DE60017209T2 - Montageverfahren eines Drosselklappenventils einer Ansaugvorrichtung für eine Brennkraftmaschine - Google Patents

Montageverfahren eines Drosselklappenventils einer Ansaugvorrichtung für eine Brennkraftmaschine Download PDF

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Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Montieren eines Klappenventils in einem Ventilsystem.
  • 2. Beschreibung des zugehörigen Stands der Technik:
  • JP-A-1-53027 offenbart eine Lufteinlasssteuervorrichtung für ein Fahrzeug, das einen Drosselkörper aufweist, welcher ein Drosselventil und eine Drosselventilwelle enthält. Ein Ende von der Drosselventilwelle ist durch ein Kugellager mit einer inneren und einer äußeren Laufbahn gestützt. Eine ringartige Lagerstoppabdeckung ist in einen zylindrischen Lagerhalter des Drosselkörpers eingefügt, um das Herausgleiten des Kugellagers zu verhindern.
  • Da jedoch bei der JP-A-1-53027 die Lagerstoppabdeckung dazu verwendet wird, das Herausgleiten des Kugellagers zu verhindern, sind die Anzahl der Bauteile und die Anzahl der Herstellungsschritte erhöht, wodurch die Herstellungskosten erhöht sind. Da des Weiteren die Lagerstoppabdeckung angebracht wird, ist die axiale Länge des Lagerhalters vergrößert, wodurch sich der Drosselkörper axial vergrößert. Infolgedessen ist die Anbringungsfunktion des Drosselkörpers in einen Motorraum verschlechtert.
  • JP-B2-8-26789 offenbart eine Lufteinlasssteuervorrichtung für ein Fahrzeug, die einen Drosselkörper aufweist, welcher ein Drosselventil und eine Drosselventilwelle enthält, sowie einen Drosselpositionssensor, der einen Drehwinkel des Drosselventils erfasst. Ein Ende der Drosselventilwelle wird durch ein Kugellager mit einer inneren und einer äußeren Laufbahn gestützt.
  • Die äußere Laufbahn wird in eine innere Fläche des Lagerhalters eingefügt, und die Drosselventilwelle ist mittels einer Pressfassung in die innere Laufbahn gepresst, um einen inneren axialen Zwischenraum des Kugellagers zum Verbessern der Erfassungsgenauigkeit des Drosselpositionssensors zu beseitigen. Das Drosselventil und die Drosselventilwelle bestehen aus Eisenmetallen, und der Drosselkörper besteht aus Aluminiumdruckguss.
  • Wenn ein Fahrzeug bei Bedingungen mit äußerst hohen Temperaturen (zum Beispiel 120°C) oder bei Bedingungen mit äußerst niedrigen Temperaturen (zum Beispiel –40°C) verwendet wird, dann dehnen sich das Drosselventil und die Welle stärker aus als der Drosselkörper, das heißt der Drosselkörper schrumpft stärker als das Drosselventil und die Welle aufgrund einer Differenz des Wärmeausdehnungskoeffizienten zwischen dem Drosselventil einschließlich der Welle und dem Drosselkörper. Wenn das Drosselventil fest in einer Bohrung positioniert ist, die einen Lufteinlasskanal bildet, um den inneren axialen Zwischenraum zu beseitigen, dann gelangt somit der Außenumfang des Drosselventils mit der Bohrung bei einer Leerlaufposition davon in Kontakt, wenn das Drosselventil den Lufteinlasskanal vollständig schließt.
  • Bei einer herkömmlichen Lufteinlasssteuervorrichtung ist ein Drosselventil an einer Drosselventilwelle ohne Einstellung eines Zwischenraumes zwischen der Welle und einem Lagerabschnitt angebracht, wodurch sich die Schwingungen der Welle erhöhen. Somit ändert sich ein Zwischenraum zwischen dem Außenumfang des Drosselventils und der Innenwand der Bohrung.
  • Des Weiteren schließt bei einer herkömmlichen Lufteinlasssteuervorrichtung ein Drosselventil einen Lufteinlasskanal vollständig bei einem bestimmten Drehwinkel hinsichtlich einer Fläche, die senkrecht zu der Achse des Lufteinlasskanals ist. Das Drosselventil ist an der Welle dadurch angebracht, dass das Drosselventil in einen direkten Kontakt mit der Innenwand des Drosselkörpers gebracht wird, um die Mitte des Drosselventils an der Mitte des Lufteinlasskanals zu positionieren.
  • Dieses herkömmliche Verfahren zum Anbringen kann nicht bei einer Lufteinlasssteuervorrichtung angewendet werden, bei der das Drosselventil den Lufteinlasskanal bei einem Drehwinkel von 0° vollständig schließt, das heißt das Drosselventil schließt den Lufteinlasskanal senkrecht zu dem Lufteinlasskanal vollständig, um eine Steuerung der Fluidströmungsmenge bei einem Bereich mit niedriger Strömungsmenge zu verbessern.
  • KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Es ist die erste Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Anzahl der Bauteile und die Anzahl der Herstellungsschritte für eine Lufteinlasssteuervorrichtung zu reduzieren, um dadurch deren Herstellungskosten zu reduzieren, und einen Drosselkörper zu verkleinern.
  • Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung dient zum Verhindern eines Mikrokontaktes zwischen einem Drosselventil und einem Drosselkörper aufgrund einer Differenz des Wärmeausdehnungskoeffizienten zwischen ihnen.
  • Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung dient zum Unterdrücken einer Änderung eines Zwischenraumes zwischen dem Außenumfang eines Klappenventils, das als ein Drosselventil verwendet wird, und der inneren Wand des Fluidströmungskanals, und des Weiteren zum Verkleinern des Zwischenraumes.
  • Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein axiales Ende eines Lagerhalters gekrimmt, um das Herausgleiten eines Lagers zu verhindern, so dass eine Lagerstoppabdeckung wie bei dem Stand der Technik nicht erforderlich ist, um das Herausgleiten des Lagers zu stoppen.
  • Somit sind die Anzahl der Bauteile und die Anzahl der Herstellungsschritte für die Lufteinlasssteuervorrichtung reduziert, wodurch deren Herstellungskosten reduziert sind. Da die Lagerstoppabdeckung nicht erforderlich ist, ist die axiale Länge eines Lagerhalters des Drosselkörpers verkürzt, wodurch der Drosselkörper axial verkleinert wird. Infolgedessen ist eine Anbringungsfunktion des Drosselkörpers in einen Motorraum verbessert.
  • Gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist innerhalb eines Kugellagers eine Summe eines inneren axialen Zwischenraumes zwischen einer inneren Laufbahn und einer Kugel und eines inneren axialen Zwischenraumes zwischen einer äußeren Laufbahn und der Kugel auf eine vorbestimmte Zwischenraumgröße festgelegt.
  • Somit kann eine Welle in der axialen Richtung gleiten, so dass das Drosselventil dem Kontakt mit der inneren Wand des Drosselkörpers ausweicht. Der Mikrokontakt zwischen dem Drosselventil und dem Drosselkörper aufgrund der Differenz der Wärmeausdehnungskoeffizienten zwischen ihnen wird nämlich verhindert.
  • Gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung setzen und stützen ein erstes und ein zweites Einstellinstrument eine Welle zwischen sich, um die Welle an der Mitte des Fluidströmungskanals zu positionieren.
  • Somit wird eine Änderung des Zwischenraumes zwischen dem Außenumfang des Klappenventils und der inneren Wand des Fluidströmungskanals unterdrückt, und er wird verkleinert.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Zusätzliche Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden in einfacher Weise aus der folgenden detaillierten Beschreibung ihrer bevorzugten Ausführungsbeispiele ersichtlich, wenn diese zusammen mit den beigefügten Zeichnungen betrachtet werden, wobei:
  • 1 zeigt eine Querschnittsansicht einer Lufteinlasssteuervorrichtung (erstes Ausführungsbeispiel);
  • 2 zeigt eine Querschnittsansicht eines inneren axialen Zwischenraumes eines Kugellagers (zweites Ausführungsbeispiel);
  • 3 zeigt eine Querschnittsansicht einer Zentrierprozedur für eine Welle (drittes Ausführungsbeispiel);
  • 4 zeigt eine Querschnittsansicht einer Lufteinlasssteuervorrichtung (drittes Ausführungsbeispiel);
  • 5 zeigt eine Querschnittsansicht der Zentrierprozedur für die Welle (drittes Ausführungsbeispiel);
  • 6 zeigt eine Querschnittsansicht der Zentrierprozedur für die Welle (drittes Ausführungsbeispiel);
  • 7 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Zwischenraumeinstellinstrumentes (drittes Ausführungsbeispiel);
  • 8 zeigt eine Querschnittsansicht einer Zentrierprozedur für ein Drosselventil (drittes Ausführungsbeispiel), und
  • 9 zeigt eine Querschnittsansicht der Zentrierprozedur für das Drosselventil (drittes Ausführungsbeispiel).
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
  • (Erstes Ausführungsbeispiel)
  • Eine Lufteinlasssteuervorrichtung steuert eine Strömungsmenge einer Lufteinlassströmung in eine Brennkraftmaschine auf der Grundlage eines Beschleunigungspedalhubes eines Fahrzeuges, wodurch eine Drehzahl der Kraftmaschine gesteuert wird.
  • Wie dies in der 1 gezeigt ist, hat die Lufteinlasssteuervorrichtung ein Drosselventil 1, eine Drosselventilwelle 2, einen Beschleunigungshebel 3 und einen Drosselpositionssensor 4. Das Drosselventil 1 ist ein Drehklappenventil, und es stellt die Lufteinlassströmungsmenge ein. Die Drosselventilwelle 2 ist mit dem Drosselventil 1 einstückig ausgebildet und dreht sich mit diesem. Der Beschleunigungshebel 3 treibt das Drosselventil 1 und die Welle an. Der Drosselpositionssensor 4 erfasst einen Drehwinkel des Drosselventils 1.
  • Die Lufteinlasssteuervorrichtung hat des Weiteren einen Drosselkörper 6 mit einer Bohrung 5, einem Kugellager 7, einem Axiallager 8, einer Scheibenfeder 10. Die Bohrung bildet einen Lufteinlasskanal, der die Einlassluft zu der Kraftmaschine leitet. Das Kugellager 7 stützt das hintere Ende der Welle 2 drehbar. Das Axiallager 8 stützt das vordere Ende der Welle 2 drehbar. Die Scheibenfeder 10 ist zwischen dem Drosselkörper 6 und dem Kugellager 7 vorgesehen, um das Kugellager 7 zu stützen.
