(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
パイプ（７）を通って流れる、排気ガスの流れを絞るための、スロットルバルブ（８）を有し、
前記スロットルバルブ（８）を、閉位置に押圧する力を印加する、復帰バネ（９）を有し、
前記パイプ（７）内の前記スロットルバルブ（８）が、前記パイプ（７）のある予め定められた断面領域を、少なくとも部分的に閉止する閉位置と、前記復帰バネ（９）の弾性力に抗して、前記排気ガスの圧力により、この断面領域を解放する開位置との間で、あるピボット軸（１０）について、レバー（１１）の駆動によってピボット回転をすることができ、
前記復帰バネ（９）のバルブ側端部は、一端が前記スロットルバルブ（８）に固定して接続される前記レバー（１１）上に支持され、前記復帰バネのパイプ側端部は、前記パイプ（７）上、または、前記ピボット軸（１０）と同軸に延伸するシャフト（１２）を収容するための軸受け（１３）上に支持される、
内燃機関（１）の排気システム（４）のためのスロットル構成において、
前記復帰バネ（９）は、前記復帰バネ（９）のパイプ側端部上で２箇所で支持され、前記２箇所が対称平面（３２）に対して互いに対称であり、前記対称平面（３２）は、前記ピボット軸（１０）に垂直であり、かつ前記パイプ（７）の中心軸を含み、
前記レバー（１１）は、前記パイプ（７）の前記復帰バネ（９）、前記レバー（１１）、及び前記シャフト（１２）設置側に設けられている少なくとも一つの開口（１４）を前記パイプ（７）の長手方向に対して斜めに貫通し、かつ前記レバー（１１）の他端が回転できない状態で前記シャフト（１２）に取り付けられ、
前記シャフト（１２）は、前記パイプ（７）の外側に位置しており、
前記復帰バネ（９）は、前記排気ガスに晒されないことを特徴とする、スロットル構成。
【請求項２】
前記復帰バネ（９）は、少なくとも前記バネの力を発生するバネ部において、前記対称平面（３２）に関して対称に設計され、および／または、
前記復帰バネ（９）のバルブ側端部の中央に位置する単一の接点、または前記ピボット軸（１０）に平行に延伸する接触線（１９）、または前記ピボット軸（１０）の長さ方向にある距離を隔てられ、前記ピボット軸（１０）から互いに等距離にある、少なくとも２つの接点（１９）、のいずれかを介して、前記復帰バネ（９）が前記レバー（１１）上に支持されることを特徴とする、請求項１に記載のスロットル構成。
【請求項３】
前記接触線（１９）または前記接点（１９）は、前記対称平面（３２）に関して対称であるように、配置されることを特徴とする、請求項２に記載のスロットル構成。
【請求項４】
前記復帰バネ（９）は、前記軸受け（１３）上に取り付けられることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のスロットル構成。
【請求項５】
前記レバー（１１）上に支持される、固定部（２３）により互いに接続された、２つの螺旋バネ部（２２）を有する、２脚バネ（２１）として、前記復帰バネ（９）が設計されていることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか１項に記載のスロットル構成。
【請求項６】
前記２脚バネ（２１）は、前記パイプ（７）の外側に配置された、前記軸受け（１３）上に保持され、および／または、
前記２脚バネ（２１）は、ある押圧力の下に、少なくとも一つのその自由脚（２４）により、前記軸受け（１３）のある当接部（２５）上に支持され、および／または、
前記２脚バネ（２１）は、少なくとも一つのその自由脚（２４）により、前記軸受け（１３）上で前記シャフト（１２）を前記シャフト（１２）の径方向に固定し、および／または、
前記螺旋バネ部（２２）は、前記シャフト（１２）の外側に配置されることを特徴とする、請求項５に記載のスロットル構成。
【請求項７】
前記復帰バネ（９）は、ある端部（２９）により、前記レバー（１１）上に支持された、板バネ（２８）として設計されていることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか１項に記載のスロットル構成。
【請求項８】
