modelle entfallen kann.
Darüber hinaus kann die Drosselklappeneinheit einfach in ein Ansaugmodul angeordnet werden. Ferner wird insbesondere mit steigendem Stutzenquerschnitt wesentlich weniger Material benötigt als bei den üblichen Drosselklappenstutzen, die an ein einlassseitiges Ende des Ansaugmoduls angeflanscht werden. Dies ist insbesondere von Vorteil, wenn das Gehäuse in einer vorteilhaften Ausgestaltung aus Kunststoff hergestellt wird, da wegen der weniger benötigten Masse an Kunststoff eine genauere Fertigung einfach ermöglicht ist.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind anhand der schemati- sehen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine Drosselklappeneinheit und ein Ansaugmodul, Figur 2 die Drosselklappeneinheit gemäß Figur 1 in einer zweiten Ausführungsform, Figur 3 die Drosselklappeneinheit gemäß Figur 1 eingesetzt in ein Ansaugmodul gemäß Figur 1.
Elemente gleicher Konstruktion und Funktion sind figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Ein Ansaugmodul 1 (Figur 1) hat einen Sammler 2 und Saugrohre 3 bis 5, die hin zu Einlasskanälen einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine geführt sind. Das Ansaugmodul 1 umfasst ferner ein Drosselklappenrohrstück 6, das an seinem einlass- seitigen Ende direkt oder mittelbar mit einem Luftfilter verbunden ist. Das Drosselklappenrohrstück 6 hat eine Ausnehmung, die radial und axial ausgebildet ist ohne das Rohrstück oder das dieses umgebende Gehäuse vollständig zu unterbrechen. Ferner ist angrenzend an die Ausnehmung 8 ein seitlicher Flansch 9 vorgesehen, der zum Befestigen einer Drosselklappeneinheit dient.
Die Drosselklappeneinheit 11 hat ein Gehäuse, das einen Deckel 13 und ein Gehäuseunterteil 15 umfasst. Das Gehäuseunterteil umfasst vorzugsweise einen Stutzen 17, der eine Welle 19 und eine dieser zugeordnete Drosselklappe 21 aufnimmt. Der Stutzen ist in axialer Richtung vorzugsweise nur 1 bis 5 cm breit. Dadurch wird entsprechend Masse gespart, was insbesondere für eine möglichst genaue Fertigung aus Kunststoff von entscheidendem Vorteil ist.
Ferner ist eine Lageraufnahme 23 an der Seite der Drosselklappe 21 vorgesehen, die dem Deckel 13 abgewandt ist, die zapfenförmig, vorzugsweise kegelstumpfförmig, ausgebildet ist. Dadurch kann zum einen die Welle auf der die Drosselklappe 21 befestigt ist, gut gelagert werden, auf zum anderen kann so durch die Außenkontur der Lageraufnahme die Drosselklappeneinheit 11 zuverlässig und präzise in dem Ansaugmodul befestigt werden.
Das Gehäuse umfasst ferner eine Aufnahme 25 für einen Stel- lantrieb der Drosselklappe 21, der vorzugsweise als Elektromotor mit entsprechendem Getriebe ausgebildet ist. Darüber hinaus weist vorzugsweise das Gehäuseunterteil 15 noch einen Stecker 27 auf, der zur Aufnahme eines entsprechenden Gegensteckers ausgebildet ist und so die Verbindung zu elektri- sehen Versorgungs- und Signalleitungen des Stellantriebs 25 oder eines nicht dargestellten Sensors mit einer zentralen Steuereinheit dient. Ferner ist eine Befestigungsvorrichtung vorgesehen, die als seitlicher Flansch 29 der Drosselklappeneinheit ausgebildet ist. Ferner ist eine Nut 33 koaxial zu dem Drosselklappenrohrstück und somit zu dem freien Rohrquerschnitt des Stutzens 17 vorgesehen, welche einen 0-Ring 35 aufnimmt .
