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Title:
METHOD FOR THE PRODUCTION OF A THROTTLE VALVE CONNECTION PIECE HOUSING AND A THROTTLE VALVE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2003/022554
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention is related to a method for the production of a throttle valve connection piece housing (1) and a throttle valve (2) as moulded injection parts. The throttle valve connection piece housing is provided with a throughflow opening (5) which can be sealed by the throttle valve (2). Along a pivoting axis extending perpendicular to the longitudinal axis (4) of the throughflow opening (5), said throttle valve (2) is provided with a continuous shaft hole (3) into which a throttle valve shaft (16) can be inserted in a rotationally fixed manner, the two ends of said shaft protruding from the shaft hole (3) in such a way that they protrude into coaxial bearing holes (6) in the throttle valve connector piece housing (1) which are coaxial to the shaft hole (3). When the throttle valve (2) is in a closed position, the radial peripheral edge thereof rests on the inner wall (14) of the throughflow opening (5). The throttle valve connector piece housing (1) is produced together with the closed-position throttle valve (2) as a single injection moulded piece in an injection mould. The radial peripheral edge (13) of throttle valve (2) is joined to the inner wall (14) of the throughflow opening (5) and, after solidification of the de-moulded injection moulded part, the throttle valve (3) is separated along the radial peripheral edge (13) thereof from the inner wall (14) of the throughflow opening (5) by cutting.

