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Technisches Gebiet
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Im
Ansaugtrakt von Verbrennungskraftmaschinen werden Drosselvorrichtungen
eingesetzt, mit denen der in die Brennräume der Verbrennungskraftmaschine
eintretende Verbrennungsluftstrom reguliert wird. Die Drosselvorrichtungen
umfassen in der Regel eine in einem Drosselklappengehäuse angeordnete
Drosselklappe, die entweder meist noch über einen mechanischen Antrieb
bewegt wird und zunehmend auch über
einen als elektromotorischen Steller ausgebildeten Antrieb bewegt
wird. Die Drosselklappengehäuse
von Drosselvorrichtungen werden meist als Kunststoffspritzgußteile in
Großserien-Produktion
gefertigt.
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Stand der Technik
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DE 43 06 607 A1 bezieht
sich auf eine Drosselklappe einer Brennkraftmaschine. Ein Drosselklappenstutzen
weist einen zumindest einen Teil der Kanalwand bildenden, gegenüber einer
verschwenkbar angeordneten Drosselklappe in oder gegen die Strömungsrichtung
der Verbrennungsluft verschiebbaren Kanaleinsatz auf. Dieser Kanaleinsatz
ist mit einer Aussparung oder einer Erhebung versehen, die mit der
im Schließzustand
befindlichen Drosselklappe einen Drosselspalt bildet. Wird der Kanaleinsatz verschoben,
ist eine Leerlaufdrehzahlregelung der Verbrennungskraftmaschine
möglich. Über das
Verschieben des Kanaleinsatzes innerhalb des Drosselklappenstutzens
ist darüber
hinaus die Progressionscharakteristik der Drosselklappe veränderbar.
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DE 38 00 087 A1 bezieht
sich auf eine Drosselklappenvorrichtung einer Verbrennungskraftmaschine.
Die Drosselklappe wird von einem Steller in einem Kanal in Stellung
gebracht, wobei in der Wand des Kanals eine Aussparung vorgesehen
ist. Die Aussparung ist derart ausgebildet, dass bei einem stromlosen
oder drucklosen Steller und einer den Kanal verschließenden Drosselklappenstellung,
ein Durchlass für
einen Notlauf der Verbrennungskraftmaschine bereitgestellt ist.
Bei einer anderen Stellung der Drosselklappe erfolgt kein Durchfluss
durch die Aussparung.
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DE 198 56 521 A1 hat
eine Luftleitung, insbesondere im Ansaugtrakt einer Brennkraftmaschine zum
Gegenstand. Zur Verbesserung des akustischen Verhaltens werden bevorzugt
drahtförmig
ausgebildete Strömungshindernisse
in der Nähe
der Rohrwandung der Luftleitung untergebracht. Die bevorzugt drahtförmig ausgebildeten
Strömungshindernisse
umfassen Drahtsaiten. Die derart ausgebildeten Strömungshindernisse
vermögen
das akustische Verhalten in der Leitung bei geringem Strömungswiderstand
für den
die Luftleitung durchtretenden Luftstrom zu vermindern, da der Mittelteil
des Strömungsquerschnittes
der Luftleitung von den in diese eingebauten Strömungshindernissen weitestgehend unbeeinflusst
bleibt. Der Einbau der Strömungshindernisse
ist im Abluftbereich von Schaltklappen denkbar, wodurch ein Pfeifen
bei kleinen Öffnungsspalten
verhindert wird. Die Strömungshindernisse können in
die Wandung der Luftleitung eingegossen werden oder auch in einen
Dichtring eingegossen werden, der seinerseits über eine Flanschverbindung in
die Luftleitung integrierbar ist. Die bevorzugt drahtförmig ausgebildeten
Strömungshindernisse
liegen in bezug auf den die Luftleitung basierenden Luftstrom hinter
der Drosselklappe.
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EP 0 863 303 B1 hat
eine Vorrichtung zum Verhindern von Durchströmgeräuschen bei Drosselklappen zum
Gegenstand. Die offenbarte Vorrichtung ist einer Drosselklappe in
einem Luftvolumenregelmechanismus für eine Brennkraftmaschine zugerechnet.
