[0001] Die Erfindung betrifft eine Drosselvorrichtung für Brennkraftmotoren nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
Stand der Technik:
[0002] Bekannte Drosselvorrichtungen für Brennkraftmotoren umfassen eine scheibenförmige
Drosselklappe, die drehbar im Innern eines Saugrohres gelagert ist. Die Drehachse
der Drosselklappe durchsetzt die Rohrwandung des Saugrohres und ist außerhalb des
Saugrohres mit einem Betätigungshebel versehen. Zur Betätigung der Drosselvorrichtung,
beispielsweise in einem Kraftfahrzeug, wird dieser Betätigungshebel über einen Gaszug
gegebenenfalls unter Zwischenschaltung einer Kurvenscheibe bewegt und in der Regel
mittels einer Rückstellfeder in seine Ausgangsposition zurückgebracht. Mit dem Drehen
der Drosselklappe im Innern des Saugrohres wird der effektive Saugquerschnitt variiert.
Die Drosselklappe kann hierbei beliebige Stellungen zwischen ihrer geschlossenen Stellung,
in der der Saugquerschnitt im wesentlichen geschlossen ist, und ihrer maximalen Stellung,
in der die Drosselklappe parallel zur Strömungsrichtung bzw. zur Achse des Saugrohres
liegt, einnehmen.
[0003] Zur Einstellung des Motorleerlaufs ist eine Bypass-Leitung vorgesehen, die die beiden
Saugrohrabschnitte vor- bzw. hinter der Drosselklappe (bezüglich der Strömungsrichtung)
verbindet. Diese Bypass-Leitung weist einen geringeren Querschnitt auf, der an den
notwendigen Durchsatz für einen Leerlaufbetrieb angepaßt ist. Manche Drosselvorrichtungen
weisen lediglich einen solchen Bypass ohne weitere Stellvorrichtungen auf. Weiter
entwickelte Ausführungen besitzen jedoch in der Bypass-Leitung zusätzliche Leerlaufsteller,
mit denen der Durchsatz durch die Leerlaufleitung feinjustierbar eingestellt wird.
[0004] Die obengeschilderte Bauweise einer Drosselvorrichtung mit separatem Leerlaufsteller
ist sehr aufwendig, wodurch die Kosten in die Höhe getrieben werden. Weiterhin ist
die Drosselklappenausführung wie beschrieben nur mit geringen Herstellungstoleranzen
praktikabel, was wiederum den Aufwand und die Kosten der Fertigung erhöht. Zudem werden
die genannten Drosselvorrichtungen aufgrund der notwendig kleinen Fertigungstoleranzen
bislang hauptsächlich in Metallausführung gebaut.
[0005] Aufgabe der Erfindung ist es, eine Drosselvorrichtung vorzuschlagen, die keinen separaten
Leerlaufsteller und keine Bypass-Leitung benötigt.
[0006] Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Drosselvorrichtung der einleitend genannten
Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
[0007] Durch die in den Unteransprüchen genannten Maßnahmen sind vorteilhafte Ausführungen
und Weiterbildungen der Erfindung möglich.
Vorteile der Erfindung:
[0008] Dementsprechend umfassen die Steuermittel zur Steuerung des effektiven Ansaugquerschnitts
des Ansaugrohres einer erfindungsgemäßen Drosselvorrichtung die Einstellmittel für
den Leerlauf, die bislang separat in einer Bypass-Leitung vorlagen. Durch eine derartige
Ausgestaltung einer Drosselvorrichtung entfällt der separate Leerlaufsteller gemäß
dem geschilderten Stand der Technik.
[0009] Vorteilhafterweise werden die Einstellmittel für eine Feinjustage des Leerlaufansaugquerschnitts
regelbar ausgebildet. Hierdurch sind größere Fertigungstoleranzen der Einstellmittel
möglich, da der effektive Leerlaufansaugquerschnitt durch die regelbare Ausbildung
der Einstellmittel während des Betriebs in einer Feinjustage für einen optimalen Leerlaufbetrieb
eingestellt werden kann.
