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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Einlassluftsteuervorrichtung
einschließlich
eines Drosselventils, die bei einem Fahrzeug verwendbar ist.
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2. Beschreibung des zugehörigen Stands
der Technik:
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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.
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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.
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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.
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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.
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Wenn
ein Fahrzeug bei Bedingungen mit äüßerst 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.
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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.
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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.
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Dieses
herkömmliche
Verfahren zum Anbringen kann nicht bei einer Lufteinlasssteuervorrichtung angewendet
werden, 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.
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Die
Druckschrift JP-11 006 528 offenbart ein Verfahren zum Anbringen
eines Präzisionsteils
an einer Platte. Gezeigt ist eine Lagerstruktur, bei der Teile eines
Lagerhalters so gestemmt sind, dass das Lager ortsfest gehalten
wird.
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Die
Druckschrift US-4 406 176 offenbart eine Lenkwellenstützvorrichtung,
bei der ein Lager steif an einem Wellenelement durch einen axialen
Stopper befestigt ist.
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Aufgrund
einer Differenz der thermischen Expansion treten Schwingungen des
Lagers und des Lagerhalters auf, falls sich die Temperatur ändert.
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KURZFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Es
ist die 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.
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Die
Aufgabe wird durch eine Steuervorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst.
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Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein axiales Ende eines Lagerhalters
gecrimpt, 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.
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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.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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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:
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1 zeigt
eine Querschnittsansicht einer Lufteinlasssteuervorrichtung (erstes
Ausführungsbeispiel);
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2 zeigt
eine Querschnittsansicht eines inneren axialen Zwischenraumes eines
Kugellagers (Vergleichsbeispiel zum besseren Verständnis der Erfindung);
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3 zeigt
eine Querschnittsansicht einer Zentrierprozedur für eine Welle
(zweites Vergleichsbeispiel zum besseren Verständnis der Erfindung);
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4 zeigt
eine Querschnittsansicht einer Lufteinlasssteuervorrichtung (zweites
Vergleichsbeispiel zum besseren Verständnis der Erfindung);
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5 zeigt
eine Querschnittsansicht der Zentrierprozedur für die Welle (zweites Vergleichsbeispiel
zum besseren Verständnis
der Erfindung);
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6 zeigt
eine Querschnittsansicht der Zentrierprozedur für die Welle (zweites Vergleichsbeispiel
zum besseren Verständnis
der Erfindung);
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7 zeigt
eine perspektivische Ansicht eines Zwischenraumeinstellinstrumentes
(zweites Vergleichsbeispiel zum besseren Verständnis der Erfindung);
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8 zeigt
eine Querschnittsansicht einer Zentrierprozedur für ein Drosselventil
(zweites Vergleichsbeispiel zum besseren Verständnis der Erfindung), und
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9 zeigt
eine Querschnittsansicht der Zentrierprozedur für das Drosselventil (drittes
Ausführungsbeispiel).
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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(Ausführungsbeispiel)
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Eine
Lufteinlasssteuervorrichtung steuert eine Strömungsmenge einer Lufteinlassströmung in eine
Brennkraftmaschine auf der Grundlage eines Beschleunigungspedalhubes
eines Fahrzeuges, wodurch eine Drehzahl der Kraftmaschine gesteuert wird.
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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 DrehDrosselventil, 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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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 Crimpabschnitt 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.
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Eine
Prozedur zum Herstellen der Lufteinlasssteuervorrichtung wird unter
Bezugnahme auf die 1 beschrieben.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Der
Betrieb der Lufteinlasssteuervorrichtung des gegenwärtigen Ausführungsbeispieles
wird unter Bezugnahme auf die 1 beschrieben.
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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.
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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.
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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.
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Wie
dies gemäß der Lufteinlasssteuervorrichtung
des gegenwärtigen
Ausführungsbeispieles vorstehend
beschrieben ist, wird das offene Ende des konkaven Abschnittes 20 gecrimpt,
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.
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Somit
sind die Anzahl der Bauteile und die Anzahl der Montageprozeduren
für die
Lufteinlasssteuervorrichtung reduziert, wodurch deren Herstellungskosten
reduziert sind.
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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.
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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.
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(Vergleichsbeispiel)
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Da
bei dem 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. Gemäß dem Vergleichsbeispiel
wird ein derartiger Mikrokontakt zwischen dem Drosselventil 5 und
der Bohrung 5 verhindert.
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Wie
dies in der 2 gezeigt ist, ist bei dem Vergleichsbeispiel
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 100 μm festgelegt.
Hierbei sollte der innere axiale Zwischenraum (L1 + L2) mehr als
40 μm betragen,
wenn der Bohrungsdurchmesser des Drosselkörpers 6 einen Ø40 aufweist,
er sollte mehr als 60 μm
betragen, wenn der Bohrungsdurchmesser einen Ø60 aufweist, er sollte 80 μm betragen,
wenn der Bohrungsdurchmesser einen Ø von 80 aufweist, und sollte
mehr als 100 μm
betragen, wenn der Bohrungsdurchmesser einen Ø von 100 aufweist.
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Eine
Prozedur zum Herstellen der Lufteinlasssteuervorrichtung des gegenwärtigen Beispieles wird
unter Bezugnahme auf die 1 und 2 beschrieben.
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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.
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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.
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Nachdem
bei den Drcsselventil 1 sichergestellt würde, 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 50 µm).
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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.
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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.
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Wie
dies gemäß dem gegenwärtigen Beispiel
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 100 µm) 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
Crimpen befestigt ist.
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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.
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(Zweites Vergleichsbeispiel)
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Wie
dies in der 3 gezeigt ist, ist bei dem zweiten
Vergleichsbeispiel 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.
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Eine
Prozedur zum Montieren des Drosselventils 1 des gegenwärtigen Beispieles
wird unter Bezugnahme auf die 3 bis 9 beschrieben.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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 50 µm). 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 50 µm).
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Auf
diese Art und Weise wird die Welle 2 zwischen das erste
und das zweite Einstellinstrument 31, 32 angeordnet.
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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.
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Danach
befestigen die Schrauben 11 vorübergehend das Drosselventil 1 an
die Welle 2.
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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 50 µm einzustellen.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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(Abwandlungen)
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Bei
den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen und Beispielen
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.
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Bei
den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen und Beispielen
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.
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Bei
dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wird das scheibenartige
Drosselventil 1 als das Drosselventil verwendet. Alternativ
kann ein elliptisches Drosselventil als das Drosselventil verwendet
werden.
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Bei
dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel 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.
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Bei
dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel 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.
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Bei
dem zweiten Vergleichsbeispiel 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.
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Bei
dem zweiten Vergleichsbeispiel 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.
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Ein
offenes Ende eines konkaven Abschnittes (20) eines Lagerhalters
(16) ist gecrimpt, 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.