Die Vorrichtung weist einen Luftkanal auf, in welchem eine die Drosselklappe
aufnehmende Achse drehbar gelagert ist. Durch die Verdrehung der Drosselklappe
um die Achse erfolgt eine Änderung der
Querschnittsfläche
des Luftkanales und dadurch eine Regelung des den Luftkanal passierenden
Luftvolumens. Stromabwärts
eines Paares von Spalten, die sich in einer Anfangsphase der Öffnungsbewegung
der Drosselklappe an dem am weitesten von der Achse der Drosselklappe
entfernten Bereichen um die Drosselklappe bilden, ist ein Paar von
Einrichtungen zum Erzeugen einer Turbulenz in den die Spalte passierenden
Luftströmen
vorgesehen. Die Drosselklappe weist einen Randbereich auf, der sich um
die Achse stromabwärts
des Luftkanales dreht, wenn die Drosselklappe öffnet und einen weiteren Randbereich,
der sich stromaufwärts
des Luftkanales dreht. Eine der Turbulenzerzeugungseinrichtungen des
Paares von Turbulenzerzeugungseinrichtungen, die an dem einen Randbereich
der Drosselklappe angeordnet ist, ist von der anderen Turbulenzerzeugungseinrichtungen
des Paares von Turbulenzerzeugungseinrichtungen, die an dem anderen
Randbereich der Drosselklappe angeordnet ist, in der Position stromabwärts des
Luftkanales versetzt angeordnet. Jede Turbulanzerzeugungseinrichtung
des Paares von Turbulenzerzeugungseinrichtungen ist an der Innenwandung
des Luftkanales stromabwärts
der Spalte zwischen den Randbereichen der Drosselklappe und der
Innenwandung des Luftkanales ausgebildet.
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Es
hat sich herausgestellt, dass bei bestimmten Winkelstellungen der
Drosselklappe innerhalb des Luftkanales Geräusche auftreten, die insbesondere
bei solchen Drosselklappenstellungen innerhalb des Luftkanales des
Drosselgehäuses
auftreten, in denen zwischen den Randbereichen der Drosselklappe
und der Innenwandung des Luftkanales nur ein geringer Strömungsquerschnitt
für den
Luftstrom zur Verfügung
steht. Die Geräuschentwicklung
tritt insbesondere dann in diesem Bereich auf, wenn der einen derart
verengten Strömungs querschnitt
passierende Luftstrom einen laminaren Strömungszustand mit hoher Geschwindigkeit
aufweist.
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Darstellung der Erfindung
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Der
erfindungsgemäß vorgeschlagenen
Lösung
folgend, wird im Einlaufbereich eines Drosselklappenstutzens an
der Innenwandung eine Vertiefung ausgebildet, die in bezug auf die
den Drosselklappenstutzen passierende Luftströmung stromaufwärts der
Drosselklappenstutzen bewegbaren Drosselklappe liegt. Die an der
Innenwandung des Drosselklappenstutzens ausgebildete, einzelne Aussparung
ist einerseits kostengünstig
herstellbar und bietet andererseits den Vorteil, dass die die Innenwandung
des Drosselklappenstutzens passierende Luftströmung nicht mehr als notwendig
beeinträchtigt wird,
vorzugsweise gerade so, dass keine Geräuschentwicklung entsteht.
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Die
an der Innenwandung des Drosselklappenstutzens ausgebildete Aussparung
befindet sich – in
bezug auf eine in ihrer Schließstellung
befindliche Drosselklappe – mit
ihrer bevorzugt scharfkantig ausgebildeten Unterseite zwischen 5
und 20 Winkelgrade Schwenkweg entfernt von der in Schließstellung
befindlichen Drosselklappe. Die Aussparung, die an der Innenwandung
des Drosselklappenstutzens ausgebildet ist, erstreckt sich bevorzugt
parallel zur Strömungsrichtung
des den Drosselklappenstutzen passierenden Luftstroms. Die Aussparung
kann beispielsweise an der dem Luftstrom zuweisenden Seite spitz
ausgebildet sein und sich in Richtung auf die Drosselklappe im Drosselklappenstutzen
kontinuierlich erweitern. Die Aussparung umfasst im Bereich, in
welchem eine Geräuschentwicklung
insbesondere bei einer nur um wenige Winkelgrade offenstehenden
Drosselklappe auftritt, eine stumpfe, scharfkantig ausgebildete
Kante, die der Induzierung von Wirbeln in der Luftströmung dient.