Inventors:
VON WERDER MARTIN (DE)
Application Number:
PCT/DE2002/003241
Publication Date:
March 20, 2003
Filing Date:
August 30, 2002
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS AG (DE)
VON WERDER MARTIN (DE)
International Classes:
B29C45/00; B29C45/33; F02D9/10; F16K27/02; (IPC1-7): B29C69/00; F02D9/10
Foreign References:
US5794591A1998-08-18
DE19820614C11999-08-19
DE3937281A11991-05-16
US5098064A1992-03-24
US5275375A1994-01-04
US5374031A1994-12-20
US5421718A1995-06-06
Attorney, Agent or Firm:
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT (München, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung eines Drosselklappenstut zengehäuses und einer Drosselklappe, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, als Spritzgußteile, wobei das Drosselklappenstutzengehäuse eine Durchströmöffnung besitzt, die durch die Drosselklappe absperrbar ist, mit einer sich quer zur Längsachse der Durch trittsöffnung erstreckenden Schwenkachse, entlang der die Drosselklappe eine durchgehende Wellenboh rung besitzt, in die eine Drosselklappenwelle dreh fest einsetzbar ist, die mit ihren beidseitig aus der Wellenbohrung herausragenden Enden in zur Wel lenbohrung koaxiale Lagerbohrungen im Drosselklap penstutzengehäuse hineinragt, wobei die Drosselklap pe in ihrer Schließstellung mit ihrem radial umlau fenden Rand an der Innenwand der Durchströmöffnung in Anlage ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Drosselklappenstutzengehäuse (1) zusammen mit der in Schließstellung befindlichen Drosselklappe (2) als einteiliges Spritzgußteil in einer Spritz gußform hergestellt wird, wobei die Drosselklappe klappe (2) an ihrem radial umlaufenden Rand (13) mit der Innenwand (14) der Durchströmöffnung (5) verbun den wird und wobei nach dem Erstarren des entformten Spritzgußteils die Drosselklappe (2) entlang ihres radial umlaufenden Randes (13) durch einen Schnitt von der Innenwand (14) der Durchströmöffnung (5) ge trennt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Drosselklappe (2) entlang ih res mit der Innenwand (14) der Durchströmöffnung (5) verbundenen radial umlaufenden Randes (13) mit ge ringer Dicke hergestellt wird.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zum Herstellen der Wellenbohrung (3) in der Drosselklappe (2) und der Lagerbohrungen (6) in dem Drosselklappenstutzen gehäuse (1) zwei Kernteile (8) koaxial zueinander in eine Spritzgußform eingelegt werden, die zum Entfor men axial voneinander weg bewegbar sind, während des Spritzvorgangs mit ihren einander zugewandten Stirn seiten aneinander liegen und im Bereich der Wellen bohrung (3) einen der Wellenbohrung (3) entsprechen den Querschnitt und in den Bereichen der Lagerboh rungen (6) den Lagerbohrungen (6) entsprechende Querschnitte aufweisen.
4. Verfahren nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n zeichnet, daß die Lagerbohrungen (6) zur Auf nahme von Lagern, insbesondere von Wälzlagern (15), für die schwenkbare Lagerung der Drosselklappenwelle (16) einen größeren Querschnitt aufweisen als der Querschnitt der Wellenbohrung (3).
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Drossel klappe (2) mit einer nabenartige Verdickung (7) her gestellt wird, durch die sich etwa koaxial hindurch erstreckend die Wellenbohrung (3) ausgebildet wird.
6. Verfahren nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Ver dickung (7) der Drosselklappe (2) etwa dem Quer schnitt der Lagerbohrungen (6) im Drosselklappen stutzengehäuse (1) entsprechend hergestellt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n zeichnet, daß die Kernteile (8) mit ihren dem Querschnitt der Lagerbohrungen (6) entsprechenden Bereichen um ein geringes Maß in den Bereich der Durchströmöffnung (5) ragend in die Spritzgußform eingelegt werden.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schnitt mittels eines Laserstrahls erfolgt.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da durch gekennzeichnet, daß der Schnitt mit tels eines Schneidwerkzeugs (9) erfolgt.
10. Verfahren nach Anspruch 9 und einem der vorherge henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schneidwerkzeug (9) zum Schneidvorgang axial in die Durchströmöffnung (5) eingeführt wird und ei ne umlaufende Schneide (11) besitzt, deren Umlauf kontur der Innenkontur der Durchströmöffnung (5) im Anlagebereich der Drosselklappe (2) in deren Schließstellung an der Innenwand (14) der Durch strömöffnung (5) entspricht.
11. Verfahren nach Anspruch 7 und einem der vorherge henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlaufkontur der Schneide (11) etwa dem Querschnitt der nabenartigen Verdickung (7) der Drosselklappe (2) entsprechende Ausnehmungen (12) aufweist.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Drossel klappe (2) in ihrer Schließstellung unter einem vom rechten Winkel um einige Winkelgrade abweichenden Winkel zur Längsachse (4) der Durchtrittsöffnung (5) geneigt hergestellt wird und die durch die Umlauf kontur der Schneide (11) bestimmte Schneidebene (10) des Schneidwerkzeugs (9) unter etwa demselben Winkel gegenüber der Längsachse (4) der Durchtrittsöffnung (5) geneigt in die Durchtrittsöffnung (5) zum Schneidvorgang eingeführt wird.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Drosselklappen stutzengehäuse (1) und Drosselkappe (2) als Kunst stoffspritzgußteil hergestellt werden.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, da durch gekennzeichnet, daß Drosselklappen stutzengehäuse und Drosselklappe als Leichtmetall, insbesondere als Aluminiumspritzgußteil hergestellt werden.
Description:
Beschreibung Verfahren zur Herstellung eines Drosselklappenstutzen- gehäuses und einer Drosselklappe Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Her- stellung eines Drosselklappenstutzengehäuses und einer Drosselklappe, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, als Spritzgußteile, wobei das Drosselklappenstutzengehäuse eine Durchströmöffnung besitzt, die durch die Drossel- klappe absperrbar ist, mit einer sich quer zur Längs- achse der Durchtrittsöffnung erstreckenden Schwen- kachse, entlang der die Drosselklappe eine durchgehende Wellenbohrung besitzt, in die eine Drosselklappenwelle drehfest einsetzbar ist, die mit ihren beidseitig aus der Wellenbohrung herausragenden Enden in zur Wellen- bohrung koaxiale Lagerbohrungen im Drosselklappenstut- zengehäuse hineinragt, wobei die Drosselklappe in ihrer Schließstellung mit ihrem radial umlaufenden Rand an der Innenwand der Durchströmöffnung in Anlage ist.

Bei Drosselklappenstutzen ist es von besonderer Wich- tigkeit, daß in der Schließstellung der Drosselklappe eine möglichst vollkommene Absperrung der Durchström- öffnung erfolgt. Dies ist insbesondere erforderlich, wenn der Drosselklappenstutzen in der Luftzufuhrleitung zu einer Brennkraftmaschine angeordnet ist.

Werden Drosselklappengehäuse durch Spritzgießen herge- stellt, führen die dabei unvermeidlichen Herstel- lungstoleranzen dazu, daß es zu keiner weitgehend voll- kommenen Absperrung der Durchflußöffnung kommen kann.

