Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung mit mindestens einer innerhalb einer Ansaugbohrung auf einer Welle befindlichen Drosselklappe.
Derartige Vorrichtungen werden beispielsweise in Saug- und Drosselvorrichtungen in Verbrennungsmotoren verwendet, um die Abgase des Motors als Luftabgasgemisch emeut einer Verbrennung zuzuführen. Mittels mehrerer Drosselklappen wird die Zuführung der Abgase gesteuert, wobei die Drosselklappen über die Welle um etwa 90° verschwenkbar sind. Zur Befestigung der Drosselklappen auf der Welle werden üblicherweise (vgl. DE-A-42 23 724) Schrauben verwendet. Eine derartige Befestigung erfordert einen erheblichen Fertigungsaufwand.
Weiterhin ist es bekannt (DE-U-94 06 803.3), die Drosselklappe mittels einer Clip-Klemm-Verbindung auf die Welle aufzubringen. Eine derartige Clipbefestigung hat den Nachteil eines aufwendigen Fertigungsverfahrens und birgt die Gefahr in sich, dass sich die Klappe bei Schwingungen lösen könnte.
Bei einer anderen Art der Drosselklappenbefestigung hat man auch schon vorgeschlagen (EP-A-0424 197), die Drosselklappe zweiteilig mit jeweils zwei halbkreisförmigen Elementen zu verwirklichen. Jedes Element wird in eine in der Welle einzubringende Nut eingeschoben und mit der Welle verschweißt. Die beiden Hälften sind leicht versetzt zueinander (in Achsrichtung der Welle gesehen) und liegen im Bereich einer Stoßstelle zweier Rohrstutzenenden an. Insgesamt ist die dort beschriebene Art der Ausbildung der Drosselklappe und Befestigung mit der Welle aufwendig.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Verfahren anzugeben, mit dem in einfacher und zuverlässiger Weise eine verbesserte Vorrichtung der gattungsgemäßen Art geschaffen werden kann, bei der die Funktion der Drosselklappe und der Welle zuverlässig erhalten bleibt.
Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Eine mit diesem Verfahren hergestellte Vorrichtung wird im Anspruch 2 beansprucht.
Dadurch, dass die Drosselklappe nach dem Einbauen der Welle in den Grundkörper auf der Welle mittels Laserschweißen befestigt wird, lässt sich die Drosselklappe sehr einfach mit der Welle verbinden bzw. dort fixieren. Im Laserschweißen entsteht keine übermäßige Hitze, so dass sich die Teile der Vonichtung insgesamt nicht verziehen. Es kann somit einfach und exakt gearbeitet werden.
In vorteilhafter Ausgestaltung der im Anspruch 2 beanspruchten erfindungsgemäßen Vorrichtung sind mehrere Verbindungsstellen zwischen Welle und Drosselklappe vorgesehen, d.h. es sind mehrere Laserschweißverbindungsstellen vorhanden. Wenn zwei Laserschweißverbindungsstellen symmetrisch zur Mitte der Drosselklappe und dem Rand der Drosselklappe liegend angeordnet sind, wird verhindert, dass sich die Drosselklappe im Laufe intensiver Benutzung von der Welle wegbiegen kann. Die Drosselklappe befindet sich immer in einer Ebene und liegt direkt auf der Welle auf, wird also zuverlässig in ihrer Position gehalten.
Um die Drosselklappe auf der Welle vor der Ausbildung der Schweißverbindungsstelle in Umfangsrichtung der Welle zu fixieren, sieht eine weitere Ausführungsform der Erfindung vor, dass auf der Welle eine Ausprägung und in der Drosselklappe eine Ausnehmung zur Aufnahme der Ausprägung vorgesehen sind. Vorteilhafterweise ist die Ausnehmung in der Mitte der Drosselklappe angeordnet.
