DE19512874A1 - Drosselklappenstutzen - Google Patents
DrosselklappenstutzenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Drosselklappenstutzen mit einem rohrartigen Ge
häuse, in dem eine Drosselklappe auf einer Drosselklappenwelle befestigt ist,
die quer zur Längsachse des rohrartigen Gehäuses an ihren freien Enden
durch Ausnehmungen in der Gehäusewand hindurchführend in Lagern drehbar
gelagert ist.
Es sind Drosselklappenstutzen bekannt, bei denen die Ausnehmungen in der
Gehäusewand des Drosselklappenstutzens stufenartig ausgebildet sind, wobei
die kleinen Stufen sich gegenüberliegend in das Gehäuseinnere münden und in
den großen Stufen der Ausnehmungen Wälzlager angeordnet sind.
Derartige Drosselklappenstutzen haben den Nachteil, daß im Bereich der
kleinen Stufen der stufenartigen Ausnehmungen bei geschlossener Drossel
klappe Leckluft hindurchströmt, wodurch eine ungenaue Leerlaufregelung und
damit unerwünschte Veränderungen in der Drehwinkel-Luftmassen-Kennlinie
entstehen. Gleichfalls muß die Drosselklappenwelle mit einer zusätzlichen
Axialspielbegrenzung versehen werden.
Drosselklappenstutzen dieser Art weisen eine geschlitzte Drosselklappenwelle
auf, wobei der Schlitz in seiner Ebene beiderseits derart eingefräst wird, daß im
Bereich der Drehachse der Drosselklappenwelle an den quer zur Drehachse
der Drosselklappenwelle befindlichen Flächen des Schlitzes ein stegartiger
Fräserauslauf entsteht. Bei in den Schlitz auf der Drosselklappenwelle mon
tierter Drosselklappe ist zwischen der radial umlaufenden Umfangsfläche der
Drosselklappe und den Fräserausläufen ein weiterer Leckluftdurchsatz möglich,
der eine genaue Leerlaufregelung beeinträchtigt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Dosselklappenstutzen der
eingangs genannten Art so auszubilden, daß mit einfachen Mitteln und ferti
gungstechnisch geringem Aufwand eine sichere und zuverlässige Abdichtung
der Drosselklappe in deren geschlossener Stellung gegen Leckluftströmungen
und gleichzeitig eine Axialspielbegrenzung der Drosselklappenwelle erreicht
wird.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Drossel
klappenwelle im Bereich der Drosselklappe mit einer Umhüllung versehen ist,
die mit ihren Enden in die Ausnehmungen in der Gehäusewand ragt und einen
etwa den Querschnitt der Drosselklappe aufweisenden, durchgehenden Schlitz
zum Hindurchführen der Drosselklappe besitzt.
Die Ausbildung und Anordnung der Umhüllung der Drosselklappenwelle hat
den Vorteil, daß die in die Ausnehmungen in der Gehäusewand ragenden
Enden der Umhüllung die Bereiche zwischen Drosselklappe und den
Ausnehmungen in der Gehäusewand zuverlässig abdichten und bei
geschlossener Drosselklappe einen hohen Leckluftdurchsatz verhindern.
Gleichermaßen schafft der etwa den Querschnitt der Drosselklappe
aufweisende, durchgehende Schlitz in der Umhüllung der Drosselklappenwelle
zum Hindurchführen der Drosselklappe eine sichere Abdichtung der Drossel
klappe gegenüber der Drosselklappenwelle, da der durch die mechanische
Bearbeitung des Schlitzes in der Drosselklappenwelle auftretende Spalt
zwischen der Querschnittsfläche der Drosselklappe und des Schlitzes in der
Drosselklappenwelle abgedeckt ist.
Die derart geschaffene verbesserte Abdichtung der Drosselklappe in
geschlossener Stellung und der dadurch reduzierte Leckluftdurchsatz macht die
Leerlaufregelung kontrollierbarer und genauer und reduziert eine unerwünschte
Beeinflussung der Drehwinkel-Luftmassen-Kennlinie.