前記板バネ（２８）は、前記パイプ（７）の外側に保持部（３０）を有し、前記保持部（３０）により前記板バネ（２８）が前記軸受け（１３）上に保持され、および／または、前記板バネ（２８）は、前記保持部（３０）上に少なくとも一つの固定部を有し、前記固定部が前記軸受け（１３）上で前記シャフト（１２）を前記シャフト（１２）の径方向に固定することを特徴とする、請求項７に記載のスロットル構成。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか１項に記載の、スロットル構成（６）を少なくとも一つ配置された、内燃機関（１）から排気ガスを排出する、少なくとも一つの排気ラインを有する、前記内燃機関（１）の排気システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気システムのための、スロットル構成throttle arrangementに関し、特に、請求項１の前段部分に記載された特徴を有する自動車における、内燃機関の排気システムのための、スロットル構成に関する。本発明はまた、そのようなスロットル構成を備える、排気システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、以上に定義した型式の、スロットル構成と排気システムを記載する。周知のスロットル構成は、パイプを通って流れる、排気ガスの流れを絞るスロットルバルブと、このスロットルバルブを閉位置に押し込む、押圧力を印加する復帰バネとを、含んでいる。スロットルバルブは、パイプのある予め定められた断面領域を、少なくとも部分的に閉止する閉位置と、復帰バネの弾性力に抗して、排気ガスの圧力により、この断面領域を解放する開位置との間で、あるピボット軸の周りのピボット回転を、パイプ内ですることができる。周知のスロットル構成については、その螺旋バネ部分が、スロットルバルブのピボット軸と同軸に延伸する、あるシャフトと同軸に構成された脚付きバネとして、復帰バネが設計されている。このシャフトは、排気ガスの流れに対して開放された、パイプ内側方の陥凹部に配置されている。この脚付きバネは、スロットルバルブに固定して接続された、レバー上の自由脚で支持され、また、上述の陥凹部の壁面上の、他の自由脚で支持されている。復帰バネは、バルブ端上のレバー上と、パイプ端上のパイプと、および／またはシャフトを収容するための軸受け上に、このようにして支持されている。
【０００３】
【特許文献１】独国特許出願公開第103 04 364号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
スロットルバルブの調節の際のスロットル構成の動作において、復帰バネと一方の隣接する部品との間、およびスロットルバルブと他方のパイプとの間に、摩擦現象が発生することが見いだされている。最初に、復帰バネの螺旋バネ部分が、特にシャフトに対して、摩擦運動をする。内燃機関の稼働の間に発生する、スロットルバルブの頻繁な調節動作に起因して、摩滅とそれによる復帰バネの材料の劣化が発生する。バネの弾性にとって重要である、復帰バネのある領域における材料の劣化は、そのバネ特性を変化させることがあり、スロットル構成の機能に対して悪影響を及ぼす。例えば、螺旋バネ部分の一つまたはそれ以上のバネの巻線が、シャフトとの摩擦のために劣化すると、脚付きバネはバネ特性が柔らかくなる。極端な場合には、連続した摩擦は、復帰バネを破壊することがある。例えば、脚付きバネは、その螺旋バネ部分で破損するかもしれない。次いで復帰バネは、実質的に動作しなくなり、スロットル構成は役に立たなくなる。さらに、スロットルバルブはまた、パイプを摩擦し、その動作を困難にして、進行する汚濁により、スロットルバルブが引っかかり、最後には焼き付くことがある。これはまた、スロットル構成の有効性を減じ、全く動かないようにさせる。
【０００５】
本発明は、特に、改良された実施形態が、スロットル構成のより長い寿命により特徴づけられる、スロットル構成、および／またはそれを備える排気システムの、改良された実施形態の提供の問題に関する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この問題は、本発明の独立請求項の主題により、本発明に従って解決される。利点を有する実施形態は、従属請求項の主題である。
