Solche Vorrichtungen sind aligemein bekannt. Aus der DE 32 44 103 A1 ist beispielsweise ein Drosselklappenstutzen mit einem rohrartigen Ge- häuse bekannt, wobei das Gehäuse einen durch eine im wesentlichen kreiszylindrische Innenwand begrenzten Gesamt-Strömungsquerschnitt aufweist. Bei Drehung der in dem Gehäuse gelagerten Klappe steigt mit zunehmender Drehung von einer Minimalstellung in Richtung einer Maxi- malstellung die Durchflußmasse stark an.

Aus der DE 43 19 015 A1 ist ebenfalls eine Vorrichtung zur Steuerung der Durchflußmasse bekannt, bei der in vorgebbaren Bereichen die Kennlinie anpaßbar ist.

Nachteil dieser beiden Vorrichtungen ist aber, daß es mit zunehmender Öffnung der Klappe zu einer zu hohen Steigung der Durchflußmasse kommt. Dadurch stellt sich über den Arbeitsbereich der Klappe betrachtet eine stetige Zunahme der Durchflußmasse ein, was von Nachteil ist, da die Zunahme der Durchflußmasse mit zunehmender Öffnung der Klappe zu groß wird. insbesondere bei Brennkraftmaschinen in Fahrzeugen, bei denen die Leistung über die Stellung der Drosselklappe gesteuert wird, ist kein feinfühliges Steuern der Leistung möglich, wenn die Luftmasse bei weiter zunehmender Öffnung der Drosselklappe zu stark ansteigt. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Steuerung der Durchflußmasse eines flüssigen oder gasförmigen Medi- ums, insbesondere einen Drosselklappenstutzen, bereitzustellen, mit der die eingangs geschilderten Nachteile vermieden werden und mit der eine feinfühlige Steuerung oder Regelung eines Prozesses, der mittels der Einstellung der Klappe veränderbar ist, zu realisieren.

Diese Aufgabe ist durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprü- che gelost.

Durch die Ausgestaltung des Gehäuses und/oder der Klappe, daß über den Bewegungsbereich (Arbeitsbereich) der Klappe ein sich nur schwach ändernder Volumendurchsatz, insbesondere ein schwach steigender Vo- lumendurchsatz, erreichbar ist, ist der Vorteil gegeben, daß mit zuneh- mendem Arbeitsbereich der Klappe (Öffnung der Klappe) der von der Stellung der Klappe beeinflußte Prozeß nur geringfügig beeinflußt wird und damit aufgrund der Stellung der Klappe eine feinfühlige Steuerung und/oder Regelung des Prozesses ermöglicht wird. So ist in einer beson- deren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß sich zumindest über einen wesentlichen Teil des Arbeitsbereiches der Klappe, der 50% oder mehr des gesamten Arbeitsbereiches beträgt, ein sich nur schwach än- dernder Volumendurchsatz von bis zu 5% der gesamten Durchflußmasse ändert. Über diesen wesentlichen Teil des Arbeitsbereiches kann die Durchflußmasse steigen oder abnehmen.

Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet der Erfindung ist auf dem Gebiet der Leistungssteuerung von Brennkraftmaschinen zu sehen. Denkbar sind darüber hinaus aber auch weitere Anwendungen, bei denen Klappen in einem rohrartigen Gehäuse verwendet werden, so beispielsweise zur Re- gelung des Durchflusses von Flüssigkeiten oder auch die Regelung des Luftdurchsatzes bei Klimaanlagen, bei denen Frisch-oder Umluft, aber auch kalte beziehungsweise erwärmte Luft einem Fahrgastraum eines Fahrzeuges zugeführt werden soll.