  • Das Drosselventil 1 besteht aus einem Eisenmetall und ist an die Welle 2 durch Schrauben 11 befestigt. Das Drosselventil 1 ist im Wesentlichen als eine Scheibe ausgebildet. Die Welle 2 ist innerhalb des Drosselkörpers 6 durch das Kugellager 7 und das Axiallager 8 drehbar gestützt. Die Welle 2 besteht aus dem gleichen Material wie das Drosselventil 1.
  • Der Beschleunigungshebel 3 ist an das hintere Ende der Welle 2 durch eine Schraube 12 und eine Scheibe 13 befestigt. Der Beschleunigungshebel 3 hat einen Stecker 14, an dem ein Drahtseil (nicht dargestellt) angebracht ist, dass den Beschleunigungspedalhub überträgt.
  • Der Drosselpositionssensor 4 ist an dem vorderen Ende der Welle 2 vorgesehen. Der Drosselpositionssensor 4 hat einen Dauermagneten (nicht dargestellt), ein Fühlerelement wie zum Beispiel eine Hallsonde, einen Hall-IC und ein Magnetwiderstandselement. Der Dauermagnet dreht sich mit der Welle 2 einstückig und erzeugt ein magnetisches Feld. Das Fühlerelement erfasst der Drehwinkel des Drosselventils 1 auf der Grundlage der Magnetkraft des Dauermagneten. Der Dauermagnet ist an dem vorderen Ende der Welle 2 durch eine Schraube 15 befestigt.
  • Der Drosselkörper 6 stützt das Drosselventil 1 und ist an einem Kraftmaschineneinlasskrümmer durch Schrauben befestigt. Der Drosselkörper 6 hat einen hinteren Lagerhalter 16 und einen vorderen Lagerhalter 17. Der hintere Lagerhalter 16 stützt das hintere Ende der Welle 2 drehbar durch das Kugellager 7. Der vordere Lagerhalter 17 stützt das vordere Ende der Welle 2 durch das Axiallager (ebenes Metalllager) 8 drehbar.
  • Der Drosselkörper 6 besteht aus Aluminiumdruckguss, und er hat eine hinteres rundes Loch 18 und ein vorderes rundes Loch 19, durch die die Welle 2 eingefügt wird. Der hintere Lagerhalter 16 hat einen konkaven Abschnitt 20, der an dem hinteren Ende davon mündet. In ähnlicher Weise hat der vordere Lagerhalter 17 einen konkaven Abschnitt 21, der an dem vorderen Ende davon mündet.
  • Eine Rückstellschraubenfeder 9 ist an der äußeren Fläche des hinteren Lagerhalters 16 vorgesehen. Die Rückstellfeder 9 stellt das Drosselventil 1 und die Welle 2 zu deren Anfangspositionen zurück, wenn die Kraftmaschine im Leerlauf ist. Das hintere Ende von der Rückstellfeder 9 ist mit dem Beschleunigungshebel 3 in Kontakt, und das vordere Ende davon ist mit der Außenwand des Drosselkörpers 6 in Kontakt.
  • Das Kugellager 7 hat eine innere Laufbahn 22, eine äußere Laufbahn 23 und eine Vielzahl Kugeln 24. Die innere Laufbahn 22 ist an die äußere Fläche der Welle 2 gepasst, und die äußere Laufbahn 23 ist an die innere Fläche des hinteren Lagerhalters 16 gepasst. Die Kugeln 24 sind zwischen einer Lauffläche der inneren Laufbahn 22 und einer Lauffläche der äußeren Laufbahn 23 angeordnet.
  • Das hintere Ende des Lagerhalters 16 ist gekrimmt, um zu verhindern, dass die äußere Laufbahn 23 nach hinten herausgleitet. Die Scheibenfeder 10 ist zwischen der Bodenwand des konkaven Abschnittes 20 und dem Kugellager 7 angeordnet. Die Scheibenfeder 10 drückt die äußere Laufbahn 23 axial zu einem Krimpabschnitt 16a. Die Scheibenfeder 10 dient als ein elastisches Element der vorliegenden Erfindung, und es besteht aus einer metallischen Plattenfeder, die als ein Ring ausgebildet ist.
  • Eine Prozedur zum Herstellen der Lufteinlasssteuervorrichtung wird unter Bezugnahme auf die 1 beschrieben.
  • Zum Anbringen des Drosselventils 1 an den Drosselkörper 6 wird die Scheibenfeder 10 zunächst in den konkaven Abschnitt 20 angebracht. Danach wird das Kugellager 7 in den konkaven Abschnitt 20 angebracht, und das offene Ende des konkaven Abschnittes 20 wird gekrimmt, um zu verhindern, dass die äußere Laufbahn 23 nach hinten herausgleitet. In ähnlicher Weise wird das ringartige Axiallager 8 in den konkaven Abschnitt 21 des vorderen Lagerhalters 17 mittels einer Presspassung eingefügt.
