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Title:
BUTTERFLY VALVE CONNECTION PIECE FOR AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2003/019053
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a butterfly valve connection piece for an internal combustion engine, comprising a housing (1) and a throughflow opening (2) of said housing (1), in which a butterfly valve (7) is pivotably arranged around a pivotable axis extending in a perpendicular manner with respect to the longitudinal axis (9) of the throughflow opening (2), the butterfly valve is used to close the throughflow opening (2). When in a closed position, the butterfly valve (7) is inclined at a defined setting angle (10) in relation to the longitudinal axis (9) of the throughflow opening (2). The radial peripheral edge (8) thereof rests against the inner wall of the throughflow opening (2) and the throughflow opening (2) has a cylindrical shape at least in the region where the butterfly valve (7) comes to rest. The cylindrical region of rest in relation to the longitudinal axis (9) of the throughflow opening (2) forms a circular cylinder (17) which is cut on both sides at a certain angle, whereby the levels of the cut are inclined at a similar angle (10) in relation to the longitudinal axis (9) of the throughflow opening (2) and the butterfly valve (7) when arranged in a closed position.

Inventors:
KOHLEN PETER (DE)
OPPERMANN ROLF (DE)
Application Number:
PCT/DE2002/003039
Publication Date:
March 06, 2003
Filing Date:
August 19, 2002
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS AG (DE)
KOHLEN PETER (DE)
OPPERMANN ROLF (DE)
International Classes:
F02D9/10; F16K1/22; (IPC1-7): F16K1/22; F02D9/10
Domestic Patent References:
WO1997004259A11997-02-06
Foreign References:
DE19508355A11996-06-05
US4944490A1990-07-31
US4047696A1977-09-13
US5669350A1997-09-23
DE4408909A11995-09-21
DE4235825C11994-04-28
DE4323078A11995-01-12
EP0899073A21999-03-03
Other References:
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 1997, no. 11 28 November 1997 (1997-11-28)
Attorney, Agent or Firm:
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT (München, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. l.
2. Drosselklappenstutzen für einen Verbrennungsmotor, mit einem Gehäuse oder einem zylindrisches Einsatzteil für das Gehäuse, mit einer Durchströmöffnung des Ge häuses oder des Einsatzteils, in der eine Drossel klappe um eine sich quer zur Längsachse der Durch strömöffnung erstreckende Schwenkachse schwenkbar an geordnet ist, durch die die Durchströmöffnung ab sperrbar ist, wobei die Drosselklappe in ihrer Schließstellung um einen bestimmten Anstellwinkel zur Längsachse der Durchströmöffnung geneigt mit ihrem radial umlaufenden Rand an der Innenwand der Durch strömöffnung in Anlage und die Durchströmöffnung zu mindest im Anlagebereich der Drosselklappe zylin drisch ausgebildet ist, dadurch gekennzeich net, daß der zylindrisch zur Längsachse (9) der Durchströmöffnung (2) ausgebildete Anlagebereich ei nen beidseitig unter einem Winkel abgeschnittenen Kreiszylinder (3) bildet, dessen Schnittebenen unter dem zumindest etwa gleichen Anstellwinkel (10) zur Längsachse (9) der Durchströmöffnung (2) geneigt sind, wie die in Schließstellung befindliche Drossel klappe (7).
3. Drosselklappenstutzen nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß die zylindrisch ausgebildete Längserstreckung (11) des Anlagebereichs entlang sei ner umlaufenden Kontur etwa gleich oder größer der Dicke (12) der Drosselklappe (7) ist.
4. Verfahren zur Herstellung eines Gehäuses oder eines Ein satzes für ein Gehäuse eines Drosselklappenstutzens mit den Merkmalen der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in eine äußere Gehäuseform zur Erzeugung der Durchströmöffnung (2) ein erster Kern (13) und ein zweiter Kern (14) koaxial zueinan der angeordnet werden, die mit ihren einander zuge wandten Stirnflächen (15,16) aneinander zur Anlage gebracht und durch Spritzgießen umspritzt werden, daß die aneinander anliegenden Stirnflächen (15,16) des ersten und zweiten Kerns (13,14) unter zumindest et wa dem gleichen Winkel zur Längsachse (9) der Kerne (13,14) geneigt sind wie der Anstellwinkel (10) der Drosselklappe (7) und der erste (13) Kern von seiner Anlagefläche (15) am zweiten Kern (14) ausgehend ei nen Bereich aufweist, der ein beidseitig unter diesem Winkel abgeschnittener Kreiszylinderbereich (17) ist und daß die sich an den Kreiszylinderbereich (17) an schließenden Bereiche (18,19) des ersten und des zweiten Kerns (13,14) einen größeren Querschnitt aufweisen, als der Kreiszylinderbereich (17).
5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich net, daß die sich an den abgeschnittenen Kreiszy linderbereich (17) anschließenden Bereiche (18,19) des ersten und/oder des zweiten Kerns (13,14) einen ausgehend vom Kreiszylinderbereich (17) konisch sich erweiternden Querschnitt aufweisen.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kerne (13,14) mit Aluminium umspritzt werden.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kerne (13,14) mit ei nem Kunststoff umspritzt werden.
8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich net, daß die Kerne (13,14) mit einem Thermoplast oder einem Duroplast umspritzt werden.
Description:
Beschreibung Drosselklappenstutzen für einen Verbrennungsmotor Die Erfindung bezieht sich auf einen Drosselklappenstutzen für einen Verbrennungsmotor, mit einem Gehäuse oder einem zylindrisches Einsatzteil für das Gehäuse, mit einer Durchströmöffnung des Gehäuses oder des Einsatzteils, in der eine Drosselklappe um eine sich quer zur Längsachse der Durchströmöffnung erstreckende Schwenkachse schwenkbar an- geordnet ist, durch die die Durchströmöffnung absperrbar ist, wobei die Drosselklappe in ihrer Schließstellung um einen bestimmten Anstellwinkel zur Längsachse der Durch- strömöffnung geneigt mit ihrem radial umlaufenden Rand an der Innenwand der Durchströmöffnung in Anlage und die Durchströmöffnung zumindest im Anlagebereich der Drossel- klappe zylindrisch ausgebildet ist.