Im weiteren wird die Erfindung anhand eines Drosselklappenstutzens be- schrieben. Zur Lösung der Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß sich in Strömungsrichtung stromaufwärts und stromabwärts, ausgehend von einer Minimalstellung der Drosselklappe, ein gerader Zylinderab- schnitt erstreckt und sich dem geraden Zylinderabschnitt ein kugelförmiger Abschnitt mit einem Mittelpunkt, der zumindest in etwa mit dem Mittel- punkt der Drosselklappenwelle zusammenfällt, und mit einem Radius, der größer ist als der Bewegungsradius der Drosselklappe, anschließt. Dies hat den Vorteil, daß mit dieser Ausgestaltung eine Kennlinie erzielbar ist, bei der, ausgehend von der Minimalstellung, insbesondere der Schließ- stellung, der Drosselklappe in einem geringen Teilbereich des Arbeitsbe- reiches eine starke Steigung der durchgesetzten Luftmasse erzielbar ist, wobei sich daran anschließend mit zunehmendem Arbeitsbereich (Öff- nung) der Klappe die Luftmasse nur noch gering ändert (schwach an- steigt). Damit ist realisiert, daß der Brennkraftmaschine, in dem von der Brennkraftmaschine ein großes Luftvolumen angefordert wird, dieses zur Verfügung gestellt werden kann und in dem sich anschließenden Bereich aufgrund der nur schwach ansteigenden Luftmasse bei weiterer Öffnung der Drosselklappe eine feinfühlige Regelung der Leistung der Brennkraft- maschine ermöglicht wird.

Weitere konstruktive Ausgestaltungen eines erfindungsgemäßen Drosse- klappenstutzens sind im folgenden erläutert und anhand der Figuren be- schrieben.

Es zeigen : Figur 1 : ein erfindungsgemäß ausgestalteter Drosselklappenstutzen, Figur 2 : eine Übersicht über Kennlinien verschiedener Drosselklappen- stutzen, Figur 3 : ein zylindrisch ausgestalteter Drosselklappenstutzen nach dem Stand der Technik und Figur 4 : ein kalottenförmig ausgestalteter Drosselklappenstutzen, ebenfalls nach dem Stand der Technik.

Zur Verdeutlichung der Erfindung wird diese im Hinblick auf den Stand der Technik beschrieben, wobei dieser schematisch in den Figuren 3 und 4, auf die zunächst Bezug genommen wird, wiedergegeben ist.

Figur 3 zeigt einen Drosselklappenstutzen 1, der aus der DE 32 44 103 A1 bekannt ist. In diesem geradzylindrischen Drosselklappenstutzen 1 ist eine Drosselklappe 2 drehbar mittels einer Drosselklappenwelle 3 gela- gert. Die Drosselklappe 2 ist in Figur 3 in ihrer Minimalstellung (Schließ- stellung) gezeigt, wobei die Enden (der AuRenumfang) der Drosselklappe 2 an einer Innenwand 4 des Drosselklappenstutzens 1 anliegen. Mit der Bezugsziffer 5 ist eine Strömungsrichtung der durchströmenden Luft be- zeichnet und mit der Bezugsziffer 6 die Drehrichtung der Drosselklappe 2 von ihrer Schließstellung in eine Maximalstellung, die vorzugsweise einer 90°-Drehung aus der Schließstellung entspricht, und umgekehrt. Die Be- wegungsbahn der Drosselklappe 2 ist strichpunktiert dargestellt, so daß mit zunehmender Drehung der Drosselklappe 2 aus ihrer Schließstellung in Richtung der Maximalstellung der Volumendurchsatz (die Durchfluß- masse) in nachteiliger Weise überproportional zunimmt, was durch den schraffierten Bereich in Figur 3 angedeutet ist. Daraus ergibt sich die in Figur 2 dargestellte Kennlinie I. In Figur 4 ist eine schon gegenüber dem in Figur 3 gezeigten Drosse- klappenstutzen 1 verbesserte Konstruktion ersichtlich. Diese in Figur 4 gezeigte Konstruktion entspricht im wesentlichen dem aus der DE 43 19 015 A1 bekannten Drosselklappenstutzen. Bei diesem in Figur 4 gezeig- ten Drosselklappenstutzen 1 schließt sich stromaufwärts beziehungsweise stromabwärts in Strömungsrichtung 5 betrachtet und ausgehend von der Schließstellung der Drosselklappe 2 ein gerader Zylinderabschnitt 7 an, wobei sich dem geraden Zylinderabschnitt 7 ein kugelförmiger Abschnitt 8 anschließt. Der gerade Zylinderabschnitt 7 und der kugelförmige Abschnitt 8 bilden damit die Innenwand 4 des Drosselklappenstutzens 1. Auch hier ist die Bewegungsbahn wieder strichpunktiert dargestellt, wobei der Radi- us dieser Bewegungsbahn der Drosselklappe 2 und der Radius des ku- gelförmigen Abschnittes 8 gleich groß gewäh ! t sind ; der Mittelpunkt des kugelförmigen Abschnittes 8 ist jedoch auf Höhe des geraden Zylinderab- schnittes 7 angeordnet. Das heißt, daß der Mittelpunkt der Drosselklap- penwelle 3 und der Mittelpunkt des kugelförmigen Abschnittes, wobei der Mittelpunkt mit der Bezugsziffer 9 bezeichnet ist, voneinander unter- schiedlich sind. Somit iäßt sich mit dieser Konstruktion ein Volumendurch- satz erzielen, der in Figur 4 wieder schraffiert dargestellt und in Figur 2 als Kenntinie II bezeichnet ist und ebenfalls hinsichtlich der Forderung nicht optimal ist.

