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Die Erfindung betrifft eine Schalteinheit im Einlasssystem einer Hubkolben-Brennkraftmaschine, mit einem der brennraumseitigen gesteuerten Einlassöffnung vorgeschalteten, die Einlassleitung durch Relatiwerschiebung von Durchströmöffnungen und Sperrflächen aufweisenden Schaltelementen in einem Teilbereich des Arbeitstaktes unabhängig steuerbar abschliessenden Absperrorgan, welches als Schaltelemente eine im Strömungsweg feststehende Dichtplatte mit einer Vielzahl von an einer Dichtfläche ausgebildeten Durchströmöffnungen und eine unmittelbar benachbarte, parallel zur Dichtfläche der Dichtplatte verschiebbare Sperrplatte mit einer die Durchströmöffnungen der Dichtplatte in einer Schaltstellung abschliessenden und in einer anderen Schaltstellung freigebenden entsprechenden Vielzahl von Sperrflächen aufweist,
wobei von den Durchströmöffnungen ausgehend durchgehende Strömungskanäle mit stetig und strömungsgünstig verlaufenden Kanalwänden in der Dichtplatte und in den von Sperrflächen freien Bereichen der Sperrplatte vorgesehen sind, und die Durchströmöffnungen in Richtung der Verschiebung der Sperrplatte eine wesentlich kleinere Dimension als quer dazu aufweisen.
Schalteinheiten mit einem der brennraumseitigen gesteuerten Einlassöffnung vorgeschalteten, die Einlassleitung durch Relatiwerschiebung von Durchströmöffnungen und Sperrflächen aufweisenden Schaltelementen in einem Teilbereich des Arbeitstaktes unabhängig steuerbar abschliessenden Absperrorgan sind in vielfältigen Ausführungen bekannt und ermöglichen eine sogenannte Impulsaufladung sowie auch eine Laststeuerung von Hubkolben-Brennkraftmaschinen. Mittels des zusätzlichen Absperrorgans in der Einlassleitung, welches während des Saughubes den Einlassquerschnitt zu bestimmten Zeitpunkten äusserst schnell verschliesst bzw. wieder freigibt, können über den gesamten nutzbaren Drehzahlbereich der Brennkraftmaschine - vor allem aber bei geringen Motordrehzahlen - erhebliche Drehmomentsteigerungen erreicht werden.
Bei Hubkolben-Brennkraftmaschinen wird normalerweise eine möglichst gleichförmige, hohe Drehmomentkennlinie vom Leerlauf bis zu hohen Drehzahlen angestrebt, was aber nur mit hohem Aufwand angenähert werden kann, da aufgrund des Resonanzverhaltens der zuströmenden Ladungsmenge in der Einlassleitung die meisten Massnahmen zur Optimierung des Drehmomentes nur in einem sehr begrenzten Drehzahlband Wirkung zeigen. Saugmotoren werden oft mit variabler Saugrohrlänge bzw. Resonanzklappensystemen im Saugrohr betrieben, um die Drehmomentkennlinie bis in den Teillastbereich möglichst hoch zu halten. Eine weitere bekannte Möglichkeit zur Drehmomentsteigerung stellen variable Ventiltriebe für die Einlassventile dar, mittels welcher die Ventilsteuerzeiten zur Optimierung des Ladungswechsels verschoben werden können.
Ein weiteres, zumeist bei Dieselmotoren genutztes Mittel zur Drehmomenterhöhung sind Abgasturbolader oder mechanische Lader, mit denen zusätzlich Luft bzw. zündfähiges Gemisch in den Brennraumgefördert wird, wobei aber unterhalb gewisser Drehzahlgrenzen weiterhin ausgeprägte Drehmomentschwächen bestehen bleiben.
Das eingangs bereits angesprochene Konzept der Impulsaufladung ermöglicht zumindest theoretisch das Nenndrehmoment des Motors bis hinunter zur Leerlaufdrehzahl ohne Resonanzklappenvariation in der Einlassleitung aufrecht zu halten, wobei insbesonders vorteilhaft ist, dass die bei einer sprunghaften Lasterhöhung erforderliche vergrösserte Luft- bzw. Gemischmasse mit äusserst kurzen Ansprech- bzw. Verzögerungszeiten im Brennraum zur Verfügung steht.
