JPH08506878A - 絞り装置及び該絞り装置を製造する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 公知の絞り装置は金属製の絞りフラップを有し、この絞りフラップは例えば調節軸から切欠かれたスリット内に配置され、ねじ結合で調節軸と回動不能に結合されている。絞りフラップをねじ結合可能な別個の部分として構成することは絞り装置を大量生産する場合には著しい組立費用と高い生産コストの原因となる。本発明の絞り装置（１）はプラスチックから成る絞り機構（３）を有し、該絞り機構（３）は回動不能な結合のために、調節軸（４）から切欠かれたスリット（２０）をプラスチックで充たしている。絞り機構（３）を製造するためには本発明にしたがって構成された射出成形工具（３０，３１）は吸込通路（１０）内へ導入される。この射出成形工具（３０，３１）は調節軸（４）の外側の周面（６）に当接して、切欠き（３８，３９）で、絞りフラップ（３）の形をした中空室を形成する。この中空室はプラスチックで充填され、絞りフラップ（３）を形成する。この絞り装置は特に混合気圧縮式外部点火型内燃機関又は空気圧縮式自己点火型内燃機関に適する。

Description

【発明の詳細な説明】 絞り装置及び該絞り装置を製造する方法 従来技術 本発明は請求項１もしくは請求項６に記載した形式の絞り装置、特に内燃機関 用の絞り装置もしくは該絞り装置を製造する方法に関する。絞りフラップの形を した絞り機構が絞りフラップ管部において流入する燃料混合物を多かれ少なかれ 制御する絞り装置はすでに公知である（Bosch Technische Unterrichtung，Mono -Jetronic，第１版、Juni１９９１、ページ２４）。絞りフラップ管部は例えば 内燃機関の中央噴射ユニットの１部であって、この中央噴射ユニットにおいては 絞りフラップの上側に配置された燃料噴射弁によって燃料が間断的に絞りフラッ プ管部の吸込通路内へ噴射される。絞りフラップは公知の形式で、絞り装置の調 節軸に形成された細長いスリット内に導入され、ねじ結合で調節軸と回動不能に 結合されている。絞りフラップは通常円形の形状を有し、薄板打貫き部分として 構成されている。環境保護の理由からと内燃機関の燃料消費量を減少させるため に、次第にきわめて低いアイドリング回転数が望まれているので、絞りフラップ とスリットと絞りフラップ管部の吸込通路の吸込壁部とを製作する場合にはあら かじめ低く設定された許容誤 差が守られ、特に絞りフラップのアイドリング位置において、絞りフラップと吸 込壁との間のきわめて小さなギャップ間隔を通ってきわめてわずかな空気質量流 しか絞りフラップに沿って流過しないようにしなければならない。 電子的な機関出力制御装置において絞り装置を使用するためには、絞りフラッ プ管部から導出された調節軸の端部に回転角度信号発生器とも呼ばれる精密ポテ ンシオメータが取付けられ、絞りフラップの回動位置に相応して所定の抵抗値を 取出すかもしくは所定の電圧信号を準備し、これが電子制御装置に供給され、と りわけ絞りフラップ調節モータを制御するために用いられている。絞りフラップ 調節モータは絞りフラップ管部から導出された調節軸の第２の端部に取付けられ 、絞りフラップを内燃機関の所定の運転範囲で、例えばアイドリング運転範囲で 、又はエンジンブレーキ状態の遮断のため、又はいわゆるＥガスの場合に絞りフ ラップを電気モータで調節するために回動させる。絞り装置を調節するためには 絞り装置はほぼ組立完了状態で、組立られた絞りフラップとルーズに取付けられ た、回動可能な回転角度信号発生器と共に測定装置内に入れられかつ空気流に晒 される。この場合には調節軸、もしくは絞りフラップの回動によって、絞りフラ ップを通過する、測定装置においてあとで測定される空気質量流が調節される。 