Um insbesondere nahe der Schließstellung genau definierbare Durchströmquerschnitte im Bereich der Drosselklappe zu er- halten und um ein einwandfreies Schließen in der Schließ- stellung zu gewährleisten, ist die Durchströmöffnung des Drosselklappenstutzens im Anlagebereich der Drosselklappe zylindrisch ausgebildet. Da die Drosselklappe in ihrer Schließstellung um den Anstellwinkel zur Längsachse der Durchströmöffnung geneigt ist, erstreckt sich dieser Be- reich zylindrischen Querschnitts über die gesamte Länge, die von der in Schließstellung befindlichen Drosselklappe abgedeckt wird. Diese Länge von etwa 7 bis 10 mm ist zu groß, als daß sie mit einem einzigen zylindrischen Kern herstellbar wäre, da dann keine Entformung ohne Beschädi- gung der zylindrischen Wand durch Riefen möglich ist.

Um eine beschädigungsfreie Entformung zu erreichen, werden zwei Kerne verwandt, deren einander zugewandte Endbereiche zylindrisch sind und zum Spritzvorgang aneinander zur Anla- ge gelangen.

Dies führt aber dazu, daß an dieser Anlagestelle der beiden Kerne ein Formungsgrad sowie toleranzbedingt auch ein axia- ler Versatz entsteht, was nach dem Entformen eine Nachbear- beitung erfordert, da es sonst zu einem Verklemmen der Drosselklappe in ihrer Schließstellung kommen kann.

Aufgabe der Erfindung ist es daher einen Drosselklappen- stutzen und ein Verfahren zur Herstellung eines Gehäuses oder Einsatzteils eines Gehäuses eines Drosselklappenstut- zens der eingangs genannten Art zu schaffen, die auf einfa- che Weise eine versatz-und nachbearbeitungsfreie zylindri- sche Durchströmöffnung im Anlagebereich der Drosselklappe ermöglichen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der zylindrisch zur Längsachse der Durchströmöffnung ausgebil- dete Anlagebereich einen beidseitig unter einem Winkel ab- geschnittenen Kreiszylinder bildet, dessen Schnittebenen unter dem zumindest etwa gleichen Anstellwinkel zur Längs- achse der Durchströmöffnung geneigt sind, wie die in Schließstellung befindliche Drosselklappe.

Bei einem derartig ausgebildeten Drosselklappenstutzen ist die erforderliche kreiszylindrische Innenkontur der Durch- strömöffnung nur dort vorhanden, wo sie zur Sicherstellung des einwandfreien Schließens in der Schließstellung der Drosselklappe erforderlich ist, indem der zylindrische Be- reich entsprechend dem Anstellwinkel der Drosselklappe zur Längsachse der Durchtrittsöffnung in der Schließstellung geneigt ist. Damit kann die zylindrisch ausgebildete Längs- erstreckung des Anlagebereichs derart gering ausgebildet werden, daß sie mit einem einzigen zylindrischen Kern ohne Versatz und ohne Riefen und Formungsgradbildung herstellbar und entformbar ist.

Ein derartig hergestellter Drosselklappenstutzen kann vor- zugsweise bei sog. E-Gas-Systemen zur Anwendung kommen. Es sind genauso gut aber auch andere Anwendungen wie z. B. bei Abgasrückführsystemen möglich.