Die grundsätzliche Idee dieser Impulsaufladung liegt in der Beeinflussung der zuströmenden Ladung durch ein stromauf der brennraumseitigen gesteuerten Einlassöffnung (also des Einlassventils bzw. der durch den Kolben oder ähnliches gesteuerten Einlassöffnung) angeordnetes unabhängiges Absperrorgan, mittels welchem die Ladung bedarfsgerecht zu-gemessen bzw. gegenüber der natürlichen Ansaugung erhöht werden kann. Eine sogenannte dynamische Aufladung wird dabei dadurch erreicht, dass die Öffnungs- bzw. Schliessvorgänge dieses zusätzlichen Absperrorgans in Abhängigkeit von den Betriebsparametern des Motors und relativ zur Bewegung von Einlassventil und Kolben gesteuert werden können.
Durch das zusätzliche Absperrorgan kann der eigentliche Einlassbeginn in Bezug auf die Öffnung des Einlassventils
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verzögert werden, wodurch insbesonders bei niedrigen Motordrehzahlen eine Ladungserhöhung erzielt werden kann, weil durch die Verzögerung der Öffnung des zusätzlichen Absperrorgans nach dem Öffnen des Einlassventils zunächst die im Einlasskanal zwischen zusätzlichem Absperrorgan und Einlassventil befindliche Ladung mit aus dem vorigen Arbeitstakt erhöhtem Druck in den Verbrennungsraum expandiert, wonach zufolge der durch Kolbenbewegung verursachten Volumenvergrösserung ein Unterdruck entsteht. Der Druckunterschied vor und hinter dem zusätzlichen Absperrorgan führt nach dessen Öffnung zu einer entsprechend hohen Fliessgeschwindigkeit der dann in den Verbrennungsraum nachströmenden Ladung.
Diese Fliessgeschwindigkeit wird gegen Ende des Kolbenhubes abgebremst, wodurch noch vor dem Schlie- #en des Einlassventils eine dynamische Druckerhöhung im Zylinder stattfindet. Der Rückfluss von Ladung aus dem Verbrennungsraum wird dann durch rechtzeitiges Schliessen des zusätzlichen Absperrorgans verhindert, wodurch wie angesprochen nach dem Schliessen des Einlassventils für den nächsten Arbeitstakt erhöhter Druck zwischen Einlassventil und zusätzlichem Absperrorgan verbleibt.
Bekannte Anordnungen mit derartigen zusätzlichen Absperrorganen (siehe beispielsweise DE 2938118 A1, DE 3737826 A1 oder auch WO 00/03131) haben den Nachteil, dass die über relativ grosse Schaltwege zu bewegenden relativ grossen Massen bei den erforderlichen, extrem kurzen Schaltzeiten zwischen völlig offenem und dicht abgesperrtem Zustand (im Bereich von etwa 1 ms) sehr aufwendige und damit störungsanfällige Antriebs- und Steuerkonzepte erfordern, die die erzielbaren Vorteile schnell aufheben.
Weiters ist beispielsweise aus DE 29 29 195 A1 eine Schalteinheit der eingangs genannten Art bekannt, bei der das Absperrorgan als Schaltelemente eine im Strömungsweg feststehende Dichtplatte mit einer Vielzahl von an einer Dichtfläche ausgebildeten Durchströmöffnungen und eine unmittelbar benachbarte, parallel zur Dichtfläche der Dichtplatte verschiebbare Sperrplatte mit einer die Durchströmöffnungen der Dichtplatte in einer Schaltstellung abschliessenden und in einer anderen Schaltstellung freigebenden entsprechenden Vielzahl von Sperrflächen aufweist, wobei von den Durchströmöffnungen ausgehend durchgehende Strömungskanäle mit stetig und strömungsgünstig verlaufenden Kanalwänden in der Dichtplatte und in den von Sperrflächen freien Bereichen der Sperrplatte vorgesehen sind. Die damit nach Art von Gittern mit komplementären Durchströmöffnungen bzw.
Sperrflächen aneinanderliegenden Dicht- bzw.