Die Ausnehmungen in der Gehäusewand sind Bohrungen durchgehend
gleichen Durchmessers, in denen die Lager der Drosselklappe angeordnet
sind.
Dadurch wird der Fertigungsaufwand reduziert, indem nur eine einzige Bohrung
quer zur Längsachse des rohrartigen Gehäuses erforderlich ist. Bei der
Zentrierung weiterer Bohrungen auftretende Ungenauigkeiten, die zu Toleranz
abweichungen und größeren Leckluftdurchsätzen im Bereich der Ausneh
mungen führen können, werden durch die Anordnung einer Bohrung durch
gehend gleichen Durchmessers vermieden.
Die Umhüllung der Drosselklappenwelle besteht aus einem Kunststoff, der
elastische Formänderungen der Umhüllung bei Bewegung der Drossel
klappenwelle insbesondere im Bereich der Ausnehmungen in der Gehäuse
wand möglich macht.
Vorteilhaft ist es, den Querschnitt des Schlitzes der Umhüllung der Drossel
klappenwelle geringfügig kleiner gegenüber dem Querschnitt der Drosselklappe
auszubilden.
Wenn die Umhüllung der Drosselklappenwelle aus Kunststoff besteht, wird die
Drosselklappe bei deren Montage derart durch den Schlitz der
Drosselklappenwelle geführt, daß sie bis in ihre Montagestellung von der
Umhüllung im Bereich des Schlitzes der Drosselklappenwelle umfaßt wird und
somit die Drosselklappe zur Drosselklappenwelle zuverlässig gegen Leckluft
abgedichtet ist.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Umhüllung der Drosselklappenwelle aus
einem Kunststoff mit guten Gleiteigenschaften besteht. Dies ermöglicht eine
leichtgängige Verbindung der beiden Enden der Umhüllung in den Ausneh
mungen der Gehäusewand und führt zu einer guten Beweglichkeit der
Drosselklappe aus allen Betriebszuständen heraus.
Die in die Ausnehmungen in der Gehäusewand ragenden Enden der Umhül
lung weisen eine von der Drehachse der Drosselklappenwelle aus in Richtung
der Atmosphärendruckseite des Drosselklappenstutzens etwa dem Radius der
Ausnehmungen in der Gehäusewand entsprechende Ersteckung auf.
Eine derartige Ausbildung der in die Ausnehmungen der Gehäusewand ragen
den Enden der Umhüllung gewährleistet eine sichere und zuverlässige
Abdichtung gegen Leckluft, da die von der Atmosphärendruckseite auf die
geschlossene Drosselklappe in den Bereich der Ausnehmungen in der
Gehäusewand einströmende Leckluft auf ein Minimum reduziert wird.
Die in die Ausnehmungen in der Gehäusewand ragenden Enden der
Umhüllung weisen eine von der Drehachse der Drosselklappenwelle aus in
Richtung der Unterdruckseite des Drosselklappenstutzens zu den Ausneh
mungen hin einen etwa sichelförmigen Spalt bildende Ersteckung auf.
Dieser Spalt ist vorgesehen, da die Drosselklappenwelle auf Biegung
beansprucht wird und bei ihrer Durchbiegung entsprechende Toleranzen im zur
Unterdruckseite weisenden Bereich zwischen der Umhüllung der Drossel
klappenwelle und den Ausnehmungen in der Gehäusewand aufweisen sollte.
Die elastische Verformbarkeit der Umhüllung der Drosselklappenwelle trägt zu
weiterem möglichen Toleranzausgleich bei.
Vorteilhaft ist es, wenn die in die Ausnehmungen in der Gehäusewand
ragenden Enden der Umhüllung jeweils an den Lagern der Drosselklappen
welle in Anlage sind.
Dadurch kann die radiale Abdichtung gegen Leckluft an den Lagern in Richtung
des Strömungskanals entfallen. Da die Lager in einer Bohrung durchgehend
gleichen Durchmessers angeordnet sind, liegen die Enden der Umhüllung der
Drosselklappenwelle mit etwa dem gleichen Außendurchmesser der Lager zu
diesen gegeneinander an und übernehmen somit die Abdichtung, wodurch
Radialwellendichtringe entfallen können.