Vorzugsweise kann dabei die zylindrisch ausgebildete Längs- erstreckung des Anlagebereichs entlang seiner umlaufenden Kontur etwa gleich oder größer der Dicke der Drosselklappe sein. Dies bedeutet, daß entgegen der bisher üblichen zy- lindrischen Länge von etwa 7 bis 10 mm nur noch eine zylin- drische Länge von etwa 3 mm erforderlich ist.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren werden in eine äußere Gehäuseform zur Erzeugung der Durchtrittsöffnung ein erster Kern und ein zweiter Kern koaxial zueinander angeordnet, die mit ihren einander zugewandten Stirnflächen aneinander zur Anlage gebracht und durch Spritzgießen umspritzt wer- den, die aneinander anliegenden Stirnflächen des ersten und zweiten Kerns sind unter zumindest etwa den gleichen Winkel zur Längsachse der Kerne geneigt, wie der Anstellwinkel der Drosselklappe und der erste Kern weist von seiner Anlage- fläche am zweiten Kern ausgehend einen Bereich auf, der ein beidseitig unter diesem Winkel abgeschnittener Kreiszylin- derbereich ist, wobei die sich an den Kreiszylinderbereich anschließenden Bereiche des ersten und des zweiten Kerns einen größeren Querschnitt aufweisen, als der Kreiszylin- derbereich.

Bei der Entformung werden die Kerne axial voneinander weg- bewegt, was aufgrund der geringen Länge des kreiszylindri- schen Bereichs ohne Riefenbildung erfolgt. Ein Versatz im kreiszylindrischen Bereich ist nicht möglich, da dieser mit einem einzigen zylindrischen Kernteil hergestellt wird.

Eine Beseitigung eines Formungsgrades ist nicht erforder- lich, da dieser sich außerhalb des zylindrischen Anlagebe- reichs der Drosselklappe befindet.

Eine leichte Entformung wird weiterhin dadurch noch unter- stützt, daß die sich an dem abgeschnittenen Kreiszylinder- bereich anschließenden Bereiche des ersten und/oder des zweiten Kerns einen ausgehend vom Kreiszylinderbereich ko- nisch sich erweiternden Querschnitt aufweisen. Das Gehäuse oder der zylindrische Einsatz für das Gehäuse des Drossel- klappenstutzens können dadurch hergestellt werden, daß die Kerne mit Aluminium umspritzt werden.

Es ist aber auch möglich, daß die Kerne mit einem Kunst- stoff umspritzt werden, der vorzugsweise ein Thermoplast oder ein Duroplast ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen Figur 1 einen Drosselklappenstutzen im Querschnitt Figur 2 das Gehäuse des Drosselklappenstutzens nach Figur 1 im Querschnitt mit einem ersten und einem zwei ten im Abstand zueinander befindlichen Kern.

Der in Figur 1 dargestellte Drosselklappenstutzen weist ein Gehäuse 1 mit einer Durchströmöffnung 2 auf, die in ihrem mittleren Bereich durch einen beidseitig unter einem Winkel abgeschnittenen Kreiszylinder 3 gebildet ist.

Die sich an die beiden Enden des unter einem Winkel abge- schnittenen Kreiszylinders 3 anschließenden Bereiche 4 und 5 der Durchströmöffnung 2 sind jeweils vom Kreiszylinder 3 aus sich konisch erweiternd ausgebildet.

Mittig zum unter einem Winkel abgeschnittenen Kreiszylinder 3 durchragt diesen eine Drosselklappenwelle 6, auf der eine Drosselklappe 7 angeordnet ist. Die Drosselklappe 7 ist in ihrer Schließposition dargestellt, in der sie mit ihrem ra- dial umlaufenden Rand 8 an der Innenwand der Durchströmöff- nung 2 in Anlage ist und deren Durchgang völlig abschließt.

Gegenüber der Längsachse 9 der Durchströmöffnung 2 ist die Drosselklappe 7 in der. Schließposition um einen Anstellwin- kel 10 geneigt. Die Längserstreckung 11 des Kreiszylinders 3 ist nur um wenige zehntel Millimeter größer als die Brei- te 12 der Drosselklappe 7.

In Figur 2 sind in der Durchgangsöffnung 2 des Gehäuses 1 ein erster Kern 13 und ein zweiter Kern 14 koaxial zueinan- der angeordnet. Beide Kerne 13 und 14 sind auf einen Ab- stand voneinander wegbewegt dargestellt.

Zur Herstellung des Gehäuses 1 sind die beiden Kerne 13 und 14 mit ihren einander zugewandten Stirnflächen 15 und 16 aneinander in Anlage.

Die beiden Stirnflächen 15 und 16 sind unter einem Winkel zur Längsachse 9 geneigt, der dem Anstellwinkel 10 der Drosselklappe 7 entspricht.

Von der Stirnfläche 15 ausgehend erstreckt sich ein Bereich des ersten Kerns 13, der ein beidseitig unter dem Winkel abgeschnittener Kreiszylinderbereich 17 ist, unter dem auch die Stirnfläche 15 gegenüber der Längsachse 9 geneigt ist.

Diesem kreiszylindrischen Bereich 17 schließt sich ein sich konisch erweiternder Bereich 18 des ersten Kerns 13 an.

Der zweite Kern 14 besteht vollständig aus einem Bereich 19, der sich ausgehend von der Stirnfläche 16 konisch er- weitert.




 
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