  • Eine Welle 2 wird von der hinteren Seite zu der vorderen Seite des Drosselkörpers 6 so eingefügt, dass sie die runden Löcher 18, das Kugellager 7, die Scheibenfeder 10, das Axiallager 8 und das runde Loch 19 durchdringt. Die Schrauben 11 befestigen vorübergehend das Drosselventil an die Welle 2, und das Drosselventil 1 wird getestet, ob es sich von der anfänglichen Leerlaufposition zu der Maximallastposition davon in dem Lufteinlasskanal bewegen kann.
  • Nachdem bei dem Drosselventil 1 sichergestellt wurde, dass es sich von der anfänglichen Leerlaufposition zu der Maximallastposition davon bewegen kann, befestigen die Schrauben 11 das Drosselventil 1 fest an die Welle 2. Die Rückstellfeder 9 wird an die äußere Fläche des hinteren Lagerhalters 16 angebracht, und der Beschleunigungshebel 3 wird an das hintere Ende der Welle durch die Schraube 12 und die Scheibe 13 befestigt.
  • Der Drosselpositionssensor 4 wird in den Drosselkörper 6 angebracht. Schließlich wird das Drahtseil mit dem Stecker 14 verbunden, so dass sich das Drosselventil 1 und die Welle 2 gemäß dem Beschleunigungspedalhub drehen.
  • Der Betrieb der Lufteinlasssteuervorrichtung des gegenwärtigen Ausführungsbeispieles wird unter Bezugnahme auf die 1 beschrieben.
  • Wenn ein Fahrer das Beschleunigungspedal niederdrückt, dann dreht sich der Beschleunigungshebel 3 gemäß dem Pedalhub durch das Drahtseil gegen die Federkraft der Rückstellfeder 9. Das Drosselventil 1 und die Welle 2 drehen sich um denselben Drehwinkel wie der Beschleunigungshebel 3, so dass der Lufteinlasskanal um ein vorbestimmtes Maß geöffnet wird. Somit ändert sich die Drehzahl der Kraftmaschine gemäß dem Pedalhub.
  • Der Drosselpositionssensor 4 erfasst den Öffnungsgrad des Drosselventils 1, wandelt den Öffnungsgrad in ein elektrisches Signal (Drosselöffnungsgradsignal) um und sendet das elektrische Signal zu einer ECU. Die ECU berechnet den Pedalhub auf der Grundlage des Drosselöffnungsgradsignals und bestimmt eine Kraftstoffeinspritzmenge für die Kraftmaschine.
  • Wenn der Fahrer das Niederdrücken des Beschleunigungspedals stoppt, dann stellt die Rückstellfeder 9 das Drosselventil 1, die Welle 2, den Beschleunigungshebel 3, das Drahtseil und das Beschleunigungspedal zu ihren Anfangspositionen zurück. Dadurch wird der Lufteinlasskanal geschlossen, so dass die Drehzahl der Kraftmaschinen zu einer Leerlaufdrehzahl zurückkehrt.
  • Wie dies gemäß der Lufteinlasssteuervorrichtung des gegenwärtigen Ausführungsbeispieles vorstehend beschrieben ist, wird das offene Ende des konkaven Abschnittes 20 gekrimmt, um zu verhindern, dass die äußere Laufbahn 23 des Kugellagers 7 nach hinten herausgleitet, so dass eine Lagerstoppabdeckung wie bei dem Stand der Technik nicht erforderlich ist, um das Herausgleiten der äußeren Laufbahn 23 zu stoppen.
  • Somit sind die Anzahl der Bauteile und die Anzahl der Montageprozeduren für die Lufteinlasssteuervorrichtung reduziert, wodurch deren Herstellungskosten reduziert sind. Da die Lagerstoppabdeckung nicht erforderlich ist, ist die axiale Länge des Lagerhalters 16 des Drosselkörpers 6 verkürzt, wodurch der Drosselkörper 6 axial verkleinert wird. Infolgedessen wird eine Anbringungsfunktion des Drosselkörpers 6 in einen Motorraum verbessert.
  • Da des Weiteren die Scheibenfeder 10 zwischen der Bodenwand des konkaven Abschnittes 20 und der äußeren Laufbahn 22 des Kugellagers 7 vorgesehen ist, gleitet die Welle 2 kaum in der axialen Richtung. Somit gelangt der Außenumfang des Drosselventils 1 nicht in Kontakt mit der Innenwand der Bohrung 5.
  • (Zweites Ausführungsbeispiel)
  • Da bei dem ersten Ausführungsbeispiel die Welle 2 kaum in der axialen Richtung aufgrund der Scheibenfeder 10 gleitet, wird ein Makrokontakt zwischen dem Drosselventil 1 und der Bohrung 5 verhindert, während eine Differenz des Wärmeausdehnungskoeffizienten zwischen ihnen nicht betrachtet wird. Jedoch ist nach wie vor ein Mikrokontakt zwischen dem Drosselventil 1 und der Bohrung 5 vorhanden, während die Differenz des Wärmeausdehnungskoeffizienten dazwischen betrachtet wird. Ein Ziel des zweiten Ausführungsbeispieles ist es, einen derartigen Mikrokontakt zwischen dem Drosselventil 5 und der Bohrung 5 zu verhindern.