Die in die Ausnehmungen in der Gehäusewand ragenden Enden der
Umhüllung weisen jeweils ein geringes Axialspiel zu den Lagern der Drossel
klappenwelle auf.
Da die Enden der Umhüllung der Drosselklappenwelle axial gegen die Lager in
den Ausnehmungen in der Gehäusewand anliegen, entfällt somit eine
zusätzliche Axialspielbegrenzung.
Die Umhüllungen der Drosselklappenwelle können im Bereich des Luft
durchtrittsquerschnitts parallel zur Ebene der Drosselklappe auf deren einer
oder beiden Seite(n) eine Abflachung aufweisen.
Diese Ausbildung der Umhüllung der Drosselklappenwelle vergrößert den
freien Luftdurchtrittsquerschnitt und ermöglicht eine günstige Aerodynamik im
Übergang der Drosselklappe zur Drosselklappenwelle in geöffneter Stellung der
Drosselklappe, indem die Verwirbelung der Luftströmung und damit der Strö
mungswiderstand verringert werden.
Vorteilhaft für bessere aerodynamische Verhältnisse ist es, wenn die
Abflachungen an den Übergängen zu den Ausnehmungen in der
Gehäusewand jeweils mit einem Radius versehen sind.
Weiterhin können zur Verbesserung der Strömungsverhältnisse die Ab
flachungen an den Übergängen zur radialen Umfangsfläche der Umhüllung der
Drosselklappenwelle mit einem Radius versehen sein.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Umhüllung der Drosselklappenwelle im
Bereich des Luftdurchtrittsquerschnitts tropfenförmig in Richtung der Unter
druckseite des Drosselklappenstutzens bei geöffneter Drosselklappe weisend
ausgebildet ist.
Die tropfenförmige Ausbildung der Umhüllung der Drosselklappenwelle stellt
eine optimale Form bezüglich der aerodynamischen Verhältnisse im Strö
mungskanal des Drosselklappenstutzens dar.
Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen näher erläutert:
Es zeigen:
Fig. 1 einen Schnitt einer Draufsicht auf einen Drosselklappenstutzen im
Bereich einer Lagerung einer Drosselklappe in deren geschlossener
Stellung.
Fig. 2 einen Schnitt der Draufsicht des Drosselklappenstutzens in vollständig
geöffneter Stellung der Drosselklappe aus Fig. 1.
Fig. 3 einen Schnitt durch eine Drosselklappenwelle in einer Ansicht A-A aus
Fig. 2.
Fig. 4 eine weitere Ausführungsform in Schnittdarstellung entsprechend
Ansicht A-A aus Fig. 2.
Fig. 1 zeigt eine Drosselklappe 1, die auf einer Drosselklappenwelle 2 befestigt
ist, deren freie Enden in einem rohrartigen Gehäuse 3 quer zu dessen
Längsachse durch Ausnehmungen in der Gehäusewand in Form von Boh
rungen durchgehend gleichen Durchmessers hindurchführend und in Lagern 5
drehbar gelagert sind.
Die Drosselklappenwelle 2 ist im Bereich der Drosselklappe 1 mit einer
Umhüllung 6 versehen, die mit ihren Enden in die Ausnehmungen 4 in der
Gehäusewand ragt und aus einem Kunststoff mit guten Gleiteigenschaften
besteht.
Die Anordnung und Ausbildung der in die Ausnehmungen 4 in der
Gehäusewand ragenden Enden der Umhüllung 6 gewährleistet eine sichere
und zuverlässige Abdichtung gegen hindurchströmende Leckluft an den
Übergängen der Drosselklappe 1 zu den Ausnehmungen 4 sowie zu den
Lagern 5. Gleichzeitig ist durch den Werkstoff der Umhüllung 6 eine gute
Gleitfähigkeit der in die Ausnehmungen 4 in der Gehäusewand ragenden
Enden der Umhüllung 6 gegenüber den Ausnehmungen 4 gegeben.