Sperrplatten bieten in geöffnetem Zustand des Absperrorgans eine möglichst grosse freie Durchströmfläche, sodass ein Druckgefälle in der in der Einlassleitung strömenden Ladung möglichst vermeiden wird. Zufolge der Vielzahl einzelner Durchströmöffnungen kann dabei der tatsächliche Schaltweg zwischen den beiden Schaltstellungen - "offen" einerseits und "geschlossen" andererseits - auf sehr einfache und wirkungsvolle Weise drastisch beispielsweise gegenüber den aus dem eingangs angesprochenen Stande der Technik bekannten Dreh- oder Walzenschiebern reduziert werden, was sehr vorteilhafte Auswirkungen im Hinblick auf möglichst kurze Schaltzeiten unter möglichst geringer Beanspruchung der Schaltelemente und des Umschaltantriebes hat.
Die Durchströmöffnungen weisen in Richtung der Verschiebung der Sperrplatte eine wesentlich kleinere Dimension als quer dazu auf, was auf einfachste Weise eine entsprechende weitere Verkürzung der notwendigen Schaltwege unter Erhöhung der diesbezüglich bereits erwähnten Vorteile bringt. Zufolge der von den Durchströmöffnungen der Dichtplatte sowie von den korrespondierenden, von sperrflächenfreien Bereichen der Sperrplatte ausgehenden strömungsgünstig verlaufenden Kanälen kann eine möglichst geringe Strömungsbeeinflussung im Bereich des Absperrorgans sichergestellt werden, was insgesamt eine sehr präzise und trotzdem robuste Steuerung der im Einlasssystem strömenden Ladung bzw. die erforderliche exakte Einflussnahme auf die Schwingungen der Ladungssäule im Einlasssystem ermöglicht.
Nachteilig ist bei dieser bekannten Schalteinheit, dass der freie Durchschnittsquerschnitt durch das Absperrorgan selbst auch in der offenen Stellung drastisch verringert wird, womit Strömungsverluste, Druckgefälle und dgl. sowie damit stets verbundene Teilreflexionen der strömenden Ladung, die die heiklen Strömungsverhältnisse zur Erzielung der gewünschten Impuls-
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aufladung negativ beeinflussen, auftreten.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es eine Schalteinheit der eingangs angesprochenen Art so zu verbessern, dass die beschriebenen Nachteile der bekannten derartigen Anordnungen vermieden werden und dass insbesondere mit konstruktiv einfachen und betriebssicheren Mittelneine präzise Steuerung des zusätzlichen Absperrorgans in der Einlassleitung, ohne Strömungsverluste, Druckgefälle und dgl. sowie die damit stets verbundenen Teilreflexionen der strömenden Ladung, die die heiklen Strömungsverhältnisse zur Erzielung der gewünschten Impulsaufladung negativ beeinflussen, möglich wird.
Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung dadurch gelöst, dass der gesamte Querschnitt der Strömungskanäle über deren gesamte Länge im wesentlichen dem Zu- und Ablaufquerschnitt der Einlassleitung vor und hinter der Schalteinheit entspricht. Damit ist sichergestellt, dass die durch das steuerbar abschliessende Absperrorgan strömende Ladung (in der offenen Stellung des Absperrorgans) möglichst wenig bis gar nicht beeinflusst wird - weder durch eine wesentliche bzw. abrupte Querschnittsverengung noch durch Verwirbelungen, Strömungsablösungen von den Kanalwänden und dgl. Nur auf diese Weise können unbotmässige Strömungsverluste, Druckgefälle und dgl. sowie die damit stets verbundenen Teilreflexionen der strömenden Ladung, die die heiklen Strömungsverhältnisse zur Erzielung der gewünschten Impulsaufladung negativ beeinflussen, wirksam verhindert werden.
In weiters bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Querschnittsfläche jedes der Strömungskanäle sich über seine gesamte Länge entlang der Strömungsbahn stetig geringfügig verkleinert, sodass Strömungsablösung und dadurch bedingte Strömungsverluste im Bereich des Absperrorgans weiter verringert werden.
Bei einer Anordnung, bei der (wie ebenfalls aus der bereits angesprochenen DE 29 29 195 A1 bekannt ist) an der der Dichtplatte gegenüberliegenden Seite der relativ verschiebbaren Sperrplatte eine feststehende Führungsplatte mit zur Dichtplatte korrespondierenden Durchströmöffnungen und im geöffneten Zustand des Absperrorgans insgesamt durchgehenden Strömungskanälen mit stetig und strömungsgünstig verlaufenden Kanalwänden vorgesehen ist, kann die zum Umschalten verschiebbare Sperrplatte relativ dünn ausgeführt werden, wobei die zur Sicherstellung einer möglichst ungestörten Durchströmung des Absperrorgans in geöffnetem Zustand erforderlichen, relativ langen strömungsgünstig ausgebildeten Strömungskanäle in den beidseits vorgesehenen feststehenden Platten (Dichtplatte und Führungsplatte) ausgebildet sind.