Aufgrund der sich an der scharfkantig ausgebildeten Kante der Aussparung
ausbildenden Wirbelschleppe in der die nur um wenige Winkelgrade
offenstehenden Drosselklappe passierenden Luftströmung fließt die Luftströmung verwirbelt
durch die sich ausbildenden spaltförmigen Strömungsquerschnitte zwischen
der Innenwandung des Drosselklappenstutzens und den Randbereichen
der Drosselklappe. Die in der Luftströmung induzierten Wirbel verhindern
den Aufbau von Resonanzschwingungen stromab der Drosselklappe, die
sich als Geräusch
bemerkbar machen.
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Mittels
der erfindungsgemäß vorgeschlagenen
Anbringung einer Aussparung an der Innenwandung des Drosselklappenstutzens
stromaufwärts
der Drosselklappe, können
die Wirbel in der die Drosselklappe passierenden Luftströmung induziert
werden, wenn die Drosselklappe nur wenig geöffnet steht.
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In
weiterer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lösung liegt die Aussparung zentral
in dem Bereich, in welchem bei Öffnen
der Drosselklappe im Drosselklappenstutzen der größte Luftspalt
entsteht, während
die Drosselklappe nur um wenige Winkelgrade geöffnet ist. An dieser Stelle,
d. h. an eine im rechten Winkel zum Verlauf der die Drosselklappe aufnehmenden
Schwenkachse liegenden Stelle wird beim Öffnen der Drosselklappe der
freigegebene Luftspalt am schnellsten größer. Daher passiert im Bereich
einer dort angeordneten Aussparung die größte Luftmenge die leicht geöffnete Drosselklappe. Hier
stellt sich der kleinste Druckabfall ein. In diesem kritischen Bereich
können
Schwingungen, die zur Geräuschentwicklung
führen,
auftreten und werden durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene stromaufwärts der
Drosselklappe liegende Aussparung unterdrückt.
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Von
besonderer Bedeutung ist die scharfkantige Ausbildung des der Drosselklappe
in ihrer Schließstellung
gegenüberliegenden
stumpfen Endes der Aussparung. Diese Aussparung kann auf dem Wege
des Anfräsens
der Innenwandung des Drosselklappenstutzens hergestellt werden.
Eine möglichst
scharfkantige Ausbildung der stumpf ausgebildeten Kante an der Drosselklappe
gegenüberliegenden
Ende der Aussparung kann auch durch andere spanabhebende Fertigungsverfahren
erreicht werden.
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Zeichnung
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Anhand
der Zeichnung wird die Erfindung nachstehend eingehender beschrieben.
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Es
zeigt:
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1 Einen
Querschnitt durch ein Gehäuse einer
Drosselvorrichtung mit einer Aussparung an der Innenwandung des
Drosselklappenstutzens,
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2 eine
Draufsicht auf das Gehäuse
gemäß 1,
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3 eine
perspektivische Wiedergabe des Gehäuses einer Drosselvorrichtung,
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4 einen
Querschnitt durch ein Gehäuse einer
Drosselvorrichtung mit asymmetrischem Einlauftrichter,
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5 eine
Draufsicht auf das Gehäuse
gemäß der Darstellung
in 4 und
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6 eine
in vergrößertem Maßstab wiedergegebene
Draufsicht auf die Aussparung an der Innenwandung des Drosselklappenstutzens
gemäß der Darstellung
in 5.
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Ausführungsvarianten
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1 ist
ein Querschnitt durch ein Gehäuse einer
Drosselvorrichtung mit einer Aussparung an der Innenwandung des
Drosselklappenstutzens zu entnehmen.
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Eine
Drosselvorrichtung, die im in 1 nicht
dargestellten Ansaugtrakt einer Verbrennungskraftmaschine aufgenommen
ist, umfasst ein Gehäuse 2.
Das Gehäuse 2 wird
im allgemeinen als Spritzgußbauteil
aus einem Kunststoffmaterial hergestellt. Das Gehäuse 2 lässt sich
andererseits auch aus metallischem Werkstoff fertigen, beispielsweise
als Aluminiumdruckgußgehäuse oder
dergleichen. Am Gehäuse 2 ist
ein Drosselklappenstutzen 3 ausgebildet. Der Drosselklappenstutzen 3 umfasst
einen trichterförmig
konfigurierten Einlaufbereich 5, der eine – in der
Darstellung gemäß 1 konisch
beschaffene – Innenwandung 4 aufweist.