Wie aus Fig. 3 ersichtlich, weisen die in die Ausnehmungen 4 in der
Gehäusewand ragenden Enden der Umhüllung 6 von der Drehachse der
Drosselklappenwelle 2 aus in Richtung der Atmosphärendruckseite des Dros
selklappenstutzens eine etwa dem Radius der Ausnehmungen 4 in der Gehäu
sewand entsprechende Erstreckung auf.
Von der Drehachse der Drosselklappenwelle 2 aus in Richtung der
Unterdruckseite des Drosselklappenstutzens weisen die in die Ausnehmungen
4 in der Gehäusewand ragenden Enden der Umhüllung 6 eine zu den
Ausnehmungen 4 hin einen sichelförmigen Spalt bildende Erstreckung auf.
Diese Ausbildung der in die Ausnehmungen 4 in der Gehäusewand ragenden
Enden der Umhüllung 6 ermöglicht einerseits eine gute Abdichtung gegen
Leckluft aus Richtung der Atmosphärendruckseite und andererseits eine
gesicherte reibungs- und klemmfreie Bewegung der Drosselklappenwelle 2 mit
deren Umhüllung 6 bei Durchbiegung der Drosselklappenwelle 2.
Fig. 2 zeigt die Anordnung der Drosselklappe 1, die bei deren Montage durch
einen durchgehenden Schlitz 7 der Umhüllung 6 geführt und auf der
geschlitzten Drosselklappenwelle 2 fixiert wird.
Dabei ist der Querschnitt des Schlitzes 7 der Umhüllung 6 geringfügig kleiner
als der Querschnitt der Drosselklappe 1, um eine sichere Anlage und Leckluft-
Abdichtung der aus Kunststoff bestehenden Umhüllung 6 der
Drosselklappenwelle 2 gegenüber der Drosselklappe 1 zu erreichen.
Die in die Ausnehmungen 4 in der Gehäusewand ragenden Enden der
Umhüllung 6 sind jeweils an den Lagern 5 der Drosselklappenwelle 2 in Anlage
und weisen ein geringes Axialspiel zu den Lagern 5 der Drosselklappenwelle 2
auf, wodurch keine zusätzlich Axialspielbegrenzung der Drosselklappenwelle 2
erforderlich ist.
Wie aus Fig. 2 und Fig. 3 erkennbar, weist die Umhüllung 6 im Bereich des
Luftdurchtrittsquerschnitts parallel zur Ebene der Drosselklappe 1 auf deren
beiden Seiten eine Abflachung 8 auf, die an den Übergängen zu den
Ausnehmungen 4 in der Gehäusewand und an den Übergängen zur radialen
Umfangsfläche der Umhüllung 6 der Drosselklappenwelle 2 jeweils mit einem
Radius versehen ist, um den Luftdurchtrittsquerschnitt zu vergrößern und gute
aerodynamische Verhältnisse im Bereich der mit den Radien versehenen
Abflachungen 8 zu erreichen.
Um optimale Strömungsverhältnisse im Bereich des Luftdurchtrittsquerschnitts
zu schaffen, ist nach einer weiteren Ausführungsform entsprechend Fig. 4 die
Umhüllung 6 der Drosselklappenwelle 2 im Bereich des
Luftdurchtrittsquerschnitts in tropfenförmiger Form 9 in Richtung der
Unterdruckseite des Drosselklappenstutzens bei geöffneter Drosselklappe 1
weisend ausgebildet.
Claims (13)
1. Drosselklappenstutzen mit einem rohrartigen Gehäuse, in dem eine
Drosselklappe auf einer Drosselklappenwelle befestigt ist, die quer zur
Längsachse des rohrartigen Gehäuses an ihren freien Enden durch
Ausnehmungen in der Gehäusewand hindurchführend und in Lagern
drehbar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Drossel
klappenwelle (2) im Bereich der Drosselklappe (1) mit einer Umhüllung
(6) versehen ist, die mit ihren Enden in die Ausnehmungen (4) in der
Gehäusewand ragt und einen etwa den Querschnitt der Drosselklappe
(1) aufweisenden, durchgehenden Schlitz (7) zum Hindurchführen der
Drosselklappe (1) besitzt.