[0010] In einer bevorzugten Ausführungsform weisen die Steuermittel für den effektiven Ansaugquerschnitt
des Ansaugrohres einen beweglichen Drosselkolben auf. In einem Drosselkolben, der
ein deutlich größeres Volumen als eine scheibenförmige Drosselklappe aufweist, ist
es eher möglich, Einstellmittel für den Leerlauf zu integrieren.
[0011] Vorteilhafterweise weist das Saugrohr einer erfindungsgemäßen Drosselvorrichtung
eine Querschnittsverjüngung auf, wobei der Drosselkolben im Bereich des größeren Querschnitts
in dem Saugrohr axial verschiebbar gelagert ist und die Querschnittsverjüngung bei
anliegendem Drosselkolben einen Dichtsitz bildet. Durch eine derartige Ausgestaltung
der Drosselvorrichtung wird die Strömungsrichtung im Bereich des Drosselkolbens im
wesentlichen beibehalten. Durchströmende Luft wird lediglich an dem Kolben nach außen
verdrängt und kann dort zwischen der Außenseite des Drosselkolbens und der Innenwandung
des Saugrohrs weiterströmen. Zwischen der Außenwandung des Drosselkolbens und Innenwandung
des Saugrohres liegt gewissermaßen ein Strömungskanal vor, wodurch die Strömungsverhältnisse
im Verhältnis zu einer querstehenden Drosselklappe verbessert sind.
[0012] Die Strömungsverhältnisse können weiter verbessert werden, indem die Querschnittsverjüngung
einen kontinuierlichen Verlauf aufweist. Hieran kann gegebenenfalls die Form des Drosselkolbens
angepaßt werden, so daß in axialer Richtung angesaugte Ansaugluft allmählich um den
Drosselkolben herum geleitet wird.
[0013] Vorzugsweise wird der Drosselkolben über eine die Saugrohrwand durchsetzende Betätigungsvorrichtung
mechanisch verschoben. Dies hat den Vorteil, daß die Handhabung der erfindungsgemäßen
Drosselvorrichtung in der bisher bekannten Weise durchgeführt werden kann, z. B. mittels
eines Bowdenzugs, einer Kurvenscheibe etc. Auch die Rückstellung in die Ausgangsposition
kann außerhalb des Saugrohres durch geeignete Rückstellelemente, z. B. Rückstellfedern,
durchgeführt werden.
[0014] Vorteilhafterweise umfaßt die Betätigungsvorrichtung eine die Rohrwandung durchsetzende
Welle, an der im Innern des Saugrohres ein Betätigungshebel angebracht ist. In dieser
Ausführung vollführen die die Rohrwandung durchsetzenden Teile, d. h. vorliegend die
Welle, eine reine Drehbewegung, wodurch die Abdichtung der Welle gegenüber der Rohrwandung
vereinfacht ist. Der Hebel im Innern des Saugrohres wird in einer bevorzugten Ausführungsform
gabelförmig ausgebildet, um über einen größeren Bereich auf die Rückseite des Drosselkolbens
einzuwirken. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn der Drosselkolben keine
geschlossene Rückseite aufweist. Außerdem könnte eine einseitige Einwirkung eines
Betätigungshebels zu Verkantungen des Drosselkolbens führen, was vorliegend vermieden
ist.
[0015] Eine bevorzugte Ausführungsform, um die Leerlaufeinstellmittel in den Drosselkolben
zu integrieren, besteht darin, den Drosselkolben aus wenigstens zwei Teilen, einem
Basiskörper und einem Drosselkopf zusammenzusetzen. Der Drosselkopf ist hierbei beweglich
am Basiskörper gelagert.