Der trichterförmige
Einlaufbereich 5 geht an einer Übergangsstelle 23 in
einen Bereich mit konstantem Innendurchmesser 22 über. Innerhalb
dieses Bereiches sind im Gehäuse 2 der
Drosselvorrichtung 1 eine erste Lagerungsstelle 8 sowie
eine zweite Lagerungsstelle 9 aufgenommen, in denen eine
Achse 6 gelagert ist. An der Achse 6 ist eine
Drosselklappe 7 gelagert, die mit der Achse 6 über Befestigungselemente 11 verbunden sein
kann. Alternativ können
die Achse 6 und die Drosselklappe 7 einteilig
spritzgegossen ausgebildet sein.
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Der
den Drosselklappenstutzen 3 durchströmende Luftstrom strömt in die
durch Bezugszeichen 10 gekennzeichnete Strömungsrichtung
in den trichterförmig
konfigurierten Einlaufbereich 5 des Drosselklappenstutzens 3 ein.
Entsprechend der Winkelstellung der Drosselklappe 7 im
Bereich des Strömungsquerschnittes,
der durch den Innendurchmesser 22 gegeben ist, strömt der Luftstrom
stromab den Brennräumen
einer hier nicht näher
dargestellten Verbrennungskraftmaschine zu. Zum Verschwenken der
die Drosselklappe 7 aufnehmenden Achse 6 ist diese
mit einem Anschluss 13 für einen mechanischen Stellantrieb
versehen. Die in 1 dargestellte Anordnung lässt sich
jedoch ebenso gut über
einen elektrisch betätigten
Stellantrieb bewegen. Über eine
Rückstellfeder 14 kann
die Achse 6 wieder in ihre Ausgangsstellung zurückgestellt
werden.
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In
die Innenwandung 4 des Drosselklappenstutzens 3 ist
eine sich parallel zur Strömungsrichtung 10 des
in den Drosselklappenstutzen 3 einströmenden Luftstromes erstreckende
Aussparung 15 vorgesehen. Die Aussparung 15 umfasst
ein spitzes Ende 16 sowie ein stumpfes Ende 17.
Das stumpfe Ende 17 wird bevorzugt als scharfe Kante 18 ausgeführt. Die
Längserstreckung
der Aussparung 15 ist durch h gekennzeichnet, während die
breiteste Erstreckung der Aussparung 15 im Bereich des
stumpfen Endes 17 durch b gekennzeichnet ist. In Strömungsrichtung 10 des
in den Drosselklappenstutzens 3 eintretenden Luftstromes
verbreitert sich die Aussparung 15 von ihrem spitzen Ende 16 kontinuierlich
zum stumpfen Ende 17. Die am stumpfen Ende 17 der
Aussparung 15 ausgebildete scharfe Kante 18 liegt
in Bezug auf die in ihrer Schließstellung befindliche Drosselklappe 7 in
einem Schwenkweg zwischen 5 und 20 Winkelgraden entfernt, bezogen
auf die in ihrer Schließstellung
befindliche Drosselklappe 7.
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Die
in 1 dargestellte, an der Innenwandung 4 des
Drosselklappenstutzens 3 ausgebildete Aussparung 15 kann
auf dem Wege eines spanabhebenden Fertigungsverfahrens wie zum Beispiel
des Rundfräsens
gefertigt werden. In vorteilhafter Weise lässt sich beim Ausfräsen der
Innenwandung 4 des Drosselklappenstutzens 3 die
in 1 dargestellte Kontur 34 der Aussparung 15 durch
die Werkzeugkontur erreichen. Wird die Aussparung 15 durch
ein spanabhebendes Fertigungsverfahren erzeugt, kann in vorteilhafter
Weise eine Ausbildung des stumpfen Endes 17 der Aussparung 15 als
scharfe Kante 18 erreicht werden, was der Induzierung von
Wirbeln beziehungsweise Wirbelschleppen in die den Drosselklappenstutzen 3 passierende
Luftströmung
sehr günstig
ist.