  • Wie dies in der 2 gezeigt ist, ist bei dem zweiten Ausführungsbeispiel ein innerer axialer Zwischenraum des Kugellagers 7 eine Summe eines ersten inneren axialen Zwischenraumes (L1) zwischen der inneren Laufbahn 22 und der Kugel 24 und eines zweiten inneren axialen Zwischenraumes (L2) zwischen der äußeren Laufbahn 23 und der Kugel 24. Der innere axiale Zwischenraum (L1 + L2) des Kugellagers 7 ist zum Beispiel auf 100μm festgelegt. Hierbei sollte der innere axiale Zwischenraum (L1 + L2) mehr als 40μm betragen, wenn der Bohrungsdurchmesser des Drosselkörpers 6 einen Ø40 aufweist, er sollte mehr als 60μm betragen, wenn der Bohrungsdurchmesser einen Ø60 aufweist, er sollte 80μm betragen, wenn der Bohrungsdurchmesser einen Ø von 80 aufweist, und sollte mehr als 100μm betragen, wenn der Bohrungsdurchmesser einen Ø von 100 aufweist.
  • Eine Prozedur zum Herstellen der Lufteinlasssteuervorrichtung des gegenwärtigen Ausführungsbeispieles wird unter Bezugnahme auf die 1 und 2 beschrieben.
  • Zum Anbringen des Drosselventils 1 an den Drosselkörper 6 wird zunächst die Scheibenfeder 10 in den konkaven Abschnitt 20 angebracht. Danach wird das Kugellage 7 in den konkaven Abschnitt 20 angebracht, und das offene Ende des konkaven Abschnittes 20 wird gekrimmt, um die äußere Laufbahn 23 an die innere Fläche des hinteren Lagerhalters 16 zu befestigen. Alternativ kann das Kugellager 7 mittels einer Presspassung in den konkaven Abschnitt 20 eingefügt werden, oder eine ringartige Lagerstoppabdeckung kann die äußere Laufbahn 7 zwischen die Scheibenfeder 10 und der Lagerstoppabdeckung anordnen, um die äußere Laufbahn 23 an den Lagerhalter 16 zu befestigen. Das ringartige Axiallager 8 wird mittels einer Presspassung in den konkaven Abschnitt 21 des vorderen Lagerhalters 17 eingefügt.
  • Eine Welle 2 wird mittels einer Presspassung in die innere Laufbahn 22 von der hinteren Seite zu der vorderen Seite davon so eingefügt, dass sie das runde Loch 18, das Kugellager 7, die Scheibenfeder 10, das Axiallager 8 und das runde Loch 19 durchdringt. Die Schrauben 11 befestigen vorübergehend das Drosselventil 1 an die Welle 2, und das Drosselventil 1 wird getestet, ob es sich von der anfänglichen Leerlaufposition zu der Maximallastposition davon in dem Lufteinlasskanal bewegen kann.
  • Nachdem bei dem Drosselventil 1 sichergestellt wurde, dass es sich von der anfänglichen Leerlaufposition zu der Maximallastposition davon bewegen kann, befestigen die Schrauben 11 das Drosselventil 1 fest an die Welle 2. Hierbei ist es wünschenswert, dass der erste innere axiale Zwischenraum (L1) und der zweite innere axiale Zwischenraum (L2) im Wesentlichen gleich eingestellt werden (zum Beispiel 50μm).
  • Die Rückstellfeder 9 wird an die äußere Fläche des hinteren Lagerhalters 16 angebracht, und ein Beschleunigungshebel 3 wird an das hintere Ende der Welle 2 durch die Schraube 12 und die Scheibe 13 befestigt.
  • Der Drosselpositionssensor 4 wird in den Drosselkörper 6 angebracht. Schließlich wird das Drahtseil mit dem Stecker 14 verbunden, so dass sich das Drosselventil 1 und die Welle 2 gemäß dem Beschleunigungspedalhub drehen.
  • Wie dies gemäß dem gegenwärtigen zweiten Ausführungsbeispiel vorstehend beschrieben ist, können die Welle 2 und die innere Laufbahn 23 in der axialen Richtung durch Festlegung des inneren axialen Zwischenraumes (L1 + L2) auf den vorbestimmten Zwischenraum (zum Beispiel 100μm) gleiten, auch wenn die innere Laufbahn 22 mittels einer Presspassung an die äußere Fläche der Welle 2 eingefügt ist und die äußere Laufbahn 23 an die innere Fläche des Lagerhalters 16 mittels einer Presspassung oder durch Krimpen befestigt ist.
  • Da die Welle 2 in der axialen Richtung gleiten kann, löst sich das Drosselventil 1 auf diese Weise von dem Kontakt der Innenwand der Bohrung 5, wenn eine Differenz des Wärmeausdehnungskoeffizienten zwischen dem Drosselventil 1 einschließlich der Welle 2, die aus Eisen besteht, und dem Drosselkörper 6 vorhanden ist, der aus Aluminiumdruckguss besteht. Der Mikrokontakt zwischen dem Drosselventil 1 und der Bohrung 5 wird nämlich verhindert, während die Differenz des Wärmeausdehnungskoeffizienten betrachtet wird.
  • (Drittes Ausführungsbeispiel) Wie dies in der 3 gezeigt ist, ist bei dem dritten Ausführungsbeispiel die hintere Endfläche der Welle 2 eben ausgebildet, und das vordere Ende der Welle 2 hat eine Nut 2a. Des Weiteren steht das hintere Ende des Lagerhalters 16 weiter nach hinter vor als das Kugellager 7. In ähnlicher Weise steht das vordere Ende des Lagerhalters 7 weiter nach vorne vor als das Axiallager 8.