【０００７】
本発明は、復帰バネをパイプ端上で対称的に支持する、一般的なアイディアに基づいている。その結果、復帰バネはパイプ端上で対称的に応力を受け、これが特に、ピボット軸を通る傾きの軸について、任意の傾きモーメントを、防止または少なくとも削減するが、同様に、ピボット軸の方向の軸の変位を、防止することができる。一方でこれは、復帰バネとパイプ端上のその支持体との間の、接触およびそれによる摩擦を防止または少なくとも削減するが、他方では、スロットルバルブとパイプとの間の、接触を防止および／または削減する。単純な脚付きバネの場合は、それが非対称な支持を有するので、その傾き軸に関して空間的に回転する、その螺旋バネ部の長さ方向軸に、そのような傾きモーメントが帰結し、従って、その螺旋部では、脚付きバネは螺旋バネ部を同軸に通るシャフトに対して、静止してそれを摩擦する。さらにこの傾きモーメントは、スロットルバルブの軸方向変位と、パイプに対するスロットルバルブの傾きとを生じる。バルブ端上の復帰バネの支持領域に延伸する、対称の平面に関する鏡面対称を伴って設計された、本発明に従って提案される支持によれば、そのような相対的な調節は削減されるか、または防止されることができる。このようにして、摩擦抵抗効果を削減することができ、スロットル構成の寿命を、それが増進させる。
【０００８】
利点のある実施形態では、復帰バネは、固定部により接続された２つの螺旋バネ部を有する、２脚バネにより形成されてもよい。この２脚バネは、固定部を介してバルブ端上に支持され、一方それは、２本の脚を介してパイプ端上に支持されている。２つの螺旋バネ部は、螺旋の長さ方向に関しては比較的に短く、比較的に大きい相対運動の危険性を削減する。
【０００９】
２脚バネとして設計された復帰バネの、さらなる利点のある実施形態に従えば、構成される螺旋バネ部を、特に、固定部と自由脚の間に自立するようにして、それにより螺旋バネ部と他の部品、例えば軸受けとの間の、接触を防止することが可能である。この自立する構成は、対称的な力による支持に起因して、可能になっている。
【００１０】
代替の実施形態では、この復帰バネは、バルブ端上の自由端部を介して支持される、また特に、パイプ端上の指定された保持部を介して支持される、板バネとして設計されてもよい。板バネは特に容易に設計されることができ、従って、（端部から離れた）可動領域は、他の部品とは接触せず、それにより摩擦を受けない。
【００１１】
本発明の、他の重要な特徴と利点は、従属請求項、図面および図面を参照して説明されるそれぞれの記述から、導出される。
【００１２】
以上に言及され、以下に説明される特徴は、与えられた特定の組合せにおいてのみならず、本発明の範囲を超えることなく、他と組合せて、または単独で、用いられることが自明である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によると、より寿命が長いスロットル構成及びそれを備えた排気システムを実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
望ましい例としての、本発明の実施形態が図面に示され、以下の記述においてより詳細に説明されるが、そこでは、同じ、類似または機能的に同一の、部品に言及するために、同じ参照番号が使用されている。
【００１５】
図面は以下の模式的な図を示す。
【００１６】
図１は、排気システムを伴う内燃機関の、大いに単純化した図である。
【００１７】
図２は、スロットル構成の、上面図である。
【００１８】
図３は、図２のスロットル構成の、側面図である。
【００１９】
図４は、他のスロットル構成の、上面図である。
【００２０】
図５は、図４のスロットル構成の、斜視図である。
【００２１】