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2 ist
eine Draufsicht auf das Gehäuse gemäß der Darstellung
in 1 zu entnehmen.
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Aus
der Draufsicht gemäß 2 geht
hervor, dass am Gehäuse 2 der
Drosselvorrichtung 2 ein erster Steckeranschluss 32 sowie
ein zweiter Steckeranschluss 33 ausgebildet sind. Der erste
Steckeranschluss 32 liegt dem Anschluss 13 zum
Anschluss eines Stellantriebes gegenüber und dient der Erfassung
der Drehlage der die Drosselklappewelle 7 aufnehmenden
Achse 6. Die an der Achse 6 beispielsweise als
Schrauben ausgebildete Befestigungselemente 11 aufgenommene
Drosselklappe 7 wird über eine
Rückstellfeder 12 in
ihre Ausgangslage, d. h. in ihre Schließlage zurückgestellt. Der erste Steckeranschluß 32 dient
zur Erfassung der Winkelstelle der Drosselklappe 7. Auf
der Achse 6 kann ein Potentiometer angebracht werden, welches
die für
die Motorsteuerelektronik jeweils aktuelle Position der Drosselklappe 7 erfasst.
Anstelle eines Potentiometers kann auch ein einfacher Schalter oder
ein anders ausgebildeter Elektronikgeber eingesetzt werden.
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Aus
der Draufsicht gemäß 2 geht
die Lage der Aussparung 15 an der Innenwandung 4 des Drosselklappenstutzens 3 näher hervor.
Die Aussparung 15 befindet sich in einem Öffnungsbereich 35, an
welchem die Drosselklappe 7 bei Betätigung der Schwenkachse 6 zuerst öffnet. Im Öffnungsbereich 35,
der bei Betätigung
der Drosselklappe 7 um wenige Winkelgrade die Luftströmung passieren
lässt, stellt
sich der größte Luftspalt
ein während
die Drosselklappe 7 beispielsweise um einen Winkel von
etwa 10° offen
steht. An dieser Stelle passiert die größte Luftmenge einen ersten
Randbereich 20 am Umfang der Drosselklappe 7.
Am Öffnungsbereich 3 stellt sich
der kleinste Druckabfall ein. In diesem Bereich entstehen aufgrund
der Aussparung 15 an der Innenwand 4 des Drosselklappenstutzens 3 Wirbel,
die eine Ausbildung von Schwingungen stromaufwärts der Drosselklappe 3 verhindern.
Anstelle einer um 90° – wie in
der Draufsicht gemäß 3 dargestellt – orientierten
Lage in bezug auf die Achse 6, kann die Aussparung 15 in
bezug auf den ersten Randbereich 20 auch um bis zu 10 Winkelgrade,
d. h. in einem Winkelbereich zwischen 80 und 110° in bezug auf die Achse 6 an
der Innenwandung 4 des Drosselklappenstutzens 3 ausgebildet
werden, ohne die Unterdrückung
der Geräuschentwicklung
stromaufwärts der
Drosselklappe 6 in deren Teilöffnungsstellung zu beeinträchtigen.
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Die
im Öffnungsbereich 35 liegende
Aussparung 15 an der Innenwandung 4 des Drosselklappenstutzens 3 ist
im Bereich ihrer scharfen Kante 18 in einer Breite b ausgebildet.
Die scharfe Kante 18 der Aussparung 15 fällt mit
deren stumpfen Ende 17 zusammen. Der Durchmesser der an
der Schwenkachse 6 aufgenommene Drosselklappe 7 ist
mit Bezugszeichen 22 gekennzeichnet; der den Drosselklappenstutzen 3 passierende
Luftstrom strömt
in die senkrecht zur Zeichenebene erstreckende Strömungsrichtung 10.
In der Draufsicht gemäß 2 ist
der Einlauftrichter des Drosselklappenstutzens 3 als asymmetrischer
Einlauftrichter 24 beschaffen.
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Der
Darstellung gemäß 3 ist
eine perspektivische Wiedergabe des Gehäuses einer Drosselvorrichtung
zu entnehmen.
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Aus
der Darstellung gemäß 3 gehen
die Anordnung des ersten Steckeranschlusses 32 zur Erfassung
der Drehlage einer in 3 nicht dargestellten Schwenkachse 6 hervor.
