DE10153131A1

DE10153131A1 - Klappe für Luftansaugsysteme

Info

Publication number: DE10153131A1
Application number: DE10153131A
Authority: DE
Inventors: Norbert Simons
Original assignee: Pierburg GmbH
Current assignee: Pierburg GmbH
Priority date: 2001-10-27
Filing date: 2001-10-27
Publication date: 2003-05-15

Abstract

Eine Klappe, insbesondere eine Drall- oder Tumbleklappe zum Einsetzen in ein Luftansaugsystem (36) weist ein Klappenteil (10) auf. Das Klappenteil (10) weist zwei einander gegenüberliegende Wellenaufnahmen (14) auf. In die Wellenaufnahmen kann erfindungsgemäß jeweils ein Wellenteil (22) gegen die Kraft eines Federelements eingesteckt werden. Die beiden Wellenteile (22) sind somit in die Wellenaufnahme (14) zur Montage einschiebbar.

Description

Die Erfindung betrifft eine Klappe zum Einsetzen in einen Luftansaugsystem. Bei der Klappe handelt es sich beispielsweise um eine Drallklappe, eine Tumbleklappe oder eine Schaltklappe.
Luftansaugkanäle werden bei allen Otto- und Dieselkraftmaschinen verwendet. Die Klappen zur Drall- und Tumblesteuerung werden vorzugsweise bei Direkteinspritzung verwendet. Die Klappen dienen beispielsweise zur Steuerung der Luftmenge, des Luftdrucks und der Strömungscharakteristik. Die Klappen werden in Abhängigkeit der Last und/oder der Drehzahl gesteuert.
Derartige Klappen sind mit einer Welle verbunden um ein Schwenken der Klappenteile zu ermöglichen. Durch Schwenken der Klappenteile wird deren Stellung im Luftansaugkanal bestimmt. Hierbei kann der Luftansaugkanal beispielsweise vollständig oder teilweise verschlossen werden. Die Lagerung der Welle erfolgt in einer Kanalwand des Luftansaugkanals oder bei Klappen, die beispielsweise in Strömungsrichtung vor oder hinter einem Luftansaugkanal angeordnet sind, in entsprechenden Ausnehmungen. Zur Montage der Klappen werden diese beispielsweise vor dem Verbinden von zwei Gehäusehälften, die beispielsweise den Luftansaugkanal bilden, eingesetzt, und sodann durch die zweite Gehäusehälfte fixiert.

Zur Vereinfachung der Montage von Drallklappen ist es aus DE 199 44 623 bekannt, die Welle der Drallklappe in einem Rahmenteil zu lagern, so dass das Rahmenteil zusammen mit der Klappe in den Luftansaugkanal eingesetzt werden kann. Dies hat den Vorteil, dass die Montage der Drallklappen unabhängig von der Ausgestaltung des Luftansaugkanals erfolgen kann. Der Luftansaugkanal muss nicht durch zwei Gehäusehälften gebildet werden. Ferner ist die Montage der Drallklappen unabhängig von der Montage einzelner das Luftansaugkanalsystem bildender Teile möglich. Die mit einem Rahmenteil verbundene Drallklappe kann nachträglich in den Luftansaugkanal eingesteckt werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine einfach zu montierende Klappe, insbesondere eine Drallklappe, eine Tumbleklappe oder eine Schaltklappe zum Einsetzen in einen Luftansaugkanal oder ein Saugrohr zu schaffen.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1.

Die erfindungsgemäße Klappe weist ein Klappenteil auf. Das Klappenteil dient beispielsweise zum Verschließen des Luftansaugkanals oder zur Erzeugung einer Strömungscharakteristik aufgrund der Stellung des Klappenteils in dem Luftansaugkanal. Bei einer Schaltklappe dient das Klappenteil beispielsweise zum Verschließen eines Kurzschlusskanals oder dergleichen. Das Klappenteil weist eine Wellenaufnahme auf. Hierbei handelt es sich beispielsweise um eine Durchgangsbohrung, in die eine Welle einsteckbar ist. Das Klappenteil kann mit Hilfe eines Hebels oder dergleichen um die Welle geschwenkt werden, oder die Welle ist mit dem Klappenteil derart verbunden, dass durch Drehen der Welle ein Schwenken des Klappenteils erfolgt. Ferner können zwei einzelne Wellenteile vorgesehen sein, die in zwei Sackbohrungen oder dergleichen aufgenommen sind.