Damit kann die verschiebbare Sperrplatte weiters auch beispielsweise aus Kunststoff bestehen und jedenfalls mit sehr geringer für die Umschaltung zu bewegender Masse ausgebildet werden, womit die für die kurzen Schaltzeiten nötigen Beschleunigungen und Verzögerungen der verschiebbaren Sperrplatte mit geringer Antriebsenergie bzw. Brems- oder Aufschlagenergie realisiert werden können.
Dabei sind die Durchströmöffnungen in besonders bevorzugter weiterer Ausbildung der Erfindung in an sich z. B. aus US 5 351 660 A bekannter Weise als radial ausgerichtete Schlitze in der im wesentlichen scheibenartig ausgebildeten Dicht- bzw. Führungsplatte ausgebildet, die im geöffneten Zustand des Absperrorgans mit entsprechenden Strömungskanälen der ebenfalls scheibenartig ausgebildeten und zwischen den beiden Schaltstellungen verdrehbaren Sperrplatte korrespondieren.
Damit ist eine Art Drehschieber geschaffen, der allerdings zur Umschaltung von der einen in die andere Schaltstellung nur im wesentlichen durch die Breite der Durchströmöffnungen in Umfangsrichtung bestimmte kurze Schaltwege (ruckartig entweder um einen kleinen Winkel hin und her oder nach Art eines Schrittmotor-Antriebes fortlaufend) ausführen muss, was eine einfache und präzise Steuerung der im Einlasssystem strömenden Ladung zur Erzielung der eingangs genannten Vorteile der Impulsladung ermöglicht.
Das Gehäuse der Schalteinheit ist dabei bevorzugt als tonnenartige Erweiterung des Durchströmweges in der Einlassleitung ausgebildet und trägt zentral als Einengung des strömungs-
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günstig ausgebildeten freien Strömungsweges das Gehäuse der Bewegungsanordnung der Sperrplatte, wobei am Gehäuse der Bewegungsanordnung ein nabenartiger Träger für die feststehende Dicht- bzw. Führungsplatte und die bewegliche Sperrplatte ausgebildet ist. Dies ermöglicht eine konstruktiv einfache und relativ leicht in das Einlasssystem der Brennkraftmaschine zu integrierende Ausführung der Schalteinheit.
In besonders bevorzugter weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Sperrplatte in an sich z. B. aus DE 30 24 109 A1 bekannter Weise elektromagnetisch oder elektromotorisch zwischen den beiden Schaltstellungen bewegbar ist und dabei stromlos bevorzugt in der offenen Schaltstellung steht. Dies ermöglicht einen einfachen und präzise zu steuernden Schaltantrieb, wobei die offene Schaltstellung beispielsweise auch durch eine oder mehrere Zug- oder Druckfedern gehalten werden kann.
Die Sperrplatte ist nach einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung mit einer Hubeinrichtung, vorzugsweise einem Elektromagneten in Verbindung und damit vor der Bewegung in die jeweils andere Schaltstellung von der Dichtfläche der Dichtplatte abhebbar. Damit kann die Reibung zwischen der verschiebbaren Sperrplatte und der feststehenden Dichtplatte während der Schaltbewegung selbst praktisch komplett vermieden werden, was eine weitere Verringerung der aufzuwendenden Antriebsenergie bzw. Erhöhung der Schaltgeschwindigkeit bei verringerter Abnutzung ermöglicht.
Die Erfindung wird im folgenden nach anhand der in der Zeichnung teilweise schematisch dar- gestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen dabei : 1 einen schematischen Teilschnitt durch eine Hubkolben-Brennkraftmaschine im Bereich des mit einer erfindungsgemässen Schalteinheit ausgerüsteten Einlasssystems, Fig. 2 das vergrösserte Detail der Schalteinheit aus Fig. 1 in anderer Schaltstellung, Fig. 3 die Sperrplatte aus der in den Fig. 4 und 5 in einer Darstellung ähnlich wie Fig. 2 ersichtlichen weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemässen Schalteinheit, Fig. 6 die teilweise Abwicklung eines Längsschnittes entlang der Linie VI-VI in der einen Längsschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemä- #en Schalteinheit darstellenden Fig. 7, Fig.