Die Drosselklappeneinheit wird mittels des Flansches 29 der Drosselklappeneinheit und des Flansches 9 des Ansaugmoduls 1 vorzugsweise mittels Schrauben 37, 39 an dem Ansaugmodul be- festigt. In dem in das Ansaugmodul eingebrachten Zustand ist der Stutzen 17 in die seitliche Ausnehmung 8 des Ansaugmoduls im Bereich des Drosselklappenrohrstücks 6 radial zu diesem eingebracht. Die Drosselklappe kann so als einfaches Einsetzteil in das Ansaugmodul eingesetzt werden, wodurch sie insbe- sondere für hoch integrierte Modullösungen besonders geeignet ist. Dadurch wird eine insgesamt äußerst kompakte Ausbildung des Ansaugmoduls einschließlich der Drosselklappe ermöglicht, was insbesondere bei häufig gering vorhandenem Bauraum von Vorteil ist.
Wenn die Befestigung als Flansch 9 ausgebildet ist, lässt sich die Drosselklappe besonders einfach und zuverlässig an dem Ansaugmodul befestigen.
Durch den O-Ring 35, der in die Nut 33 des Stutzens 17 eingebracht ist, ist gewährleistet, dass beim Betrieb des Ansaugmoduls 1 in dem Drosselklappenrohrstück 6 keine Leckströme auftreten. Dabei stellt ein O-Ring ein einfaches und billig verfügbares 'Standardteil dar.
Durch die zapfenförmige, insbesondere kegelstumpfförmige Außenkontur der Lageraufnahme 23 kann des Weiteren eine besonders zuverlässige und präzise Fixierung der Drosselklappeneinheit 11 in dem Ansaugmodul 1 erreicht werden und gleichzeitig sichergestellt werden, dass die Welle 19 der Drosselklappe 21 sehr gut gelagert ist. Das Gehäuse der Drosselklappeneinheit 11 ist vorzugsweise aus Kunststoff hergestellt. Dies ermöglicht zum einen eine kostengünstige Fertigung und zum anderen "eine Gewichtsersparnis im Vergleich zu einer Beschaffenheit aus Metall. Durch die kompakte Bauform des Stutzens 17 ist auch eine einwandfreie Funktion der Drosselklappe im gesamten Temperaturbereich gewährleistet, in dem die
Brennkraftmaschine betrieben wird. Figur 2 zeigt die Drosselklappeneinheit, die sich nur durch eine andersartig ausgeführte Dichtung unterscheidet von der gemäß Figur 1. Bei dieser Ausführungsform ist eine Nut 31 entlang der Außenkontur des Stutzens 17 vorgesehen, welche eine Dichtung aufnimmt.
Figur 3 zeigt das Ansaugmodul 1 im fertig montierten Zustand mit der Drosselklappeneinheit gemäß Figur 1, wobei das Drosselklappenrohrstück 6 entlang der schraffierten Linie zur besseren Darstellung weggeschnitten ist.

Claims

Patentansprüche
1. Drosselklappeneinheit mit einem Gehäuse,
- das einen Stutzen (17) aufweist, der eine Welle (19) und eine dieser zugeordnete Drosselklappe (21) aufnimmt,
- das eine Befestigungsvorrichtung aufweist, über die die Drosselklappeneinheit (-11) an einem Ansaugmodul (1) so angeordnet werden kann, dass -der Stutzen (17) in eine seitliche Ausnehmung (8) des Ansaugmoduls (1) im Bereich eines Drossel- klappenrohrstücks (6) radial zu diesem eingebracht ist.
2. Drosselklappeneinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsvorrichtung ein Flansch (9) ist.
3. Drosselklappeneinheit nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stutzen (17) eine Dichtung aufweist, die das Drosselklappenrohrstück (6) abdichtet.
4. Drosselklappeneinheit nach'Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass Dichtung eine Nut (33) koaxial zu dem Stutzen (17) aufweist, in die ein O-Ring (35) eingebracht ist.
5. Drosselklappeneinheit nach einem der vorstehenden Ansprü- ehe, dadurch gekennzeichnet, dass eine Lageraufnahme (23) für ein Lager der Welle (19) vorgesehen ist mit einer zapfenför- migen Außenkontur.
6. Drosselklappeneinheit nach Anspruch 5, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Lageraufnahme (23) eine kegelstumpfförmige Außenkontur hat.
7. Drosselklappeneinheit nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass, das Gehäuse aus Kunststoff besteht.
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