Erfindungsgemäß sind zwei Wellenteile vorgesehen, die in einer gemeinsamen oder zwei gesonderten Wellenaufnahmen einschiebbar sind. Es ist somit möglich zur Montage der Klappe die beiden Wellenteile in die Wellenaufnahme einzuschieben, so dass die Wellenteile nicht mehr über einen Rand des Klappenteils hervorstehen. Mit eingeschobenen Wellenteilen kann die Klappe sodann eingesetzt werden. Nach dem Einsetzen der Klappe in beispielsweise den Ansaugkanal werden die beiden Wellenteile wieder heraus in eine in einer Kanalwand vorgesehene Lagerung geschoben, so dass die Klappe in dem Luftansaugkanal fixiert ist.

Vorzugsweise sind die Wellenteile von einer oder mehreren Federelementen vorgespannt. Die Vorspannung erfolgt hierbei nach außen, so dass die Wellenteile in Richtung der Aufnahmewand, wie der Luftansaugkanalwand, gedrückt werden. Beim Einschieben der Wellenteile in die Wellenaufnahme müssen die Wellenteile somit gegen eine Federkraft in die Wellenaufnahme geschoben werden. Dies hat den Vorteil, dass die Wellenteile in die in der Luftansaugkanalwand vorgesehenen Ausnehmungen selbstständig einrasten bzw. von dem oder den Federelementen in die Ausnehmungen gedrückt werden, sobald sich die Klappe an der richtigen Stelle in dem Luftansaugkanal befindet. Hierdurch ist die Montage erheblich vereinfacht, da der Montageschritt des Schiebens der Wellenteile in die Ausnehmungen entfällt. Ferner werden aufgrund der Federelemente die Wellenteile automatisch in den Ausnehmungen gehalten. Bei dem Federelement oder den Federelementen kann es sich beispielsweise um elastische Kunststoffteile handeln. Vorzugsweise sind als Federelemente Spiralfedern vorgesehen.

Um eine Vormontage der Wellenteile in den Wellenaufnahmen zu ermöglichen, sind an den Wellenteilen und/oder Wellenaufnahmen Halteelemente vorgesehen, durch die die Wellenteile in der Wellenaufnahme gehalten werden. Vorzugsweise sind die Halterelemente derart angeordnet, dass die Wellenteile in einer ausgeschobenen Position gehalten werden. Zur Montage in dem Luftansaugkanal oder in einem anderen Gehäuse- bzw. Aufnahmeteil müssen die beiden Wellenteile somit lediglich zusammengedrückt und die Klappe in den Luftaufnahmekanal eingeschoben werden. Die Wellenteile schnappen aufgrund der Federelemente sodann in die entsprechenden Ausnehmungen bzw. Lagerungen in der Kanalwand.

Vorzugsweise sind die Halteelemente derart ausgebildet, dass beispielsweise durch ein leichtes Verdrehen oder eine Rasteinrichtung, die Wellenteile auch in der eingeschobenen Position gehalten werden. Hierdurch ist das Einführen der Klappe in den Luftansaugkanal vereinfacht. Durch anschließendes Lösen des Rastelements, beispielsweise durch eindrücken einer Rastnase, werden die Wellenteile von dem Federelement oder den Federelementen wieder in Richtung der ausgeschobenen Position, d. h. in die in der Kanalwand vorgesehenen Ausnehmungen gedrückt.