Der zweite Steckeranschluss 33 befindet sich am Gehäuse 2 der
Drosselvorrichtung 1 neben dem ersten Steckeranschluss 32.
Der zweite Steckeranschluss 33 dient dem Anschluss eines
Regelelementes, beispielsweise eines Schrittmotors. Dieser Schrittmotor
steuert ein Ventil, welches eine Bypass-Luftmenge freigibt, die
durch eine Öffnung 27 diesem
Ventil zuströmt
und an der Drosselklappe 7 vorbeiströmt. Mittels des Ventils kann
die einen Bypass passierende Luftströmung geregelt werden, so dass über eine
Motorelektronik die Leerlaufdrehzahl der Verbrennungskraftmaschine geregelt
werden kann, wenn die Drosselklappenstellung nicht veränderbar
ist. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die Stellung der
Drosselklappe 7 nur vom Fahrer auf mechanischem Wege beeinflusst
werden kann. Durch den aus der Wandung des Drosselklappenstutzens 3 herausgebrochen
darge stellten Abschnitt ist die Kontur 34 ersichtlich.
Die Aussparung 15 weist einen Kantengrund 30 auf,
der in der Breite b ausgebildet ist. Entsprechend der Auslegung
des Gehäuses 2 der
Drosselvorrichtung 1 und abhängig vom Innendurchmesser 22 des
Drosselklappenstutzens 3 stromab der Übergangsstelle 23 kann
die Aussparung 15 auch in einer größeren oder kleineren Erstreckungslänge h sowie
in einer schmaleren oder breiteren Breitenerstreckung b ausgebildet
sein. Charakteristisch für
die Anordnung der Aussparung 15 in der Innenwandung 4 des
Drosselklappenstutzens 3 ist ihre Längserstreckung h in Strömungsrichtung 10 des
den Drosselklappenstutzens 3 passierenden Luftstromes.
Aufgrund der Anordnung der Aussparung 15 gemäß den Darstellungen
in 1 und 2 stromaufwärts der Drosselklappe kann
eine maximale Verwirbelung des Öffnungsspaltes
einer leicht geöffneten
Drosselklappe 7 passierenden Luftstromes erreicht werden.
Die Anbringung der Aussparung 15 stromab der Drosselklappe 7 würde Wirbel
erst in einem Bereich erzeugen, wo bereits entstandene Resonanzschwingungen
vorliegen und die Möglichkeiten
zur Unterdrückung
dieser Resonanzschwingung und damit der Geräuschentwicklung extrem beschränkt sind.
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Der
Vollständigkeit
halber sei erwähnt,
dass die in 3 nicht dargestellte Drosselklappe über einen
elektrisch ausgebildeten Stellantrieb 13 verschwenkt werden
kann, dessen Drehlage beispielsweise über ein Potentiometer, welches
dem ersten Steckeranschluss 32 zugeordnet ist, an ein zentrales Steuergerät der Verbrennungskraftmaschine
ermittelt werden kann. Zum Antrieb der Drosselklappe 7 können sowohl
mechanische Antriebe eingesetzt werden, als auch elektrische Stellantriebe.
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4 ist
ein Querschnitt durch ein Gehäuse einer
Drosselvorrichtung mit asymmetrischem Einbautrichter zu entnehmen.
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In
der Darstellung gemäß 4 ist
das Gehäuse 2 der
Drosselvorrichtung 1 im Querschnitt dargestellt, wobei
das Gehäuse 2 einen
Drosselklappenstutzen 3 enthält. Bei Ausbildung eines asymmetrischen
Einlauftrichters 24 als Einlaufstrecke in den Drosselklappenstutzen 3,
stellt sich der in 4 wiedergegebene Verlauf der
Innenwandung 4 des Drosselklappenstutzens 3 ein.
An der Innenwandung 4 des Drosselklappenstutzens 3 ist
die Aussparung 15 ausgebildet, die sich in der Darstellung
gemäß 4 parallel
zur Strömungsrichtung 10 des
den Drosselklappenstutzens 3 passierenden Luftstromes in
einer Längserstreckung
h erstreckt. Die im Gehäuse 2 der Drosselvorrichtung 1 aufgenommene
Drosselklappe 7 ist in der Darstellung gemäß 4 in
die Schnittebene geschwenkt, ebenso wie die Schwenkachse 6, an
der die Drosselklappe 7 befestigt ist. Der Durchmesser 22 des
Strömungsquerschnittes
des Drosselklappenstutzens 3 stromab einer Übergangsstelle 23 stimmt
mit dem Durchmesser 22 der Drosselklappe 7 überein.