次いで調節軸を固持した状 態で回転角度信号発生器が、該回転角度信号発生器において絞りフラップを通過 する空気質量流に相応する所定の電圧比が存在するまで回動させられる。そのあ とで回転角度信号発生器がこの位置に取付けられる。絞り装置の許容誤差の補償 、もしくは絞り装置の調節は絞りフラップ及び回転角度信号発生器の製作許容誤 差が補償されるために必要である。このためには特に絞り装置の大量生産に際し ては著しい製作技術的な費用と測定技術的な費用とが必要である。特に絞りフラ ップの組込みとねじ固定は著しい組立費用を必要とし、この結果として生産コス トが高くなる。 発明の利点 これに対して請求項１、もしくは請求項６に記載した特徴を有する本発明によ る装置、もしくは本発明による方法は、絞りフラップ管部内で気密閉鎖するか又 は絞りフラップ管部に対して正確な半径ギャップを有する、ほぼ任意に構成され た絞り機構が簡単な形式で製作可能でかつ調節軸と結合可能であり、したがって コスト的に有利な生産を可能にするという利点を有している。特に有利であるの は公知技術にしたがって必要な回転角度信号発生器の許容誤差の補償が特に簡単 に実施されることである。有利な形式で、公知技術において必要とされていたね じ結合は省略することができる。 従属項に記載した特徴によっては有利な構成と改良 が可能である。 図 面 図面には本発明の複数の実施例が簡略化されて示され、以後これらについて説 明する。第１図は本発明にしたがって構成された絞り装置の第１実施例の断面図 、第２図は第１図の絞り装置を製造するために取付けられた射出成形工具を有す る絞り装置の断面図、第３図は第２実施例による絞り装置を第７図のIII−III線 又は第８図のIII−III線に沿って断面した図、第４図は第３図の絞り装置を製造 するために取付けられた射出成形工具を有する絞り装置の断面図、第５図は第３ 実施例による絞り装置を第７図のＶ−Ｖ線又は第８図のＶ−Ｖ線に沿って断面し た図、第６図は第５図の絞り装置を製造するために取付けられた射出成形工具を 有する絞り装置の断面図、第７図は第３図又は第５図の絞り装置の平面図、第８ 図は第３図又は第５図の絞り装置の平面図である。 実施例 第１図においては例えば混合気圧縮型外部点火式内燃機関又は空気圧縮型自己 着火式内燃機関の出力を制御するためにも用いられる、本発明によって構成され た絞り装置の部分断面図である。絞り装置は絞りフラップ管部２を有し、該絞り フラップ管部２においては吸込通路１０に絞り機構、例えば絞りフラップ３が回 動可能に取付けられている。吸込通路１０は例えば円 筒形の吸込壁１１を有し、該吸込壁１１は第１図から第６図の断面図においては 吸込通路１０の中央を延びる長手軸線１５に対して平行に直線的に延びている。 絞りフラップ３は調節軸４と回動不能に結合され、吸込管を介して絞りフラップ 管部２内へ流入する空気量、もしくは流入する燃料空気混合物を多かれ少なかれ 制御する。絞りフラップ３の下流側では絞りフラップ管部２は例えば接続導管で 内燃機関の少なくとも１つの燃焼室と接続されている。流れ方向は第１図、第３ 図及び第５図における相応の矢印５で示されている。調節軸４は第１図から第６ 図までにおいて第１図から第６図までの図平面内に延び込んでいる回転軸線１４ に対して同心的に絞りフラップ管部２を横方向に貫いて延びている。この場合、 調節軸４は両側で吸込通路１０の吸込壁１１を貫通し、例えば絞りフラップ管部 ２のスリーブ状の受容拡大部において軸受、例えばニードル軸受を介して回転可 能に支承されている。調節軸４は両方の調節軸端で絞りフラップ管部２から外へ 突出し、調節軸端に例えば第７図と第８図とに概略的に示したロープ円板２７を 有している。このロープ円板２７はボーデンワイヤを介してガスペダルと結合さ れているので、ガスペダルを作動させると絞りフラップ３が回動させられる。