図１によれば、内燃機関１は、新鮮なガス、特に新鮮な空気を供給するための、フレッシュガスシステム３に接続された、エンジンブロック２と、排気ガスを放出するための、排気ガスシステム４を含んでいる。内燃機関１は、望ましくは、自動車に設置されている。排気システム４は、一般的な方法で、例えば粒子フィルタおよび／または少なくとも一つの触媒コンバータである、排気ガス清浄化装置（図示せず）と、マフラー装置を含んでいる。リアマフラー５は、例として、ここに示されている。排気システム４は、少なくとも一つのスロットル構成６を有し、その助けを得て、排気の流れが、排気システム４のパイプ７内の排気の圧力の関数として、制御されることができる。パイプ７は、排気システム４の排気ラインにより形成されている。ここに示される例では、スロットル構成６は、リアマフラー５の内部に配置されている。基本的に、排気システム４内部における、スロットル構成６の他の位置が、同様に可能である。
【００２２】
図２−図５によれば、スロットル構成６は、スロットルバルブ８と、復帰バネ９を含んでいる。スロットルバルブ８は、パイプ７に配置され、その小部分のみがここでは示されているが、このスロットルバルブは、矩形の断面を有し、パイプ７を通って到来する、排気ガスの流れを絞る。復帰バネ９は、ここでは直接または間接に、スロットルバルブ８と共に動作して、ここに示されるように、それを閉位置に押し込む。
【００２３】
スロットルバルブ８は、パイプ内のこの閉位置とある開位置との間を、あるピボット軸１０について、ピボット回転をすることができる。閉位置では、スロットルバルブ８は、流れがそれを通って通過することができる、パイプ７の断面の予め定められた少なくとも一部を部分的に、または望ましくはパイプ７の全断面を、閉止する。その閉位置では、スロットルバルブ８は、その断面領域および／またはパイプ７を、望ましくは可能な限り完全に、閉止する。その開位置では、スロットルバルブ８は、多かれ少なかれ、その断面領域を解放する。スロットルバルブ８の上流で優勢である、復帰バネ９のバネの力に対抗して、排気圧力により、スロットルバルブ８がその開位置に駆動される。スロットル構成６は、排気システム４においては、主にマフラーとして動作する。
【００２４】
ここに示される望ましい実施形態では、ピボット軸１０についてピボット回転するために搭載されている、レバー１１にスロットルバルブ８が取り付けられている。このピボット軸１０は、排気ガスの流れの主方向を横切って、延伸している。ここに示される実施形態では、ピボット軸１０は、パイプ７の外側に延伸している。このピボット軸１０を実現するために備えられたシャフト１２は、軸受け１３に収容され、ピボット軸１０と同軸で延伸している。例えばシャフト１２は、軸受け１３に搭載され、ピボット軸１０については回転可能であるが、レバー１１とは、回転できない状態で接続されている。シャフト１２とレバー１１の間の、回転できない状態の接続は、ここでは、シャフト１２の外部の、多角形の構造により達成されている。同様に、他のはめ合わせの接続、または溶接での接続等が可能である。
【００２５】
その側面の長さ方向のエッジ上に、スロットルバルブ８は側壁を有し、ここではそれについてこれ以上説明しないが、スロットルバルブ８の側面上に実質的に直角に突出して、レバー１１の反対側に対向し、パイプ７の側壁に平行に走っている。これは、パイプ７内部での、スロットルバルブ８のガイドと安定に帰結する。
【００２６】
レバー１１は、２つの壁（ここではこれ以上説明しない）によりスロットルバルブ８に接続されている。そうするために、壁を備えるレバー１１は、パイプ７内のスロット形の側面の、開口１４を通って延伸している。これらの壁は、ピボット軸１０に対して曲線の輪郭１５を有し、従って側面の開口１４は、比較的に小さく設計されることができる。
【００２７】
軸受け１３は、パイプ７とは別体の部品であり、パイプ７がその上に配置されている、サドル形の部品により、ここでは形成されている。軸受け１３は、例えば、ハンダ付け、溶接、糊付け、または、はめ合わせである、適宜の方法によりパイプ７に取り付けられてもよい。シャフト１２を収容するために、パイプ７を超えて、平行に突出している、２つの側板１６上の１端で開いている、Ｕ字型の陥凹部１７を、軸受け１３は有している。シャフト１２は、その軸方向の端部で、これらの陥凹部１７に挿入されている。ピボット軸１０と平行に走り、シャフト１２の側でパイプ７に橋渡しをする、ブリッジ部１８により、２つの側板１６は連結されている。
【００２８】