Die erfindungsgemäß vorgesehene Ausgestaltung des Drosselklappen- stutzens 1 ist nun in Figur 1 gezeigt, wobei wiederum ein gerader Zylin- derabschnitt 7 vorgesehen ist, dem sich ein kugelförmiger Abschnitt 8 an- schließt. Wesentlich für die Erfindung ist hierbei, daß der Mittelpunkt der Bewegungsbahn der Drosselklappe 2 und der Mittelpunkt des kugelförmi- gen Abschnittes 8 zusammenfallen, wobei der Radius des kugelförmigen Abschnittes 8 größer gewähit ist als der Radius der Bewegungsbahn der Drosselklappe 2. Insbesondere fallen der Schnittpunkt des kugelförmigen Abschnittes 8 und das der Schließstellung der Drosselklappe 2 abge- wandte Ende des geraden Zylinderabschnittes 7 zusammen, wobei wei- terhin von Bedeutung ist, daß der Radius des kugelförmigen Abschnittes 8 größer ist als der Radius des Drosselklappenstutzens 1. Aufgrund dieser geometrischen Ausgestaltung des Drosselklappenstutzens 1 ergibt sich ein in einem wesentlichen Arbeitsbereich der Drosselklappe 2 linearer Verlauf des Volumendurchsatzes, der anhand der Kennlinie III in Figur 2 dargestellt ist. Zur Beeinflussung der Kennlinie III ist es denkbar, daß der Mittelpunkt des kugelförmigen Abschnittes 8 nicht mit dem Mittelpunkt der Drosselklappe 2 (also der Drosselklappenwelle 3) zusammenfällt, sondern im Nahbereich um diesen herum vorgesehen wird. Die gegenständliche Ausgestaltung des Drosselklappenstutzens sieht vor, daß der gerade Zy- linderabschnitt 7 ein kreisförmiges Profil und der kugelförmige Abschnitt 8 ein Kugelprofil aufweist, die sich stromaufwärts beziehungsweise strom- abwärts in Strömungsrichtung 5 hintereinander anschließen. Sind somit der Mittelpunkt des kreisförmigen Profiles (Zylinder) und des Kugelprofiles gleich, entsteht die Kugelzonengeometrie des Drosselklappenstutzens 1 aus der Verschneidung einer Kugel und einem Zylinder.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß der Drossel- klappenstutzen 1 aus Kunststoff hergestellt ist, wobei auch die Herstellung aus anderen Materialien wie beispielsweise Druckguß oder dergleichen denkbar ist. Die Herstellung aus Kunststoff hat den besonderen Vorteil, daß eine anschließende Bearbeitung (mit Ausnahme beispielsweise der Beseitigung von herstellungsbedingten Überständen) vermieden werden kann.

Bezugszeichenliste 1. Drosselklappenstutzen 2. Drosselklappe 3. Drosselklappenwelle 4. Innenwand 5. Strömungsrichtung 6. Drehrichtung 7. gerader Zylinderabschnitt 8. kugelförmiger Abschnitt 9. Mittelpunkt