8 den teilweisen Querschnitt entlang der Linie VIIIVIII in Fig. 7 und Fig. 9 und 10 schematische Schnitte entlang der Linie X-X in Fig. 7 in unterschiedlichen Schaltstellungen der Schalteinheit.
Gemäss Fig. 1 ist im Einlasssystem 1 einer nur symbolisch dargestellten HubkolbenBrennkraftmaschine 2 - in der Einlassleitung 3 zwischen einer auf der Seite des Brennraums 4 mittels eines Tellerventils 5 gesteuerten Einlassöffnung 6 und dem Einlasssammelrohr 7 - ein die Einlassleitung 3 in einem Teilbereich des Arbeitstaktes unabhängig vom Tellerventil 5 steuerbar abschliessendes Absperrorgan 8 angeordnet.
Dieses weist gemäss detaillierterer Darstellung von verschiedenen Ausführungsformen in den Fig. 2 bis 10 als Schaltelemente 9,10 eine im Strömungsweg (Pfeil 11) feststehende Dichtplatte 12 mit einer Vielzahl von an einer Dichtfläche 13 ausgebildeten Durchströmöffnungen 14 und eine unmittelbar benachbarte, parallel zur Dichtfläche 13 der Dichtplatte 12 verschiebbare Sperrplatte 15 mit einer die Durchströmöffnungen 14 der Dichtplatte 12 in einer Schaltstellung abschliessenden und in einer anderen Schaltstellung freigebenden entsprechenden Vielzahl von Sperrflächen 16 auf.
Von den Durchström- öffnungen 14 ausgehend sind - in der geöffneten Schaltstellung gemäss Fig. 1 - durchgehende Strömungskanäle 17 mit stetig und strömungsgünstig verlaufenden Kanalwänden 18 in der Dichtplatte 12 und in den von Sperrflächen 16 freien Bereichen der Sperrplatte 15 vorgesehen deren gesamter Querschnitt entlang der Strömungsbahn im wesentlichen stets dem Zu- und Ablaufquerschnitt der Einlassleitung 3 vor und hinter der erfindungsgemässen Schalteinheit entspricht. Die Querschnittsfläche jedes der Strömungskanäle 17 kann sich entlang der Strömungsbahn (in Richtung des Pfeiles 11) stetig geringfügig verkleinern, womit Strömungsablösung an den Kanalwänden 18 vermieden wird.
Die Sperrplatte 15 ist mittels eines Elektromagneten 19 gegen die Kraft einer Feder 20 von der in Fig. 1 dargestellten offenen in die in Fig. 2 dargestellte geschlossene Stellung bewegbar und
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steht damit stromlos in der offenen Schaltstellung gemäss Fig. 1, womit die gesamte Schalteinheit bei Stromausfalls wirkungslos bleibt und die normale Funktion der Brennkraftmaschine praktisch nicht beeinflusst.
Bei einer Ausführung der Schalteinheit nach den Fig. 3 bis 5 ist an der der Dichtplatte 12 gegenüberliegenden Seite der damit relativ dünn ausführbaren Sperrplatte 15' eine feststehenden Führungsplatte 21 mit zur Dichtplatte 12 korrespondierenden Durchströmöffnungen 14' und im geöffneten Zustand (gemäss Fig. 4) des Absperrorgans 8 insgesamt durchgehenden Strömungskanälen 17 mit stetig und strömungsgünstig verlaufenden Kanalwänden 18 vorgesehen.
Damit kann die zwischen der geöffneten Schaltstellung gemäss Fig. 4 und der geschlossenen Schaltstellung gemäss Fig. 5 zu bewegende Masse der Sperrplatte 15' gegenüber der zufolge der notwendigen Strömungskanäle 17 relativ dicken Sperrplatte 15 (Fig. 1 und 2) drastisch verringert werden, was wesentlich geringere Anforderungen an den Elektromagneten 19 bzw. an allfällige Bewegungsendanschläge und dergleichen stellt und somit der Realisierung möglichst kurzer Schaltzeiten mit einfachen und betriebssicheren Mitteln sehr entgegenkommt.