In ihrer maximalen Schließstellung liegt die Drosselklappe nicht vollständig an den Innenwänden der Ansaugbohrung an, sondem schließt mit einer Ebene senkrecht zu der Ansaugbohrung einen Winkel von 3° ein.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Hierbei stellen dar:
Die erfindungsgemäße Vorrichtung besteht aus einem Grundkörper 1 mit einer Oberseite 2 und einer Unterseite 3. Von der Oberseite 2 zur Unterseite 3 erstrecken sich acht durchgehende Ansaugbohrungen 4 mit jeweils einem Einlaß 5 und einem Auslaß 6. Durch alle Ansaugbohrungen 4 erstreckt sich radial und etwa in halber Tiefe der Bohrungen eine durchgehende Welle 7, welche innerhalb des Grundkörpers 1 gelagert ist. Innerhalb von vier der acht Bohrungen 4 ist auf der Welle 7 eine Drosselklappe 8 befestigt. Zur Befestigung sind zwischen jeder Drosselklappe 8 und der Welle 7 zwei Schweißverbindungsstellen 9 vorgesehen, welche in axialer Richtung 10 der Welle 7 nebeneinanderliegend angeordnet sind. Die Schweißverbindungsstellen 9 liegen symmetrisch zur Mitte 11 der Drosselklappe 8 und sind einem Rand 12 der Drosselklappe 8 naheliegend angeordnet. Symmetrisch zu ihrer Mitte 11 weist die Drosselklappe 8 eine rechteckige Ausnehmung 13 auf, in welche eine rechteckige Ausprägung 14 der Welle 7 hineinragt. Mittels dieser Ausprägung 14 kann die Drosselklappe 8 auf der Welle 7 in Umfangsrichtung 17 fixiert werden. Die Ausnehmung 13 befindet sich im Bereich einer kuppenförmigen Erhebung 15 der ansonsten scheibenförmigen Drosselklappe 8. Die Erhebung 15 erstreckt sich radial über die Drosselklappe und weist eine derartige Krümmung auf, daß sie auf der Welle 7 beim Aufsetzen der Drosselklappe 8 anliegt. Auf der Welle 7 sind weiterhin ortsfeste Hülsen 16a bzw. 16b vorgesehen, welche sich innerhalb des Grundkörpers 1 befinden und bündig mit den Innenwandungen der Ansaugbohrungen 4 abschließen. Die Hülsen dienen zur Lagerung der Welle innerhalb des Grundkörpers 1. Da die Drosselklappe 8 zwischen je zwei dieser Hülsen 16 angeordnet ist, können diese auch als Anschlag für den Rand 12 der Drosselklappe 8 dienen. Die Abstandsmaße zwischen zwei Hülsen 16a und 16b sind so gewählt, daß sie denen zwischen den beiden abgeflachten Stirnkantenflächen 18a und 18b einer Drosselklappe 8 entsprechen, so daß durch das Zuammenwirken von Hülsen und Stirnkantenflächen eine axiale Festlegung der Drosselklappe in Pfeilrichtung 10 der Fig. 2 auf der Welle erfolgt.
In ihrer Offenstellung liegt die Ebene der Drosselklappe 8 in einer Ebene, welche von der Achse der Welle 7 und der Mittelachse der Ansaugbohrung 4 aufgespannt wird. In ihrer maximalen Schließstellung liegt die Drosselklappe 8 in einer Ebene, welche um 3° gegenüber einer Ebene geneigt ist, die von der axialen Richtung 10 der Welle 7 und einer radialen Mittelachse der Bohrung 4 aufgespannt wird. In dieser maximalen Schließstellung liegt der Rand 12 der Drosselklappe 8 nicht vollständig an der Innenwandung der Bohrung 4 an, sondern die Drosselklappe befindet sich von der Welle 7 aus gesehen etwas oberhalb und unterhalb der Welle 7.
Wenn die Drosselklappe 8 auf der Welle 7 befestigt wird, so wird zuerst die Drosselklappe 8 auf die Welle 7 aufgesetzt und zwar derart, daß die Ausprägung 14 in die Ausnehmung 13 eingreift, wobei sich die kuppenförmige Erhebung 15 an die Welle 7 anlegt. Dies gestattet eine Fixierung der Drosselklappe 8 in Umfangsrichtung 17. In axialer Richtung erfolgt die Festlegung durch das Zusammenwirken von den Stirnkantenflächen und den Hülsen. Anschließend wird die Drosselklappe 8 an zwei Stellen auf die Welle 7 mit einem Laserpunktschweißgerät punktgeschweißt, um die Schweißverbindungsstellen 9 herzustellen. Somit ist die Drosselklappe 8 in einfacher Weise auf der Welle 7 befestigt. Durch die Ansaugbohrungen 4 können dann Gase hindurchgesaugt werden, wobei der Grad des Durchlasses durch die Stellung der Drosselklappe 8, welche über die Welle 7 betätigt wird, festgelegt ist.