Vorzugsweise ist als Halteelement ein Rastelement wie eine mit einer Zunge verbundene Rastnase vorgesehen, die in eine Ausnehmung einrastet. Das Rastelement kann an den Wellenteilen oder an der Wellenaufnahme vorgesehen sein. Die Ausnehmung ist entsprechend jeweils am anderen Teil vorgesehen. Die Ausnehmung ist vorzugsweise schlitzförmig, so dass das Wellenteil in dem Schlitz verschiebbar ist. Vorzugsweise kann das Rastelement und die Form des Schlitzes derart ausgebildet sein, dass unterschiedliche Rastpositionen möglich sind, in denen die Wellenteile gehalten werden. Insbesondere ist hierfür eine Rastposition vorgesehen, in der die Wellenteile in eingeschobener Position gehalten werden, um die Montage der Klappen zu erleichtern.

Ferner betrifft die Erfindung einen Luftansaugkanal, der eine erfindungsgemäß ausgestaltete Klappe aufweist. Hierbei sind in einer Kanalwand Ausnehmungen vorgesehen, in denen die Wellenteile wie vorstehend beschrieben gehalten sind. Insbesondere kann in den Ausnehmungen eine Lagerung der Wellenteile und somit die Lagerung der Klappe erfolgen.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische perspektivische Explosionszeichnung der erfindungsgemäßen Klappe
Fig. 2 eine schematische Schnittansicht an der Klappe während der Montage in einem Luftansaugkanal und
Fig. 3 eine schematische Schnittansicht der Klappe in eingebautem Zustand.
Die erfindungsgemäße Klappe weist ein Klappenteil 10 auf, dessen Außenabmessungen vorzugsweise den Innenabmessungen eines Kanals entsprechen, in dem die Klappe eingesetzt werden soll. Im dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich beispielsweise um eine Drallklappe, die in einen im Querschnitt rechteckigen Luftansaugkanal 12 eingesetzt wird. Das Klappenteil 10 besteht im Wesentlichen aus einer dünnwandigen Platte. Das Klappenteil 10 ist entlang einer Symmetrieachse verdickt, so dass eine zylindrische Wellenaufnahme 14 vorgesehen werden kann. Im dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich bei der zylindrischen Wellenaufnahme um zwei einander gegenüberliegende Wellenaufnahmen 14, bei denen es sich beispielsweise um Sackbohrungen handelt. In die beiden Wellenaufnahmen 14 wird jeweils eine Spiralfeder 16 eingesetzt. Die beiden nach innen weisenden Enden der Spiralfeder 16 liegen an einer Innenwand 18 an, wobei die Lage der Spiralfeder durch kreisförmige Ausnehmungen 20 fixiert ist.
Im nächsten Schritt werden bei der Vormontage der Klappen zwei Wellenteile 22 in die Wellenaufnahmen 14 eingesetzt. Um ein Herausfallen der Wellenteile 22 bzw. ein Herausdrücken der Wellenteile 22 durch die Federn 16 während der Montage zu vermeiden, weisen die Wellenansätze im dargestellten Ausführungsbeispiel kreiszylinderförmige Rastnasen 24 auf, die an elastischen Zungen 26 vorgesehen sind. Jedes Wellenteil 22 weist zwei einander gegenüberliegende Rastnasen 24 auf.
Zum Einführen der Wellenteile 22 in die Wellenaufnahmen 14 werden die beiden einander gegenüberliegenden Rastnasen von Hand oder bei einer automatischen Fertigung beispielsweise durch einen Roboter zusammengedrückt, und die Wellenteile 22 sodann in die Wellenaufnahmen 14 eingesteckt. Um ein einfaches Zusammendrücken der Rastnasen zu ermöglichen sowie um auf einfache Weise die Zungen 26 auszubilden, sind die Wellenteile 22 im dargestellten Ausführungsbeispiel hohl.
Die Rastnasen 24 greifen in Schlitze 28 des Klappenteils 10 ein. Die Rastnasen 24 dienen somit als Halteelemente, durch die die Wellenteile 22 in einer ausgeschobenen Position, d. h. einer Lage in der die Wellenteile 22 durch die Federn 16 nach außen gedrückt sind, gehalten werden.
Ferner weisen die beiden Wellenteile 22 zwei radial nach außen abstehende Mitnahmeelemente 30 auf. Durch die Mitnahmeelemente 30 ist sichergestellt, dass beim Schwenken einer der beiden Wellenteile 22 das Klappenteil 10 mitgeschwenkt wird. Ferner dienen die Mitnahmeelemente 30 als Führungselemente, die in die Schlitze 32 des Klappenteils 10 eingreifen, um ein lagegenaueres sicheres Einfügen der Wellenteile 22 zu ermöglichen.
Selbstverständlich ist es auch möglich, anstelle der beiden Federn 16 nur eine einzige Feder vorzusehen, die gegen die beiden Wellenteile 22 drückt.
Zum Schwenken des Klappenteils 10 ist zumindest eines der beiden Wellenteile 22 über eine formschlüssige oder kraftschlüssige Verbindung mit einer Schwenkeinrichtung verbunden.
Zur Montage der erfindungsgemäßen Klappe werden, wie in Fig. 1 ersichtlich, zuerst die beiden Federn 16 und dann die beiden Wellenteile 22 in die Wellenaufnahmen 14 gesteckt. Anschließend werden die beiden Wellenteile 22 zusammengedrückt(Fig. 2)und die Klappe in einen Luftkanal 12 eingeschoben. Die Wellenteile 22 liegen sodann an einander gegenüberliegenden Seiten 34 des im Schnitt rechteckigen Luftansaugkanals 36 an. Die Klappe kann nun innerhalb des Kanals verschoben werden, bis die beiden Wellenteile 22 auf Höhe der Ausnehmungen 38, die sich in der Kanalwand 12 befinden, angeordnet sind. In dieser Lage schnappen die beiden Wellenteile 22 aufgrund der durch die Federn 16 ausgeübten Kräfte in die Ausnehmungen 38.
Bei einer der beiden Ausnehmungen 38 handelt es sich um eine Durchgangsbohrung, durch die eine nicht dargestellte Schwenkeinrichtung mit dem in Fig. 3 oberen Wellenteil 22 verbindbar ist.