電 子的な機関出力制御のためにはロープ円板２つの調節軸端には第７図と第８図と に概略的に示した絞りフラップ調節モータ２８が取付 けられている。この絞りフラップ調節モータ２８は内燃機関の所定の運転範囲に おいて、例えばアイドリング制御のため又はエンジンブレーキ遮断のため又はい わゆるＥガスの場合には絞りフラップ３を電子的に調節するために、図示されて いない電子的な制御装置２６によって作動されかつ絞りフラップ３が回動させら れる。この場合、絞りフラップ３の回動位置をコントロールするためにはロープ 円板２７に向き合って第２の調節軸端に回転角度信号発生器２９が取付けられて いる、回転角度信号発生器２９は第１図、第３図、第５図、第７図及び第８図に 概略的に示され、例えば精密ポテンシオメータの形で構成されている。回転角度 信号発生器２９は絞りフラップ３のそのつどの回動位置に相応して所定のの抵抗 値を示し、電子的な制御装置２６に送られかつとりわけ絞りフラップ調節モータ ２８を制御するために役立つ所定の電圧信号を形成する。 絞りフラップ３を回動不能に保持するためには調節軸４からスリット２０の形 をした細長い切欠きが切欠かれている。スリット２０は調節軸４の、吸込通路１ ０内にある部分内を回転軸線１４に沿って延びかつ絞りフラップ３の寸法、例え ば絞りフラップ３の直径にほぼ相応する長さを有している。スリット２０は調節 軸４をほぼ同じ大きさの、半円筒形の２つの半部２３，２４に分割している。こ れらの半部２３，２４は回 転軸１４と回転軸１４と長手軸線１５とに対して横方向に延びる水平軸１６とを 通る断面１８に対して軸方向の間隔をおいて位置している。スリット２０、もし くは断面１８は第５図と第６図とに示すように水平軸線１６に対して傾けられて いてもよくかつ回転軸線１４を通って延びていることができる。 絞りフラップ３を製作するため及び調節軸４と回動不能に結合するためには本 発明にしたがって構成された射出成形工具３０，３１が調節軸４の両側から吸込 通路１０内へ導入される。射出成形工具３０，３１は吸込通路１０に合わせられ た形状、特に円筒形状を有し、吸込通路１０の開口横断面よりもいくらか小さい 横断面を有し、射出成形工具３０，３１が外面１２で吸込壁１１に接触して、ひ っかかることなく吸込通路１０内に導入できるようになっている。第２図、第４ 図と第６図においては、射出成形工具３０は調節軸４の上流側にかつ射出成形工 具３１は下流側に示されている。第１実施例を示した第１図の絞りフラップ３を 製造するために取付けられた射出成形工具３０，３１と共に示された断面図から 判るように射出成形工具３０，３１は調節軸４の外周面６に対してわずかな軸方 向の間隔をおいて位置するまで又は第４図に示すように少なくとも部分的に調節 軸４の外周面６に接するまで吸込通路１０内へ導入される。射出成形工具３０， ３１は絞りフラップに向いた端面３３，３４に切欠き ３８，３９を有し、これらの切欠き３８，３９は軸方向で部分的に射出成形工具 ３０，３１の内部へ延び込んでいる。この場合、切欠き３８は射出成形工具３０ の端面３３から切欠かれ、切欠き３９は射出成形工具３１の端面３４から切欠か れている。部分的に互いに接触するか又は調節軸４から軸方向の間隔をおいて位 置する射出成形工具３０，３１はその切欠き３８，３９で調節軸４の周囲に絞り フラップの外形に相当する中空室を形成する。この中空室は射出成形工具３０， ３１を導入したあとで、中空室内へ達する充填導管５０を介してプラスチックで 充填される。プラスチックが硬化したあとでプラスチックは調節軸４と回動不能 に結合された絞りフラップ３を形成する。そのあとで射出成形工具３０，３１は 吸込通路１０から引出される。第２図、第４図及び第６図の断面図に示されてい るように両方の充填導管５０は射出成形工具３１内を長手軸線１５に対してほぼ 平行に端面３４における切欠き３９、もしくは中空室内まで延びている。