[0016] Bei der vorbeschriebenen Gestaltung der Erfindung mit axial zum Saugrohr verschiebbaren
Drosselkolben empfiehlt es sich, den Drosselkopf ebenfalls in axialer Richtung beweglich
auf dem Basiskörper vorzusehen. Über eine Verschiebung des Drosselkopfes kann somit
die Breite eines schmalen Ringspaltes zwischen dem Drosselkopf und dem Dichtsitz der
genannten Verjüngung des Saugrohrquerschnitts für die Leerlaufstellung eingestellt
werden.
[0017] Vorteilhafterweise wird der Drosselkopf über eine Spindel im Innern des Drosselkolbens
verschoben. Über eine Spindel ist eine hohe Genauigkeit für die Feinjustage erreichbar.
[0018] Weiterhin ist es von Vorteil, einen Stellmotor im Innern des Drosselkolbens vorzusehen,
mittels dem die relative Lage des Drosselkopfes in Bezug des Basiskörpers einstellbar
ist.
[0019] Vorzugsweise wird der Drosselkopf mit einer weichen oder halbweichen Oberfläche versehen,
so daß er das Saugrohr auch vollständig dicht abschließen kann.
[0020] Wie bereits oben angeführt, kann eine erfindungsgemäße Drosselvorrichtung mit regelbarer
Feinjustage des Leerlaufansaugquerschnitts mit größeren Toleranzen und somit auch
preiswert wenigstens teilweise aus Kunststoff hergestellt werden. Außer der Kostenersparnis
ergibt sich hierbei auch eine deutliche Gewichtseinsparung.
Zeichnung:
[0021] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird anhand
der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
[0022] Im einzelnen zeigen
- Fig. 1
- einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Drosselvorrichtung,
- Fig. 2
- einen Querschnitt durch die Linie II in Fig. 1 und
- Fig. 3
- eine Vorderansicht der Vorrichtung gemäß Fig. 1.
[0023] Die Drosselvorrichtung 1 gemäß Fig. 1 umfaßt ein Saugrohr 2 mit einer Verjüngung
3, die an ihrem engeren Bereich einen Dichtsitz 4 bildet. Im Innern des Saugrohrabschnitts
5 mit größerem Querschnitt befindet sich ein Drosselkolben 6. Der Drosselkolben 6
weist einen Basiskörper 7 und einen Drosselkopf 8 auf. Der Drosselkopf 8 ist mit einer
halbharten Deckschicht 9 versehen. Der Drosselkopf 8 ist in seinem vorderen inneren
Bereich mit einem Gewinde 10 versehen, das mit einer Spindel 11 kämmt. Die Spindel
11 sitzt auf einer Achse 12 eines Schrittmotors 13, der im Innern des Basiskörpers
7 befestigt ist. Eine flexible Leitung 14 ist von dem Motor durch eine Durchführung
15 aus dem Saugrohr 2 herausgeführt. Ein Langloch 16 wird von einer Gabel 17, die
als Hebel dient, durchsetzt. Am anderen Ende ist die Gabel 17 auf einer Welle 18 befestigt.
[0024] In Fig. 2 ist die Führung des Drosselkolbens 6 in strahlenförmig nach außen führenden
Gleitrippen 19 erkennbar. Im Innern des Drosselkolbens 6 ist wiederum der Schrittmotor
13 zu sehen.
[0025] In der Darstellung gemäß Fig. 3 ist vor allem die Gabel 17 in der Vorderansicht erkennbar,
die gestrichelt eingezeichnet ist, da sie in dieser Darstellung ebenso verdeckt ist
wie Teile der Welle 18.
[0026] Der Drosselkolben 6 ist über die Gabel 17 und die Welle 18 zu betreiben wie eine
herkömmliche Drosselklappe und erfüllt auch deren Funktion. Die Welle 18 kann beispielsweise
über einen Bowdenzug betätigt werden, wobei der Drosselkolben 6 in Richtung des Doppelpfeils
P hin und her verschiebbar ist. Ansaugluft kann hierbei in Richtung der Pfeile L seitlich
am Drosselkolben 6 vorbeiströmen. Je mehr der Drosselkolben 6 in die Verjüngung 3
einfährt, desto schmaler wird der Ringspalt 20, der den Durchlaßkanal im Bereich der
Verjüngung darstellt. In der geschlossenen Position 8' sitzt der Drosselkolben mit
seinem Drosselkolben 9 vollständig am Dichtsitz 4 der Verjüngung 3 auf und verschließt
somit das Saugrohr 2 vollständig.