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In
der Innenwandung 4 des asymmetrisch ausgebildeten Einlauftrichters 24 können ein
oder mehrere Öffnungen 27 ausgebildet
sein, über
welchen Luft aus den Drosselklappenstutzen 3 in einen Bypass
geleitet werden kann. Das Gehäuse 2 der Drosselvorrichtung 1 verfügt über ein
oder mehrere Durchgangsöffnungen 26,
die beispielsweise als Bohrungen beschaffen sein können zur
Befestigung des Drosselklappengehäuses 2 am Ansaugtrakt
einer Verbrennungskraftmaschine dienen. An der unteren Stirnfläche des
Gehäuses 2 der
Drosselvorrichtung 1 ist eine umlaufende Nut 25 dargestellt,
in welche ein als O-Ring beispielsweise beschaffenes Dichtelement
eingelegt werden kann.
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5 ist
eine Draufsicht auf das Gehäuse gemäß 4 zu
entnehmen.
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Das
Gehäuse 2 der
Drosselvorrichtung 1 umfasst den Drosselklappenstutzen 3,
welcher als asymmetrischer Einlauftrichter 24 ausgebildet
ist. In der Innenwandung 4 des asymmetrischen Einlauftrichters 24 befindet
sich eine erste Öffnung 27, über welche
ein Teilstrom des den Drosselklappenstutzen 3 in Strömungsrichtung 10 passierenden
Luftstromes in einen Bypass abgeleitet werden kann. Eine zweite Öffnung 28 (Versenkung)
stellt eine gewichtssparende Maßnahme
dar, die beispielsweise als Versenkung ausgebildet sein kann, um
das Gehäuse 2 der Drosselvorrichtung 1 hinsichtlich
seines Gewichts zu optimieren. Im Drosselklappenstutzen 3 ist
die an einer in 5 nicht dargestellten Schwenkachse
aufgenommene Drosselklappe 7 in ihre Schließstellung eingezeichnet.
Die ersten und zweiten Randbereiche 20 bzw. 21 am
Umfang der Drosselklappe 7 verschließen den Strömungsquerschnitt des Drosselklappenstutzens 3 gemäß der Darstellung
in 5, bis auf einen minimalen Restspalt zur Herbeiführung der
benötigten
Leerlauf-Luftmenge, wenn die Drosselklappe 7 ihre Schließstellung
erreicht. Der Öffnungsbereich 35 an
welchem sich beim Verschwenken der Drosselklappe 7 um ihre
Schwenkachse 6 Luftspalte einstellen und im geöffneten,
beispielsweise um 10 Winkelgrade verschwenkten Öffnungszustand der Drosselklappe 7 von
der größten Luftmenge
passiert wird, liegt im Bereich der Aussparung 15 an der
Innenwandung 7 des Drosselklappenstutzens 3. Die
Aussparung 15 ist im Bereich ihres Kantengrundes 30 in
einer Breite b ausgebildet.
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Aus
dem Detail VI geht die Beschaffenheit der Aussparung 15 detaillierter
hervor.
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Dem
ersten Randbereich 20 der Drosselklappe 7 gegenüberliegend
befindet sich an der Innenwandung 4 des Drosselklappenstutzens 3 die Aussparung 15,
die sich im Detail VI senkrecht zur Zeichenebene erstreckt. Die
Aussparung 15 ist in einer Tiefe t ausgebildet, welche
sich aus der Winkelneigung des symmetrisch ausgebildeten Einlaufbereiches 5 bzw.
der Winkelneigung des asymmetrischen Einlauftrichters 24 ergibt.