それぞ れ１つの充填導管５０を射出成形工具３０にかつ１つの充填導管５０を射出成形 工具３１に設けるか又は両方の充填導管５０を射出成形工具３０に設けることが できる。プラスチックを充填する場合にはプラスチックは調節軸４のスリット２ ０内にも達し、これを充填するので、調節軸４の内部にはプラスチックから成る 横ウエブが回転軸線１４に沿って延びるようになる。 この横ウエブは絞りフラップ３と一体に結合され、絞りフラップ３と調節軸４と の回動不能な結合を可能にするかもしくは確実な回転モーメントの伝達を保証す る。 第１図と第２図の第１実施例と第３図と第４図の第２実施例とにおいては、射 出成形工具３０は半径方向の壁の厚さの小さい吸込壁部１１から内方へ延びるリ ングウエブ３７を有している。このリングウエブ３７は射出成形工具３０のリン グ状の端面３３を制限している。この端面３３からは切欠き３８が軸方向に部分 的に射出成形工具３０内へ延び込んでおりかつ中空室を形成する。この中空室は プラスチックで充填されたあとで絞りフラップ３の、流れ５に面した前方部分を もたらす。第１図から第４図までにおいて長手方向軸線１５の左に示された切欠 き３８の中空室は絞りフラップ３の絞り特性、例えば内燃機関のアイドリング範 囲における絞り特性に有利な形式で影響を及ぼすために例えば楔形部４０の形状 を有している。しかしながら他の形状の絞りフラップ３を製造することもできる 。このためには射出成形工具３０，３１の切欠き３８，３９は絞りフラップ３に 所望される外形に合わせて構成する必要がある。 調節軸４の外周面６の範囲においては切欠き３８，３９は溝状に構成されてい るので、例えば第２図において上側に示された射出成形工具３０の切欠き３８は 半径方向で調節軸４の上方の半部２３を外周面６に対して軸方向の間隔をおいて 完全に取囲んでおり、プラスチックを切欠き３８内へ充填した場合に回転軸線１ ４に沿ってプラスチックから成る半割シエル状の外殻が形成されている。この外 殻は調節軸４の上方の半部２３を完全にプラスチックで覆う。さらに、第３図に 示した絞りフラップ３を製造するために取付けられた射出成形工具と共に示した 第４図の第２実施例から判るように切欠き３８を長手軸線１５の範囲において少 なくとも部分的に、外周面６に対して軸方向の間隔をおかずに形成し、第３図に おいて上方に示されている調節軸４の半部２３が部分的にしかプラスチックから 成る外殻で覆われないようにすることも可能である。第４図の平面図である第７ 図に示されているように、調節軸４は回転軸線１４に沿って部分的にプラスチッ クなしである。何故ならば射出成形工具３０は吸込通路１０内に導入された場合 に部分的に外周面６において、回転軸線１４に沿って延びるウエブに接触してい るからである。さらに第４図の平面図である第８図に示されているように、射出 成形工具３０の切欠き３８を、射出成形工具３０が部分的にだけ、例えば切欠き ３８の２つの円弧状の制限部４１において調節軸４の外周面６に接触し、上方の 半部２３の外周面６がプラスチックを充填したあとで、制限部４１を除いてほぼ 完全に、プラスチックから成る半割シエル状の外殻に よって覆われるようにすることもできる。第８図に示されているように両方の射 出成形工具３０，３１の正確な位置決めを保証するために両方の円弧状の制限部 ４１は例えば水平軸線１６に対して対称的に配置されている。さらに、個々の円 弧状の制限部４１を例えば吸込通路１０の中心において水平軸線１６と回転軸線 １４との交点に設けることもできる。第２図と第４図の射出成形工具３１は水平 軸線１６に対して平行に延びる、平らに構成された端面３４を有し、この端面３ ４から切欠き３９が溝状に切欠かれている。調節軸４の下方の半部２４は半径方 向で、外側の周面６に対して軸方向の間隔をおいて完全に取囲まれており、回転 軸線１４に沿ってプラスチックから成る半割シエル状の外殻が形成されている。 