Um diesen Nachteil zu beseitigen ist es bekannt, in ein bereits fertig hergestelltes Drosselklappenstutzenge- häuse separat eine Drosselklappe aus Kunststoff einzu- spritzen, um so die Drosselklappe dem Drosselklappen- stutzengehäuse anzupassen.

Dieses Verfahren ist insbesondere durch die zwei Spritzgießverfahren sehr. aufwendig.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, durch das mit ge- ringem Herstellungsaufwand ein Drosselklappenstutzen erzielt werden kann, der einfach montierbar ist und ei- ne zumindest weitgehend vollkommene Absperrung der Durchflußöffnung gewährleistet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Drosselklappenstutzengehäuse zusammen mit der in Schließstellung befindlichen Drosselklappe als eintei- liges Spritzgußteil in einer Spritzgußform hergestellt wird, wobei die Drosselklappe an ihrem radial umlaufen- den Rand mit der Innenwand der Durchströmöffnung ver- bunden wird und wobei nach dem Erstarren des entformten Spritzgußteils die Drosselklappe entlang ihres radial umlaufenden Randes durch einen Schnitt von der Innen- wand der Durchströmöffnung getrennt wird.

Da die Schnittlinie beim Trennen der Drosselklappe von der Innenwand der Durchströmöffnung an Drosselklappe und Durchströmöffnung identisch ist,, wird ohne das Er- fordernis einer weiteren Bearbeitung an Drosselklappe und Innenwand der Durchströmöffnung ein zumindest weit- gehend vollkommenes Absperren der Durchflußöffnung bei in Schließstellung befindlicher Drosselklappe erreicht.

Der einzige erforderliche Spritzgießvorgang führt zu einer weiteren erheblichen Reduzierung des Herstel- lungsaufwandes.

Zur leichten Trennbarkeit der Drosselklappe von der In- nenwand der Durchströmöffnung sowie zu einem Vermeiden eines Verziehens an den zu schneidenden Bereichen führt es, wenn die Drosselklappe entlang ihres mit der Innen- wand der Durchströmöffnung verbundenen radial umlaufen- den Randes mit geringer Dicke hergestellt wird. Dies erfordert auch nur relativ geringe Kräfte zum Trennen der Drosselklappe von der Innenwand der Durchströmöff- nung.

Um nicht nur einen optimal schließenden Sitz der Dros- selklappe in ihrer Schließstellung an der Innenwand der Durchströmöffnung sondern gleichzeitig zu dieser Posi- tion eine Ausrichtung der Wellenbohrung in der Drossel- klappe zu den Lagerbohrungen im Drosselklappenstutzen- gehäuse zu erreichen, können zum Herstellen der Wellen- bohrungen in der Drosselklappe und der Lagerbohrungen in dem Drosselklappenstutzengehäuse zwei Kernteile koa- xial zueinander in eine Spritzgußform eingelegt werden, die zum Entformen axial voneinander wegbewegbar sind, während des Spritzvorgangs mit ihren einander zugewand- ten Stirnseiten aneinander liegen und im Bereich der Wellenbohrung einen der Wellenbohrung entsprechenden Querschnitt und in den Bereichen der Lagerbohrungen den Lagerbohrungen entsprechende Querschnitte aufweisen.

Nachdem Heraustrennen der Drosselklappe bracht nur noch eine Drosselklappenwelle durch die Lagerbohrungen in die Wellenbohrung eingeführt zu werden. Sollen die La- gerbohrungen zur Aufnahme von Lagern für die Drossel- klappenwelle dienen, so können die Lagerbohrungen zur Aufnahme von Lagern, insbesondere von Wälzlagern, für die schwenkbare Lagerung der Drosselklappenwelle einen größeren Querschnitt aufweisen, als der Querschnitt der Wellenbohrung.

Um die Drosselklappe mit möglichst geringer Dicke her- stellen zu können, kann die Drosselklappe mit einer na- benartigen Verdickung hergestellt werden, durch die sich etwa koaxial hindurch erstreckend die Wellenboh- rung ausgebildet wird.

Dabei wird vorzugsweise der Querschnitt der Verdickung der Drosselklappe etwa dem Querschnitt der Lagerbohrun- gen im Drosselklappenstutzengehäuse entsprechend herge- stellt.

Werden die Kernteile mit ihren dem Querschnitt der La- gerbohrungen entsprechenden Bereichen um ein geringes Maß in den Bereich der Durchströmöffnung ragend in die Spritzgußform eingelegt, so wird damit bereits eine Trennung der Drosselklappe vom Drosselklappenstutzenge- häuse im Bereich der nabenartigen Verdickung der Dros- selklappe erzeugt, wodurch in diesem dickwandigen Be- reich kein Trennungsschnitt mehr erforderlich ist.