Die Aussparung 15 läuft
in einem Kantengrund 30 aus, welcher das stumpfe Ende 17 der
Aussparung 15 bildet. Der spitze Einlaufbereich der Aussparung 15,
d. h. deren spitzes Ende 16 ist in dem Detail VI nicht
dargestellt. Die Aussparung 15 kann beispielsweise im Wege
eines spanabgebenden Fertigungsverfahrens wie z. B. des Zirkularfräsens erzeugt
werden. Dazu wird ein einen Krümmungsradius 29 aufweisendes
Werkzeug an die Innenwandung 4 des Drosselklappenstutzens 3 angestellt
und im Mittelpunkt 31 zentriert. In dieser Lage des spanabhebenden
Werkzeuges wird eine Aussparung 15 mit gerundeter Kontur
an der Innenwandung 4 des Drosselklappenstutzens 3 erzeugt, wobei
durch Anwendung eines spanabhebenden Verfahrens insbesondere eine
scharfkantige Ausbildung des Kantengrundes 30 und einer
scharfen Kante 18 am stumpfen Ende 17 der Aussparung 15 gewährleistet
ist.
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Auf
diese Weise kann in fertigungstechnisch besonders einfacher realisierbarer
Weise eine Aussparung 15 in einem als Spritzgussteil und
aus Spritgussmaterial gefertigten Gehäuse 2 einer Drosselvorrichtung 1 erzeugt
werden. Durch die scharfkantige Ausbildung des Kantengrundes 30 an
der Innenwandung 4 und unter Ausbildung einer scharfen
Kante 18 am stumpfen Ende 17 der sich in Strömungsrichtung 10 erstreckenden
Aussparung 15, können die
zur Verwirbelung der Luftströme
erforderlichen Störungen
erzeugt werden. Dadurch wird die Bildung von Resonanzpulsationen
im Luftstrom, der eine nur teilgeöffnete Drosselklappe 7 umströmt, verhindert.
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Unter
Anwendung eines spanabhebenden Fertigungsverfahrens kann die Aussparung 15 auf einfachem
Wege in der Innenwandung 4 des Drosselklappenstutzens 3 erzeugt
werden. Dies kann sowohl an neu hergestellten Gehäusen 2 von
Drosselvorrichtungen 1 erfolgen wie auch an bereits im
Gebrauch befindlichen Drosselvorrichtungen 1 vorgenommen
werden, so dass auch eine Geräuschreduzierung
an bereits im Betrieb befindlichen Drosselvorrichtungen 1 durch
Erzeugung einer erfindungsgemäßen Aussparung 15 an
der Innenwandung 4 des Drosselklappenstutzens 3 herbeigeführt werden kann.
Um die erfindungsgemäße Aussparung 15 an der
Innenwandung 4 des Drosselklappenstutzens 3 zu
erzeugen, kann auch beim Spritzgießen des Gehäuses 2 der Drosselvorrichtung 1 eine
entsprechende Einformung an der Innenwandung 4 des Drosselklappenstutzens 3 vorgesehen
sein.
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- 1
- Drosselvorrichtung
- 2
- Gehäuse
- 3
- Drosselklappenstutzen
- 4
- Innenwandung
- 5
- trichterförmiger symmetrischer
Einlaufbereich
- 6
- Schwenkachse
- 7
- Drosselklappe
- 8
- erste
Lagerungsstelle
- 9
- zweite
Lagerungsstelle
- 10
- Strömungsrichtung
Luftstrom
- 11
- Befestigungselement
Drosselklappe
- 12
- Rückstellfeder
- 13
- Anschluss
Stellantrieb
- 14
- Hülse
- 15
- Aussparung
- 16
- spitzes
Ende
- 17
- stumpfes
Ende
- 18
- Kante
- h
- Längserstreckung
- b
- Breitenerstreckung
- 19
- Geräuschentwicklungszone
- 20
- erster
Randbereich Drosselklappe
- 21
- zweiter
Randbereich Drosselklappe
- t
- Aussparungstiefe
- 22
- Durchmesser
Innenwandung
- 23
- Übergangsbereich
- 24
- asymmetrischer
Einlauftrichter
- 25
- umlaufende
Nut
- 26
- Durchgangsbohrung
- 27
- erste Öffnung
- 28
- zweite Öffnung
- 29
- Radius
- 30
- Kantengrund
- 31
- Mittelpunkt
Krümmungsradius
- 32
- erster
Steckeranschluss
- 33
- zweiter
Steckeranschluss
- 34
- Kontur
- 35
- Öffnungsbereich
- 36
- Bypass-Kanal