  • Eine Prozedur zum Montieren des Drosselventils 1 des gegenwärtigen Ausführungsbeispieles wird unter Bezugnahme auf die 3 bis 9 beschrieben.
  • Ein erstes und ein zweites Einstellinstrument 31, 32 werden zum Zentrieren der Welle 2 verwendet, und ein Zwischenraumeinstellinstrument 41 wird zum Zentrieren des Drosselventils 1 verwendet.
  • Ein erster Lagerabschnitt hat die Welle 2, das Kugellager 7 und den Lagerhalter 16. Das erste Einstellinstrument 31 stützt das hintere Ende der Welle 2, während der axiale und der radiale Zwischenraum des ersten Lagerabschnittes so eingestellt wird, dass die Welle 2 an der Mitte der Bohrung 5 montiert wird.
  • Wie dies in der 5 gezeigt ist, hat das vordere Ende des ersten Einstellinstrumentes 31 einen ringartigen Vorsprung 33. Der Vorsprung 33 wird an die Endfläche des Kugellagers 7, des Lagerhalters 16 und des äußeren Umfanges der Welle 2 gepasst. Der Vorsprung 33 hat einen konkaven Abschnitt 34, der an das hintere Ende der Welle 2 gepasst wird. Die innere und die äußere Wand des Vorsprungs 33 ist derart nach vorne abgeschrägt, dass der äußere und innere Durchmesser des Vorsprungs 33 zu dem vorderen Ende davon allmählich verringert wird.
  • Ein zweiter Lagerabschnitt hat die Welle 2, das Axiallager 8 und den Lagerhalter 17. Das zweite Einstellinstrument 32 stützt das vordere Ende der Welle 2, während der axiale und der radiale Zwischenraum des zweiten Lagerabschnittes so eingestellt wird, dass die Welle 2 an der Mitte der Bohrung 5 montiert wird.
  • Wie dies in der 6 gezeigt ist, hat das hintere Ende des zweiten Einstellinstrumentes 32 einen ringartigen Vorsprung 35 und einen Ansatz 36. Der Vorsprung 35 ist an die vordere Fläche des Lagerhalters 17 gepasst, und dem Außenumfang der Welle 2. Der Ansatz 36 ist an die Nut 2a der Welle 2 gepasst. Die innere und die äußere Wand des Vorsprungs 35 ist so nach hinten abgeschrägt, dass der äußere und der innere Durchmesser des Vorsprungs 35 allmählich zu dem hinteren Ende davon verringert wird.
  • Das Zwischenraumeinstellinstrument 41 montiert das Drosselventil 1 an den Drosselkörper 6, während ein Zwischenraum zwischen dem Außenumfang des Drosselventils 1 und der Bohrung 5 auf einen konstanten Zwischenraum eingestellt wird (zum Beispiel 50μm). Wie dies in den 7 bis 9 gezeigt ist, ist das Zwischenraumeinstellinstrument 41 als ein Paar Bogenzylinder entlang des Außenumfanges des Drosselventils 1 ausgebildet und hat eine vorbestimmte Dicke (zum Beispiel 50μm).
  • Zum Anbringen des Drosselventils 1 an den Drosselkörper 6 wird das Kugellager 7 zunächst in den konkaven Abschnitt 20 des Lagerhalters 16 angebracht. Die äußere Laufbahn 23 des Kugellagers 7 wird nämlich mittels einer Presspassung an die innere Fläche des Lagerhalters 16 eingefügt und befestigt.
  • Alternativ kann eine ringartige Lagerstoppabdeckung die äußere Laufbahn 23 zwischen dem Drosselkörper 6 und der Lagerstoppabdeckung anordnen, um die äußere Laufbahn 23 an den Lagerhalter 16 zu befestigen. Das Axiallager 8 wird mittels einer Presspassung in den konkaven Abschnitt 21 des Lagerhalters 17 eingefügt.
  • Die Welle 2 wird mittels einer Presspassung in die innere Laufbahn 22 von der hinteren Seite zu der vorderen Seite des Drosselkörpers 6 so eingefügt, dass es das runde Loch 18, das Kugellager 7, das Axiallager 8 und das runde Loch 19 durchdringt. Wie dies in den 3, 5 und 6 gezeigt ist, stützen dabei das erste und das zweite Einstellinstrument 31, 32 die Welle 2, während die Welle 2 dazwischen angeordnet und zentriert wird.
  • Wie dies in den 3 und 5 gezeigt ist, wird nämlich der Vorsprung 33 des ersten Einstellinstrumentes 31 an das Kugellager 7, den Lagerhalten 16 und die äußere Fläche der Welle 2 so gepasst, dass die Welle 2 nach vorn gedrückt wird.
  • Wie dies in den 3 und 6 gezeigt, wird ähnlicher Weise der Vorsprung 35 des zweiten Einstellinstrumentes 32 an den Lagerhalter 17 und die äußere Fläche der Welle 2 gepasst, und der Ansatz 36 wird an die Nut 2a der Welle 2 gepasst. Das zweite Einstellinstrument 32 drückt die Welle 2 nach hinten.
  • Auf diese Art und Weise wird die Welle 2 zwischen das erste und das zweite Einstellinstrument 31, 32 angeordnet.