Eine einfache Möglichkeit den Trennungsschnitt durchzu- führen besteht darin, daß der Schnitt mittels eines La- serstrahls erfolgt.

Nach einer anderen ebenfalls einfachen Möglichkeit er- folgt der Trennungsschnitt mittels eines Schneidwerk- zeugs.

Dazu kann das Schneidwerkzeug zum Schneidvorgang axial in die Durchströmöffnung eingeführt werden und eine um- laufende Schneide besitzen, deren Umlaufkontur der In- nenkontur der Durchströmöffnung im Anlagebereich der Drosselklappe in deren Schließstellung an der Innenwand der Durchströmöffnung entspricht.

Ist bereits durch die Kerne eine Trennung im Bereich der nabenartigen Verdickung erfolgt, kann die Umlauf- kontur der Schneide etwa dem Querschnitt der nabenarti- gen Verdickung der Drosselklappe entsprechende Ausneh- mungen aufweisen.

Um ein weitgehend gleichzeitiges Ausstanzen der Dros- selklappe zu erzielen, kann bei in Schließstellung üb- licher Weise geneigter Drosselklappe die Drosselklappe in ihrer Schließstellung unter einem vom rechten Winkel um einige Winkelgrade abweichenden Winkel zur Längs- achse der Durchtrittsöffnung geneigt hergestellt werden und die durch die Umlaufkontur der Schneide bestimmte Schneidebene des Schneidwerkzeugs unter etwa dem selben Winkel gegenüber der Längsachse der Durchtrittsöffnung geneigt in die Durchtrittsöffnung zum Schneidvorgang eingeführt werden.

Das Drosselklappenstutzengehäuse und die Drosselklappe können als Kunststoffspitzgußteil hergestellt werden.

Insbesondere bei dünnem radial umlaufendem Rand der Drosselklappe können das Drosselklappenstutzengehäuse und die Drosselklappe als Leichtmetall-, insbesondere als Aluminiumspritzgußteil hergestellt werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeich- nung dargestellt und wird im folgenden näher beschrie- ben. Es zeigen Figur 1 einen bis auf die Kerne für Wellenbohrung und Lagerbohrungen entformtes Drosselklappenstut- zengehäuse mit Drosselklappe und arbeitsbe- reitem Schneidwerkzeug im Schnitt längs der Wellenbohrung Figur 2 das Drosselklappenstutzengehäuse mit Drossel- klappe nach Figur 1 mit dem Schneidwerkzeug in der Schneidposition im Schnitt längs der Wellenbohrung Figur 3 eine Schnittansicht des Drosselklappenstut- zengehäuses mit Drosselklappe und Schneid- werkzeug entlang der Linie A-A in Figur 1 Figur 4 eine Schnittansicht des Drosselklappenstut- zengehäuses mit Drosselklappe und Schneid- werkzeug entlang der Linie B-B in Figur 2 Figur 5 eine perspektivische Ansicht von Drosselklap- penstutzengehäuse, Drosselklappe und Schneid- werkzeug nach Figur 1 Figur 6 eine Schnittansicht längs der Wellenbohrung eines Drosselklappenstutzens aus Drosselklap- penstutzengehäuse mit auf Lagern montierter Drosselklappenwelle und Drosselklappe.

In Figur 1 ist ein einteiliges Spritzgußteil aus Kunst- stoff dargestellt, das aus einem Drosselklappenstutzen- gehäuse 1 und einer Drosselklappe 2 besteht. Das Spritzgußteil ist bereits aus seiner äußeren Spritzguß- form entnommen.

Figur 1 ist ein Schnitt längs durch Drosselklappenstut- zengehäuse 1 und Drosselklappe 2, der mittig eine Wel- lenbohrung 3 der Drosselklappe 2 schneidet, die sich quer zur Längsachse 4 einer durchgehenden Durch- trittsöffnung 5 des Drosselklappenstutzengehäuses 1 er- streckt.

Im Bereich der Drosselklappe 2 ist die Durchtrittsöff- nung 5 mit zylindrischem Querschnitt ausgebildet, wäh- rend die sich auf jeder Seite daran anschließenden Be- reiche der Durchtrittsöffnung 5 zu ihren Mündungen nach außen hin sich konisch erweitern.