Claims

1. Klappe, insbesondere Drall- oder Tumbleklappe, zum Einsetzen in ein Luftansaugsystem (36), mit
einem Klappenteil (10),
einer in dem Klappenteil (10) vorgesehenen Wellenaufnahme (14) und
einer in der Wellenaufnahme (14) angeordneten Welle zum Schwenken des Klappenteils (10)
dadurch gekennzeichnet,
dass die Welle (2) in die Wellenaufnahme (14) einschiebbare Wellenteile (22) aufweist.

2. Klappe nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein die Wellenteile (22) vorspannendes Federelement (16), so dass die Wellenteile (22) gegen eine Federkraft in die Wellenaufnahme (14) einschiebbar sind.

3. Klappe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass an den Wellenteilen (22) und/oder der Wellenaufnahme (14) ein Halteelement (24) vorgesehen ist, um die Wellenteile (22) in einer ausgeschobenen Position in der Wellenaufnahme (14) zu halten.

4. Klappe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Halteelement ein Rastelement (24) vorgesehen ist, das in eine Ausnehmung (28) einrastet.

5. Klappe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (28) schlitzförmig ist, so dass das Rastelement (24) in der Ausnehmung (28) verschiebbar ist.

6. Klappe nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Wellenteil (22) und/oder die Wellenaufnahme (14) ein Mitnahmeelement (30) aufweist, so dass durch Drehen des Wellenteils (22) ein Schwenken des Klappenteils (10) erfolgt.

7. Klappe nach einem der Ansprüche 1-6, gekennzeichnet durch ein Rastelement, das die Wellenteile lösbar in einer eingeschobenen Position hält.

8. Klappe nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, dass eines der Wellenteile (22) mit einer Schwenkeinrichtung verbindbar ist.

9. Luftansaugkanal mit einer Klappe nach einem der Ansprüche 1-8, wobei die Wellenteile (22) in in einer Kanalwand (12) vorgesehenen Ausnehmungen (38) gehalten sind.