In Fig. 3 ist als Beispiel eine Sperrplatte 15' dargestellt, deren mit den Durchströmöffnungen 14 bzw. 14' von Dichtplatte 12 bzw. Führungsplatte 21 korrespondierende Durchströmöffnungen 22 aus Festigkeitsgründen über die Länge unterteilt sind. Während die konkrete Lage, Grösse und Anordnung der Durchströmöffnungen 14, 14' und 22 in weiten Grenzen beliebig ist bzw. einfach so gewählt werden kann, dass ein insgesamt möglichst dem Zu- bzw. Ablaufquerschnitt der Einlassleitung 3 entsprechender Durchströmquerschnitt sichergestellt ist, weisen die Durchströmöffnungen aber in Richtung der Verschiebung der Sperrplatte in besonders vorteilhafter Weise eine wesentlich kleinere Dimension als quer dazu auf, was geringe Schaltwege mit entsprechend positivem Einfluss auf die Gesamtkonstruktion ermöglicht.
Gemäss Fig. 4 und 5 ist die in Richtung der Schaltbewegung der Sperrplatte 15' feststehende Führungsplatte 21 senkrecht zur Dichtfläche 13 in geringem Ausmass beweglich und wird zur Unterstützung der Abdichtwirkung mittels Federn 23 in Richtung zur Dichtplatte 12 gegen die Sperrplatte 15' gedrückt. Anstelle dieser ständigen - und damit während der Schaltbewegung der Sperrplatte 15' auch die Reibung derselben an Dichtplatte 12 und Führungsplatte 21 erhöhenden - Krafteinwirkung auf die Führungsplatte 21 könnte aber auch eine schaltbare Einwirkung beispielsweise über getaktet schaltbare Elektromagneten anstelle der Federn 23 vorgesehen werden, wobei über eine entsprechende Konstruktion bzw.
Anordnung dann leicht sichergestellt werden könnte, dass die Sperrplatte 15' während der Schaltbewegung ein geringes Spiel zur Dichtplatte 12 und zur Führungsplatte 21 aufweist.
Während die Relatiwerschiebung der Durchströmöffnungen 14,14' und der Sperrflächen 16 bzw. der Durchströmöffnungen 22 bei den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 1 bis 5 linear hin und her erfolgt, ist beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. 6 bis 10 vorgesehen, dass die Durchströmöffnungen 14" bzw. 22' als radial ausgerichtete Schlitze in der im wesentlichen scheibenartig ausgebildeten Dichtplatte 12' bzw. Führungsplatte 21' ausgebildet sind, die im geöffneten Zustand (in Fig. 6 oben bzw. Fig. 10 dargestellt) des Absperrorgans mit entsprechenden Strömungskanälen bzw. Durchströmöffnungen der ebenfalls scheibenartig ausgebildeten und zwischen den beiden Schaltstellungen verdrehbaren Sperrplatte 15" korrespondieren.
Das Gehäuse 24 der Schalteinheit ist dabei als tonnenartige Erweiterung des Durchströmweges in der Einlassleitung 3 ausgebildet und trägt zentral als Einengung des strömungsgünstig ausgebildeten freien Strömungsweges das Gehäuse 25 der Bewegungsanordnung 26 der Sperrplatte 15". Am Gehäuse 25 der Bewegungsanordnung 26 ist ein nabenartigen Träger 27 für die feststehende Dichtplatte 12', die ebenfalls feststehende Führungsplatte 21' und die bewegliche Sperrplatte 15" ausgebildet.
Insgesamt ist die innere und äussere Durchströmbegrenzung sowie die speziell auch aus Fig. 10 ersichtliche Anordnung der einzelnen Strömungskanäle 17 so ausgelegt, dass der gesamte Querschnitt der Strömungskanäle im wesentlichen stets (und zumindest im engsten Querschnitt) dem Zu- und Ablaufquerschnitt der Einlassleitung 3 vor und hinter der Schalteinheit entspricht.
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Die Strömungskanäle 17 bzw. die Durchströmöffnungen 14" und 22' sind also bei dieser Ausführung in radialer Aufteilung bzw. Ausrichtung angeordnet. Die relativ verschiebbare Sperrplatte 15" ist im wesentlichen als um die Mittelachse 28 drehbare Scheibe ausgebildet, deren Antrieb über einen speziellen, zumindest zweipoligen Elektromotor 29 erfolgt.