Koaxial zur Wellenbohrung 3 sind beidseitig in der Wand des Drosselklappenstutzengehäuses 1 Lagerbohrungen 6 ausgebildet, die einen größeren Durchmesser aufweisen, als die Wellenbohrung 4. Dieser größere Durchmesser der Lagerbohrungen 6 entspricht dem Durchmesser einer na- benartigen Verdickung 7 der Drosselklappe 2, durch die sich koaxial die Wellenbohrung 3 erstreckt und in der diese ausgebildet ist.

In der Wellenbohrung 3 und den Lagerbohrungen 6 sind noch vom Gießvorgang her zwei Kernteile 8 angeordnet, die entsprechend der danach geformten Wellenbohrung 3 und Lagerbohrungen 6 stufenartig ausgebildet sind und mit den Stirnseiten der freien Enden ihrer kleinen Stu- fen aneinander liegen. Die großen Stufen der Kernteile 8 ragen an ihrem Übergang zu den kleinen Stufen um ein geringes Maß in die Durchtrittsöffnung 5 hinein, so daß nach dem Entfernen der Kernteile 8 die Drosselklappe 2 im Bereich der nabenartigen Verdickung 7 keine Verbin- dung zum Drosselklappenstutzengehäuse 1 hat. Oberhalb des Drosselklappenstutzengehäuses 1 ist ar- beitsbereit bereits ein Schneidwerkzeug 9 vorhanden.

Die Darstellung in Figur 5 ist eine den Figuren 1 und 2 entsprechende perspektivische Darstellung.

In der in Figur 3 dargestellten Schnittansicht entlang der Linie A-A in Figur 1 ist zu erkennen, daß die Drosselklappe 2 sich in ihrer Schließposition befindet, in der sie um einige Winkelgrade vom rechten Winkel zur Längsachse 4 der Durchtrittsöffnung 5 geneigt ist. Un- ter dem gleichen Winkel zur Längsachse 4 geneigt ist die Schneidebene 10 der Umlaufkontur der Schneide 11 des Schneidwerkzeugs 9 geneigt. Diese Umlaufkontur ent- spricht der Umlaufkontur der Durchtrittsöffnung 5 in derem zylindrischen Teil.

Entsprechend dem Querschnitt der nabenartigen Verdik- kung 7 der Drosselklappe 2 weist die Schneide 11 sich diametral gegenüberliegend zwei Ausnehmungen 12 auf.

Wie in Figur 3 deutlich zu erkennen ist, ist die Dros- selklappe 2 entlang ihres radial umlaufenden Randes 13 einteilig mit dem Drosselklappenstutzengehäuse 1 ver- bunden, wobei die Dicke der Drosselklappe 2 im Bereich ihres umlaufenden Randes 13 deutlich geringer ist, als im übrigen Bereich der Drosselklappe 2.

In den Figuren 2 und 4 sind die Kernteile 8 bereits entfernt und das Schneidwerkzeug 9 ist so weit koaxial in die Durchtrittsöffnung 5 hineinbewegt worden, daß durch seine Schneide 11 die Verbindung der Drossel- klappe 2 entlang ihres umlaufenden, mit der Innenwand 14 des Drosselklappenstutzengehäuses 1 durchtrennt wur- de. Dieser Trennungsschnitt ist eine axiale Fortsetzung der Innenwand 14 der Durchtrittsöffnung 5.

In Figur 6 ist das Schneidwerkzeug 9 bereits entfernt, Wälzlager 15 in die Lagerbohrungen 6 des Drosselklap- penstutzengehäuses 1 eingesetzt und eine Drosselklap- penwelle 16 durch die Wälzlager 15 in die Wellenbohrung 3 der Drosselklappe 2 so eingeführt, daß die Drossel- klappe 2 drehfest mit der Drosselklappenwelle 16 ver- bunden ist. Durch die Herstellung von Drosselklappe 2, Wellenboh- rung 3 und Lagerbohrungen 6 an einem Bauteil, das nur durch den Trennungsschnitt des Schneidwerkzeugs 9 in zwei Teile aufgeteilt wurde, ist die Zuordnung der Bau- teile des zusammengebauten Drosselklappenstutzens so, daß die Drosselklappe 2 in ihrer Schließstellung mit ihrem umlaufenden Rand 13 genau passend an der Schnitt- stelle der Innenwand 14 der Durchtrittsöffnung 5 in An- lage ist und diese völlig absperrt.