  • Der axiale und der radiale Zwischenraum in der Welle 2, dem Kugellager 7 und dem Lagerhalter 16 werden eingestellt, und der axiale und der radiale Zwischenraum in der Welle 2, dem Axiallager 8 und dem Lagerhalter 17 werden so eingestellt, dass die Welle 2 an der Mitte des Lufteinlasskanals angeordnet wird.
  • Danach befestigen die Schrauben 11 vorübergehend das Drosselventil 1 an die Welle 2.
  • Wie dies in den 8 und 9 gezeigt ist, wird das Zwischenraumeinstellinstrument 41 an die Innenwand des Drosselkörper 6 gepasst, und das Drosselventil 1 wird gedreht, um mit dem Zwischenraumeinstellinstrument 41 in Kontakt zu gelangen, so dass das Drosselventil 1 zentriert wird, um den Zwischenraum zwischen dem Außenumfang davon und dem Innenumfang der Bohrung 5 auf den konstanten Zwischenraum von 50μm einzustellen.
  • Das Drosselventil 1 wird getestet, ob es sich von der anfänglichen Leerlaufposition zu der Maximallastposition davon in dem Lufteinlasskanal bewegen kann. Danach befestigen die Schrauben 11 das Drosselventil 1 fest an die Welle 2.
  • Das offene hintere Ende des konkaven Abschnittes 20 des Lagerhalters 16 wird gekrimmt, um die äußere Laufbahn 23 fest an die innere Fläche des Lagerhalters 16 zu befestigen. Die Rückstellfeder 9 wird an die äußere Fläche des hinteren Lagerhalters 16 angebracht, und der Beschleunigungshebel 3 wird an das hintere Ende der Welle 2 durch die Schraube 12 und die Scheibe 13 befestigt.
  • Der Drosselpositionssensor 4 wird in den Drosselkörper 6 angebracht. Schließlich wird das Drahtseil mit dem Stecker 14 des Beschleunigungshebels 3 verbunden, so dass das Drosselventil 1 und die Welle 2 gemäß dem Beschleunigungspedalhub gedreht werden.
  • Wie dies vorstehend beschrieben ist, wird die Welle 2 zwischen dem ersten und dem zweiten Einstellinstrument 31, 32 angeordnet und gestützt, um die Welle 2 an die Mitte des Lufteinlasskanals zu positionieren.
  • Das Drosselventil 1 wird nämlich an die Welle 2 angebracht, nachdem der axiale und der radiale Zwischenraum der Welle 2 eingestellt wurden. Somit werden Schwingungen der Welle 2 reduziert, wodurch eine Änderung des Zwischenraumes zwischen dem Außenumfang des Drosselventils 1 und der Innenwand der Bohrung 5 unterdrückt wird, und wodurch des Weiteren der Zwischenraum verkleinert wird.
  • Daher wird die Strömungsmenge der Einlassluft sehr genau gesteuert, und die Dichtfunktion wird verbessert, während das Drosselventil 1 den Lufteinlasskanal an der Leerlaufposition vollständig schließt, ohne das die Herstellungsgenauigkeiten von den Bauteilen wie zum Beispiel das Drosselventil 1, die Welle 2 und der Drosselkörper 6 verbessert wurden, wodurch der Anstieg der Herstellungskosten unterdrückt wird.
  • Des Weiteren kann das Drosselventil 1 dadurch positioniert werden, dass das Zwischenraumeinstellinstrument 41 zwischen dem Außenumfang des Drosselventils 1 und der Innenwand der Bohrung 5 vorgesehen wird, und zwar auch bei einer Lufteinlasssteuervorrichtung, bei der das Drosselventil 1 den Lufteinlasskanal bei seinem Drehwinkel von 0° vollständig schließt, das heißt das Drosselventil 1 schließt den Lufteinlasskanal vollständig senkrecht dazu. Somit kann die Mitte des Drosselventils 1 an die Mitte des Lufteinlasskanals wie bei der herkömmlichen Lufteinlasssteuervorrichtung mit einem elliptischen Drosselventil positioniert werden.
  • (Abwandlungen)
  • Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen werden das Drosselventil 1 und die Welle 2 dadurch angetrieben, dass der Beschleunigungspedalhub zu der Welle 2 über das Seil mechanisch übertragen wird. Alternativ kann der Beschleunigungshebel 3 das Drosselventil 1 und die Welle 2 drehend antreiben.
  • Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen wird die Scheibenfeder 10 als ein elastisches Element verwendet, dass die äußere Laufbahn 23 nach hinten drückt. Alternativ kann eine Feder, eine Plattenfeder, ein Dämpfgummi oder dergleichen als das elastische Element verwendet werden.
  • Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen wird das scheibenartige Drosselventil 1 als das Klappenventil verwendet. Alternativ kann ein elliptisches Drosselventil als das Klappenventil verwendet werden.
  • Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen wird die vorliegende Erfindung für eine Lufteinlasssteuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine verwendet. Alternativ kann die vorliegende Erfindung für ein Fluidströmungsmengensteuerventil oder für ein Sperrventil verwendet werden, dass eine konstante Fluidströmungsmenge erreicht.
  • Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen wird das Kugellager 7 für das hintere Lager verwendet und das Axiallager 8 wird für das vordere Lager verwendet. Alternativ kann das Axiallager für ein hinteres Lager verwendet werden, und ein Kugellager kann für ein vorderes Lager verwendet werden. Des Weiteren können ausschließlich Kugellager für beide Lager verwendet werden, oder ausschließlich Axiallager können für beide Lager verwendet werden.
  • Bei dem dritten Ausführungsbeispiel hat das zweite Einstellinstrument 32 den Ansatz 36, der in die Nut (konkaver Abschnitt) 2a an dem vorderen Ende der Welle 2 eingepasst wird. Alternativ kann das zweite Einstellinstrument 32 einen konkaven Abschnitt aufweisen, der an einen Ansatz gepasst wird, der an dem vorderen Ende der Welle 2 ausgebildet ist. Des Weiteren können ein konkaver Abschnitt, ein Ansatz oder eine ebene Fläche an dem hinteren Ende der Welle 2 ausgebildet sein. In diesem Fall sollte das vordere Ende des ersten Einstellinstrumentes 31 mit einer geeigneten Form ausgebildet sein, die zu dem hinteren Ende der Welle 2 passt.
  • Bei dem dritten Ausführungsbeispiel sind die innere und die äußere Fläche des Vorsprungs 33 des ersten Einstellinstrumentes 31 nach vorne abgeschrägt. Jedoch müssen die innere und die äußere Fläche des Vorsprungs 33 nicht abgeschrägt sein. In ähnlicher Weise müssen die innere und die äußere Fläche des Vorsprungs 35 des zweiten Einstellinstrumentes 32 nicht abgeschrägt sein, und die äußere Fläche des Ansatzes 36 des zweiten Einstellinstrumentes 32 muss auch nicht abgeschrägt sein.
  • Ein offenes Ende eines konkaven Abschnittes (20) eines Lagerhalters (16) ist gekrimmt, um zu verhindern, dass eine äußere Laufbahn (23) eines Kugellagers (7) nach hinten herausgleitet, so dass eine Lagerstoppabdeckung wie bei dem Stand der Technik nicht erforderlich ist, um das Herausgleiten der äußeren Laufbahn (23) zu stoppen. Somit werden die Anzahl der Bauteile und die Anzahl der Montageprozeduren für eine Lufteinlasssteuervorrichtung reduziert, wodurch deren Herstellungskosten reduziert werden. Da des Weiteren die Lagerstoppabdeckung nicht erforderlich ist, ist die axiale Länge des Lagerhalters (16) eines Drosselkörpers (6) verkürzt, wodurch der Drosselkörper (6) axial verkleinert ist.

Claims (3)

  1. Verfahren zum Montieren eines Klappenventils (1) in einem Fluidströmungskanal (5) bei einem Ventilsystem, wobei das Ventilsystem folgendes aufweist: eine Welle (2), an der das Klappenventil (1) angebracht ist, wobei die Welle (2) eine Drehmitte des Klappenventils (1) ist; einen ersten Lagerabschnitt, der ein erstes Ende der Welle (2) drehbar stützt; einen zweiten Lagerabschnitt, der ein zweites Ende der Welle (2) drehbar stützt; wobei das Verfahren zum Montieren des Klappenventils (1) die folgenden Schritte aufweist: Verwenden eines ersten Einstellinstrumentes (31) zum Einstellen von axialen und radialen Zwischenräumen zwischen dem ersten Ende der Welle (2) und dem ersten Lagerabschnitt; Verwenden eines zweiten Einstellinstrumentes (32) zum Einstellen von axialen und radialen Zwischenräumen zwischen dem zweiten Ende der Welle (2) und dem zweiten Lagerabschnitt; und Anordnen der Welle (1) an einer Mitte des Fluidströmungskanales (5).
  2. Verfahren zum Montieren eines Klappenventils (1) gemäß Anspruch 1, wobei der erste Lagerabschnitt einen ersten Lagerhalter (16) zum Stützen eines ersten Lagers (7) aufweist, der zweite Lagerabschnitt einen zweiten Lagerhalter (17) zum Stützen eines zweiten Lagers (8) aufweist, das erste Einstellinstrument (31) einen ringartigen Vorsprung (33) aufweist, der zu dem ersten Lager (7), dem ersten Lagerhalter (16) und dem ersten Ende der Welle (2) passt, und das zweite Einstellinstrument (32) einen ringartigen Vorsprung (35) aufweist, der zu dem zweiten Lagerhalter (17) und dem zweiten Ende der Welle (2) passt, und wobei es einen Vorsprung (36) aufweist, der zu dem zweiten Ende der Welle (2) passt.
  3. Verfahren zum Montieren eines Klappenventils (1) gemäß Anspruch 1, des weiteren mit den folgenden Schritten: Vorübergehendes Befestigen des Klappenventils (1) an die Welle (2); Setzen eines Zwischenraumeinstellinstrumentes (41) zwischen dem Klappenventil (1) und einer Innenwand des Fluidströmungskanales (5) zum Anordnen des Klappenventils (1) derart, dass ein Zwischenraum zwischen dem Klappenventil (1) und der Innenwand des Fluidströmungskanales (5) entlang eines gesamten Außenumfanges des Klappenventils (1) konstant ist; und Festes Fixieren des Klappenventils (1) an die Welle (2).
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