復帰バネ９は、ここに示されているように、バルブ端またはレバー１１上の、スロットルバルブ８上に支持されている。対応する支持位置は、ここでは１９として付番されている。パイプ端では、復帰バネ９は、ここに示されているように、パイプ７上または軸受け１３上に支持されている。対応する支持位置は、ここでは２０として付番されている。
【００２９】
ここに示されている実施形態では、対称平面３２に関して、復帰バネ９が実質的に対称に、パイプ端上でバネの力を支持するように、復帰バネ９は適合され、または、それぞれ設計されている。その対称平面３２は、一端がピボット軸１０に垂直に延伸し、多端はバルブ近傍の支持位置１９の領域に延伸している。パイプ端部における、バネの力の対称的な支持に起因して、復帰バネ９内部のピボット軸１０を横切って走る、傾き軸についての傾きモーメントは、防止されるか、または削減され、スロットルバルブ８が開と閉をピボットされた時でさえ、復帰バネ９は相対的に安定な位置に留まる。さらに、これはまた、スロットルバルブ８の相対的な位置を、安定化する。シャフト１２、およびそれに従ってレバー１１とスロットルバルブ８の、軸方向の変位は避けられる。摩擦による損耗は、この方法により、削減されることができる。
【００３０】
ここに示される実施形態では、復帰バネ９は１片から作製される。さらに、各々のスロットル構成６は、単一の復帰バネ９をただ一つ有する。復帰バネ９それ自身はまた、少なくともバネの力を発生するバネ部においては、対称平面３２について、鏡面対称に設計されている。
【００３１】
図２に示される実施形態では、ピボット軸１０の長さ方向に、ある距離を隔てられ、ピボット軸１０に関して等距離にある、２つの接点を介して、復帰バネ９が支持され、これらの支持点はこのようにして、バルブ端上に支持位置１９を形成している。図４、図５に示される実施形態では、例えばピボット軸１０と平行であり、ここでバルブ端上の支持位置１９を形成する、接触線を介して、復帰バネ９はレバー１１上に支持されている。また、バルブ端の中央の単一の接点のみを介して、復帰バネ９が支持される、実施形態も同様に可能である。スロットルバルブ８のピボットの調節において、接点位置１９および／または接触線１９は、レバー１１に沿って半径方向に移動してもよい。ここで、損耗を削減するために、レバー１１および／または復帰バネ９は、対応する領域において特に滑らかであるように設計されてもよく、また、適宜の耐摩耗塗装を特に施されてもよい。接触線１９および／または接点位置１９は、同様に対称平面３２と鏡面対称に、適宜に配置される。
【００３２】
他の実施形態では、シャフト１２は、復帰バネ９により軸受け１３上の陥凹部１７内に固定され、それはここでは特に、図４、図５に示される実施形態において実施されている。さらに復帰バネ９は、望ましくは自身が保持する方法で、軸受け１３上に搭載される。例えば復帰バネ９は、軸受け１３に取り付けられても、それに挟まれても、またはそれに固着されてもよい。この場合、付随的な固定手段は、不必要になる。
【００３３】
図２、図３に示される実施形態では、２つの螺旋バネ部２２、共有される固定部２３、および２つの自由脚２４により特徴づけられる、２脚バネ２１として、復帰バネ９が設計されている。固定部２３は、２つの螺旋バネ部２２を互いに接続し、スロットルバルブ８および／またはレバー１１上に支持されている。固定部２３はここでは、レバー１１と所望の点接触を生じるような、形状にされている。２脚バネ２１は、軸受け１３上に保持されている。そのようにするために、２脚バネ２１は、その自由脚２４の一方、または望ましくは双方の自由脚２４により、各々の脚が押圧力を有して、軸受け１３の当接部２５上に支持される。そのような当接部２５は例えば、切断されて軸受け１３上に引き起こされた、切断された自由端の固定部により、形成される。図３において観察者側の自由脚２４は少なくとも、側面の当接部２５を超えて延伸するその自由端に、曲げられた端部２６を有し、２脚バネ２１は軸受け１３上に、偶然生じる引っ張り力に対抗するように、固定されている。
【００３４】