この半割シエル状の外殻は調節軸の下方の半部２４を完全にプラスチックで覆う 。さらに第２図と第４図の切欠き３９を第４図の切欠き３８に相応して構成し、 射出成形工具３１が部分的に外側の周面６に対して軸方向の間隔なしで調節軸４ の下方の半部２４の外側の周面６に部分的に当接するようにすることもできる。 さらに、第４図の実施例の切欠き３８．３９を、射出成形工具３０と射出成形工 具３１とがそれぞれ第８図に示した円弧状の制限部４１と部分接触し、調節軸４ の外側の周面６がプラスチックを充填したあとで制限部４１を除いてほぼ完全に プラスチックから成る外殻で覆われるようにすること もできる。 第５図と第６図には本発明による絞り装置１の第３実施例が示されている。こ の場合には同じ部分又は同じ作用をする部分には第１図から第４図までと同じ符 号がつけられている。第１実施例と第２実施例においては両方の射出成形工具３ ０，３１は端面３３，３４において接触するのではなく、軸方向の間隔をおいて 離れて位置している。この場合には端面３３，３４の少なくとも一方は調節軸４ の外側の周面６に接触する。第５図の平面図である第７図に示されているように 切欠き３８．３９は溝状に構成され、第４図の切欠き３８に相応して回転軸線１ ４に沿って延びているので調節軸４の両方の半部２３，２４はプラスチックで覆 われ、射出成形工具３０，３１が外側の周面に接触するところではプラスチック なしである。射出成形工具３０，３１を吸込通路１０へ導入する場合に射出成形 工具３０，３１は調節軸４の外側の周面６に当接するので、両方の射出成形工具 ３０，３１の正確な位置決めが行われる。さらに第５図の平面図である第８図に 示されているように、射出成形工具３０、もしくは射出成形工具３１が部分的に だけ、例えば２つの円弧状の制限部４１の内部で調節軸４の外側の周面に接触し 、調節軸４の上方の半部２３の外側の周面６と下方の半部２４の外側の周面６と が制限部４１の範囲を除いてほぼ完全に、プラスチックから成る外殻で覆われる ように切欠き３８，３９を構成することもできる。射出成形工具３０，３１の端 面３３，３４と吸込壁部１１とで制限された中空室は絞りフラップ３を形成する ためにプラスチックで充填される。この場合には第１及び第２の実施例とは異な って、プラスチックは吸込通路１０の吸込壁１１に達する。この場合にはプラス チックの選択に関連して硬化と収縮との後できわめてわずかな半径方向のギャッ プが絞りフラップ３の外方の周面７と吸込壁１１との間に形成される。これによ って特に絞りフラップ３のアイドリング位置においてきわめてわずかな空気質量 流の制御の可能性が与えられる。第５図と第６図の射出成形工具３０，３１は切 欠３８，３９を除いて平らに形成された端面３３，３４を有している。これらの 端面３３，３４は水平軸線１６に対して傾けられ、有利には互いに平行に延びて いる。したがってプラスチックを端面３３，３４の間の中空室へ充填したあとで 適当に傾けられた円板状の絞りフラップ３が得られる。絞りフラップ３の傾き角 は特に内燃機関のアイドリング範囲における絞り特性に影響を及ぼす。 射出成形工具３０，３１の端面３３，３４、もしくは切欠き３８，３９の構成 によって簡単な形式でほぼ任意に成形された絞りフラップ３を小さい公差で製造 しかつ調節軸４と回動不能に結合することができる。有利な形式で絞りフラップ ３の製造はほぼ組立済みの 状態で行われる。この状態では回転角度信号発生器２９はルーズに、もしくは回 動可能に調節軸４の調節軸端に取付けられている。許容誤差の補償、もしくは回 転角度信号発生器２９の調節のためには回転角度信号発生器２９は所望の抵抗値 、もしくは所望の電圧状態が回転角度信号発生器２９において調節されるまで回 動させられる。このあとで回転角度信号発生器は調節軸４の回動位置を変えない で取付け、もしくは絞り装置１と回動不能に結合される。