Die Mittenlage der beiden Polpaare 30 bzw. 31 des Elektromotors 29 kann gemäss Fig. 8 um den Schaltwinkel 32, das ist der halbe Teilungswinkel der Strömungskanäle 17 gemäss Fig. 10, versetzt sein, womit sich bei der Ausführung eines Polpaares als Permanentmagnet eine stromlose Vorzugsstellung der Anordnung, bevorzugt im geöffneten Zustand, ergibt. Bei Bestromung des anderen Polpaares wird der mit der Sperrplatte 15" starr verbundene Rotor 33 des Elektromotors 29 um den Schaltwinkel 32 verdreht.
Die Lagerung des Rotors 33 ist gemäss Fig. 7 so ausgeführt, dass die beiden Lager 34,35 eine präzise radiale Führung des Rotors 33 ermöglichen, aber gleichzeitig ein Längsspiel erlauben, was beispielsweise durch die dargestellte Ausbildung des Lagers 35 als Schrägkugellager (oder auch als Kegelrollenlager oder dergleichen) möglich ist. Dieses Lager 35 nimmt in der dargestellten Ausführung auch axiale Kräfte in Durchströmrichtung (Pfeil 11) auf.
In den Stator 36 des Elektromotors 29 ist ein Hubmagnet 37 integriert, der bei entsprechender Bestromung auf den Rotor 33 eine gegen die Strömungsrichtung (Pfeil 11) gerichtete Kraft ausüben kann.
Damit ist folgende Funktion der Schalteinheit realisierbar : Das wiederum entsprechend Fig. 1 vor dem Einlassventil einer hier nicht weiter dargestellten Brennkraftmaschine angeordnete Absperrorgan 8 ist zu Beginn des Ansaugtaktes geschlossen, das heisst, die um die Mittelachse 28 verdrehbare Sperrplatte 15 verschliesst gemäss Fig. 9 die Strömungskanäle 17. Der Hubmagnet 37 ist dabei so stark erregt, dass er die durch die Einsaugung von der Einlassöffnung der Brennkraftmaschine her bewirkten, an der Sperrplatte 15" angreifenden Kräfte überwindet und die Sperrplatte 15" fest und dicht auf die Dichtfläche 13 der Dichtplatte 12' zieht.
Zum Öffnen des Absperrorgans 8 wird zunächst die Stromzufuhr zum Hubmagneten 37 abgeschaltet, womit die an der Sperrplatte 15" angreifenden Druckkräfte diese von der Dichtplatte 12' lösen. Die damit eingeleitete minimale axiale Bewegung des Rotors 33 samt Sperrplatte 15" wird durch das Lager 35 begrenzt. Durch Aufbringen einer gegen den Permanentmagneten gerichteten Magnetisierung im einen Polpaar (30 bzw. 31) und einer entsprechenden Magnetisierung im anderen Polpaar erfolgt nun das Umschalten in die in Fig. 10 dargestellte geöffnete Position. Es kann dabei entweder ein entsprechend ausgebildeter Anschlag für eine Begrenzung der eingeleiteten Drehbewegung vorgesehen werden oder aber die Positionierung der Sperrplatte 15" ausschliesslich über die elektromagnetisch aufgebrachten Momente erfolgen.
Aufgrund der kleinen Drehwinkel für die Umschaltung und der geringen Masse der Sperrplatte 15" ist beides auch bei kurzen Schaltzeiten kein Problem.
Zum Schliessen des Absperrorgans 8 wird die Bestromung der beiden Polpaare 30,31 wieder umgekehrt und nach Erreichen der geschlossenen Lage (Fig. 9) der Hubmagnet 37 wieder aktiviert und damit die Sperrplatte 15" wieder auf die Dichtfläche 13 der Dichtplatte 12' gezogen.
Da beim eingangs beschriebenen Impulsladeverfahren in der Regel für die Dauer des Kompressions- und Arbeitstaktes der Brennkraftmaschine zwischen dem Einlassventil und dem zusätzlichen Absperrorgan ein Überdruck eingesperrt wird, erfolgt das Andrücken der Sperrplatte 15" an die Dichtplatte 12' auch selbsttätig bzw. unterstützt durch den an der Sperrplatte 15" anliegenden Differenzdruck, womit eine Magnetisierung des Hubmagneten 37 für die Dauer dieser beiden Takte auch unterbleiben kann.