本質的に、少なくとも一つの自由脚２４が、軸受け１３上にシャフト１２を半径方向に固定する、実施形態も考えうる。例えば、この目的のために、陥凹部１７の開放端上のシャフト１２を超えて、それぞれの脚２４が延伸し、例えばブリッジ部１８の下を、その端部が通過している。同様に、一つの脚２４が当接部２５と関連し、一方他の脚２４がシャフト１２を半径方向に固定する、実施形態も考えうる。また、シャフト１２の所望の半径方向の固定を保証するように、２つの脚２４がそのような当接部２５上に支持されてもよい。
【００３５】
少なくとも図３の前面側の脚２４に対して、例えば、側板１６の曲げられた部分により、軸受け１３の側板１６上に、支持する形状２７が、同様に形成されてもよい。これは、軸受け１３に対する、２脚バネ２１の位置の改善を可能にする。
【００３６】
ここに示される、特に利点のある実施形態では、２脚バネ２１の螺旋バネ部２２は、シャフト１２の外側に構成されている。螺旋バネ部２２の長さ方向の中心軸は、ピボット軸１０とは平行に走っているにもかかわらず、同心ではない。螺旋バネ部２２が、固定部２３とその自由脚２４の間に、自立するように構成される、ここに示される実施形態は、特に有利である。螺旋バネ部２２は、このように、スロットル構成６の他の部品または部分と、接触していない。
【００３７】
以上に言及された、復帰バネ９にバネの力を発生するバネ部は、２脚バネ２１の場合には、固定部２３と螺旋バネ部２２により形成されている。少なくともこのバネ部においては、２脚バネ２１は、対称平面に関して、対称に設計されている。
【００３８】
図４、図５に示される実施形態では、復帰バネ９は、板バネとして設計されている。板バネ２８は、端部２９と保持部３０、および端部２９と保持部の間にわたる中間部３１と、を含んでいる。中間部３１は、端部２９と共に、バネの力を発生するバネ部を形成し、望ましくは対称平面３２とは対称に設計されている。板バネ２８は、スロットルバルブ８上および／またはレバー１１上に、端部２９で支持されている。
【００３９】
その保持部３０については、板バネ２８は軸受け１３上、即ちパイプ７の外側に、保持されている。ここでの保持部３０は、ブリッジ部１８の領域内の、軸受け１３の周囲に延伸する、Ｕ字型部として設計されている。保持部３０は、軸受け１３に、挟み付け、または溶接、ハンダ付けされてよい。保持部３０は、特に支持する形状２７と、ここで軸方向に再度協働して、固定部２５と係合してもよく、および／または当接部２５上に支持されてもよい。
【００４０】
固定部は例えば、パイプ７に平行に延伸する、保持部３０上に形成されてもよい。この固定部は、それがシャフト１２を軸受け１３上に半径方向に固定するように、設計されてもよい。例えば固定部は、陥凹部１７の開放端の領域で、シャフト１２の周囲に延伸する。さらに、シャフト１２を半径方向に固定するための手段を実現するために、固定部が設計されてもよい。２つの固定部が対称的に配置される場合には、シャフト１２の軸の中心化は、同様に実現可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】は、排気システムを伴う内燃機関の、大いに単純化した図である。
【図２】は、スロットル構成の、上面図である。
【図３】は、図２のスロットル構成の、側面図である。
【図４】は、他のスロットル構成の、上面図である。
【図５】は、図４のスロットル構成の、斜視図である。
【符号の説明】
【００４２】
１    内燃機関
２    エンジンブロック
３    フレッシュガスシステム
４    排気システム
５    リアマフラー
６    スロットル構成
７    パイプ
８    スロットルバルブ
９    復帰バネ
１０  ピボット軸
１１  レバー
１２  シャフト
１３  軸受け
１４  側面の開口
１５  曲線の輪郭
１６  側板
１７  陥凹部
１８  ブリッジ部
１９  支持位置、接触線、接点
２０  支持位置
２１  ２脚バネ
２２  螺旋バネ部
２３  固定部
２４  自由脚
２５  当接部
２６  曲げられた端部
２７  支持する形状
２８  板バネ
２９  端部
３０  保持部
３１  中間部
３２  対称平面
【図１】
0005179069.tif 000002
【図２】
0005179069.tif 000003
【図３】
0005179069.tif 000004
【図４】
0005179069.tif 000005
【図５】
0005179069.tif 000006