次いで射出成形工具３ ０，３１が吸込通路１０内に、該射出成形工具３０，３１が例えば調節軸４の外 周面６に当接するまで導入される。このあとで例えば射出成形工具３１の充填導 管５０内へプラスチックが充填される。プラスチックが硬化したあと所定の時間 が経過したのちに射出成形工具３０，３１は吸込通路１０から引出され、完成し た絞りフラップ３、もしくは完成した絞り装置１が得られる。切欠き３８，３９ の形は絞りフラップ３が常に変わらない精密な形と吸込通路１０における変わら ない精密な回動位置とで製作されることを保証する。この場合、絞りフラップ３ の精密な位置によって絞りフラップ３を通過する空気質量流も決定され、前もっ て回転角度信号発生器２９において調節された電圧状態に相応するようになる。 これによって空気質量流と回転角度信号発生器２９によって準備された電圧状態 との間には一義的な関係が与えられるので、従来行わ れていた測定装置内での空気質量流の後測定は不要になる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 絞り装置、特に内燃機関の絞り装置であって、吸込通路を有する絞りフラ ップ管部を備え、吸込通路を通って絞りフラップ管部に回転可能に支承された調 節軸が突出しており、該調節軸が回転軸線に沿って調節軸から切欠かれたスリッ トを有し、該スリットが吸込通路を制御する絞り機構の回動不能な結合に用いら れている形式のものにおいて、絞り機構（３）がプラスチック部分として構成さ れ、射出成形によって製造されており、調節軸（４）のスリット（２０）がプラ スチックで充填されていることを特徴とする絞り装置。 ２． 絞り機構（３）が調節軸（４）の外側の周面（６）を少なくとも部分的に 取囲んでいる、請求項１記載の絞り装置。 ３． 絞り機構（３）が当該絞り機構（３）の、流れに向いた前面側に楔形（４ ０）を有している、請求項１記載の絞り装置。 ４． 絞り機構（３）が円板状に構成されている、請求項１記載の絞り装置。 ５． 絞り機構（３）が水平軸線（１６）に対して傾けられて吸込通路（１０） 内に配置されている、請求項３記載の絞り装置。 ６． 吸込通路を有する絞りフラップ管部を備え、吸込 通路を通って絞りフラップ管部に回転可能に支承された調節軸が突出しており、 該調節軸が回転軸線に沿って調節軸から切欠かれたスリットを有し、該スリット が吸込通路を制御する絞り機構の回動不能な結合に用いられている形式の絞り装 置を製造する方法において、まず調節軸（４）の両側で上流側と下流側とにおい てそれぞれ１つの射出成形工具（３０，３１）を吸込通路（１０）内に導入し、 両方の射出成形工具（３０，３１）によって、該射出成形工具（３０，３１）の 互いに向き合った端面（３３，３４）から切欠かれた切欠き（３８，３９）で、 絞り機構（３）の形をした中空室を調節軸（４）の周囲に形成し、次いで該中空 室をこの中空室内に達する充填導管（５０）を用いてプラスチックで充填し、次 いでプラスチックが硬化したあとで射出成形工具（３０，３１）を吸込通路（１ ０）から取去ることを特徴とする絞り装置を製造する方法。 ７． 射出成形工具（３０，３１）の少なくとも一方を、調節軸（４）の外側の 周面（６）に当接するまで吸込通路（１０）内へ導入する、請求項６記載の方法 。 ８． 射出成形工具（３０，３１）をその端面（３３，３４）で部分的に接触さ せる、請求項６記載の方法。 ９． 少なくとも一方の射出成形工具（３０，３１）を ほぼ円弧状の制限部（４１）で調節軸（４）の外側の周面（６）に接触させる、 請求項７記載の方法。 １０．射出成形工具（３０，３１）の導入を、調節軸（４）の所定の回動位置を 調節したあとでかつ調節軸（４）と結合された回転角度信号発生器（２９）を調 節したあとではじめて行う、請求項６記載の方法。