[0027] Für den Leerlauf muß der Ringspalt 20 bei sehr schmalem Spalt für einen optimalen
Betrieb des Motors feinjustiert werden. Dies geschieht durch eine entsprechende Verschiebung
des Dichtkopfes 8 in Bezug auf den Dichtkolben 6 ebenfalls in axialer Richtung (Doppelpfeil
P). Über das Gewinde 10, die Spindel 11 und den Schrittmotor 13 ist eine Möglichkeit
gegeben, den Dichtkopf sehr präzise zu regeln und somit den effektiven Leerlaufquerschnitt
des Saugrohres 2 präzise einzustellen.
[0028] Wie bereits mehrfach erläutert und anhand des geschilderten Ausführungsbeispiels
veranschaulicht, benötigt eine erfindungsgemäße Drosselvorrichtung keinen separaten
Leerlaufsteller mehr. Die Fertigungstoleranzen können durch die Möglichkeit der Feinjustage
durch den verschiebbaren Drosselkopf 8 ebenfalls größer gewählt werden, wodurch insbesondere
eine Kunststoffausführung möglich wird.
1. Drosselvorrichtung (1) für Brennkraftmotoren mit Einstellmitteln für den Leerlauf,
mit einem Saugrohr (2) und mit einem im Saugrohr (2) befindlichen Steuermittel (17,
18) zur Steuerung des effektiven Ansaugquerschnitts des Ansaugrohres (2) dadurch gekennzeichnet,
daß die Steuermittel (6, 17, 18) zur Steuerung des effektiven Ansaugquerschnitts des
Ansaugrohres (2) die Einstellmittel (8, 10, 11, 13) für den Leerlauf umfassen.
2. Drosselvorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellmittel
(8, 10, 11, 12) für eine Feinjustage des Leerlaufansaugquerschnitts regelbar ausgebildet
sind.
3. Drosselvorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß
die Steuermittel zur Steuerung des effektiven Ansaugquerschnittes einen beweglichen
Drosselkolben (6) umfassen.
4. Drosselvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet,
daß das Saugrohr (2) eine Querschnittsverjüngung (3) aufweist, wobei der Drosselkolben
(6) im Bereich größeren Querschnitts (5) in dem Saugrohr (2) axial (Pfeil P) verschiebbar
ist.
5. Drosselvorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß
die Querschnittsverjüngung (3) einen kontinuierlichen Verlauf aufweist.
6. Drosselvorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß
der Drosselkolben (6) über eine die Saugrohrwand (2) durchsetzende Betätigungsvorrichtung
(17, 18) mechanisch verschiebbar ist.
7. Drosselvorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß
die Betätigungsvorrichtung eine die Rohrwandung (2) durchsetzende Welle (18) umfaßt,
an der im Innern des Saugrohrs ein Betätigungshebel (17) angebracht ist.
8. Drosselvorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß
der Drosselkolben (6) einen Basiskörper (7) und einen bezüglich des Basiskörpers (7)
beweglichen Drosselkopf (8) umfaßt.
9. Drosselvorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß
der Drosselkopf in axialer Richtung (Pfeil P) beweglich ist.
10. Drosselvorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß
der Drosselkopf (8) über eine Spindel (11) verschiebbar ist.
11. Drosselvorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß
ein Stellmotor (13) für den Drosselkopf (8) vorhanden ist.
12. Drosselvorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß
die Drosselvorrichtung (1) wenigstens teilweise aus Kunststoff gefertigt ist.