2. Drosselklappenstutzen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Ausnehmungen (4) in der Gehäusewand Bohrungen durch
gehend gleichen Durchmessers sind, in denen die Lager (5) der
Drosselklappenwelle (2) angeordnet sind.
3. Drosselklappenstutzen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß die Umhüllung (6) der Drosselklappenwelle
(2) aus einem Kunststoff besteht.
4. Drosselklappenstutzen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Umhüllung (6) der Drosselklappenwelle (2) aus einem Kunststoff
mit guten Gleiteigenschaften besteht.
5. Drosselklappenstutzen nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die in die Ausnehmungen (4) in der
Gehäusewand ragenden Enden der Umhüllung (6) von der Drehachse
der Drosselklappenwelle (2) aus in Richtung der Atmosphärendruckseite
des Drosselklappenstutzens eine etwa dem Radius der Ausnehmungen
(4) in der Gehäusewand entsprechende Erstreckung aufweisen.
6. Drosselklappenstutzen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die in die Ausnehmungen (4) in der Gehäusewand ragenden Enden
der Umhüllung (6) von der Drehachse der Drosselklappenwelle (2) aus in
Richtung der Unterdruckseite des Drosselklappenstutzens eine zu den
Ausnehmungen (4) hin einen etwa sichelförmigen Spalt bildende Er
steckung aufweisen.
7. Drosselklappenstutzen nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die in die Ausnehmungen (4) in der
Gehäusewand ragenden Enden der Umhüllung (6) jeweils an den
Lagern (5) der Drosselklappenwelle (2) in Anlage sind.
8. Drosselklappenstutzen nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die in die Ausnehmungen (4) in der
Gehäusewand ragenden Enden der Umhüllung (6) jeweils ein geringes
Axialspiel zu den Lagern (5) der Drosselklappenwelle (2) aufweisen.
9. Drosselklappenstutzen nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung (6) der Drossel
klappenwelle (2) im Bereich des Luftdurchtrittsquerschnitts parallel zur
Ebene der Drosselklappe (1) auf deren einer oder beiden Seite(n) eine
Abflachung (8) aufweist.
10. Drosselklappenstutzen nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß die Abflachungen (8) an den Übergängen zu den Ausnehmungen
(4) in der Gehäusewand jeweils mit einem Radius versehen sind.
11. Drosselklappenstutzen nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch
gekennzeichnet, daß die Abflachungen (8) an den Übergängen zur
radialen Umfangsfläche der Umhüllung (6) der Drosselklappenwelle (2)
jeweils mit einem Radius versehen sind.
12. Drosselklappenstutzen nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung (6) der Drosselklappen
welle (2) im Bereich des Luftdurchtrittsquerschnitts tropfenförmig in
Richtung der Unterdruckseite des Drosselklappenstutzens bei geöffneter
Drosselklappenwelle (1) weisend ausgebildet ist.
13. Drosselklappenstutzen nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Schlitzes (7) der
Umhüllung (6) der Drosselklappenwelle (2) geringfügig kleiner als der
Querschnitt der Drosselklappe (1) ist.
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Applications Claiming Priority (1)
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Publications (2)
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DE19512874A1 true DE19512874A1 (de) | 1996-10-10 |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE1995112874 Expired - Fee Related DE19512874B4 (de) | 1995-04-06 | 1995-04-06 | Drosselklappenstutzen |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: MANNESMANN VDO AG, 60326 FRANKFURT, DE |
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8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: SIEMENS AG, 80333 MUENCHEN, DE |
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8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: CONTINENTAL AUTOMOTIVE GMBH, 30165 HANNOVER, DE |
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8364 | No opposition during term of opposition | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |
Effective date: 20141101 |