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Die
Erfindung betrifft ein Schaltsaugrohr für Verbrennungsmotoren mit mindestens
einem Saugrohrkanal, einer drehbar darin gelagerten Welle und mindestens
einer drehfest auf der Welle angeordneten Absperrklappe zur Regelung
der Luftzufuhr durch das Schaltsaugrohr je nach Betriebszustand
des Verbrennungsmotors. Die Absperrklappe ist zur Regelung der Luftzufuhr
und Optimierung der Verbrennungsleistung zwischen einer geschlossenen
Stellung und einer geöffneten
Stellung verdrehbar. Vorzugsweise ist die Absperrklappe in einem
Ansaugstutzen des Schaltsaugrohrs angeordnet.
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Die
zum Betrieb von Verbrennungsmotoren erforderliche Luftzufuhr erfolgt
nach dem Stand der Technik über
Saugrohrsysteme, die die Luft vom Luftfilter bzw. der Drosselklappe über Saugrohrkanäle den Zylinderköpfen zuführen. Durch
die in den Zylinderköpfen
arbeitenden Einlassventile kommt es dabei in den Saugrohrkanälen und
der darin strömenden
Luft zu Resonanz- und Schwingungserscheinungen, die in Abhängigkeit
von der Motordrehzahl erheblichen Einfluss auf die Motorleistung,
den Wirkungsgrad des Motors sowie die Abgaszusammensetzung haben
können.
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Eine
Optimierung der Saugrohrkanäle
ist dabei derart anzustreben, dass die Kanäle bei unterschiedlichen Betriebszuständen des
Motors unterschiedlich dimensioniert sein sollten.
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Zusätzlich kann
das Schaltsaugrohr die Verbrennungsluft einem abgeschlossenen Luftverteilungsraum
zuführen,
in den an unterschiedlichen Stellen Ansaugstutzen eines Saugrohrkanals
münden.
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Beispielsweise
kann das Schaltsaugrohr etwa schneckenförmig ausgebildet sein, wobei
eine Öffnung
des Schaltsaugrohrs am Ende der Schnecke mündet und eine zweite Ansaugöffnung im
dazwischen liegenden Bereich angeordnet ist. Da diese zweite Ansaugöffnung mittels
einer Absperrklappe verschließbar
ist, kann auf diese Weise in Abhängigkeit
vom Betriebszustand des Motors die Länge der Kanäle des Schaltsaugrohrs durch
Verschließen oder Öffnen der
Klappe variabel eingestellt werden.
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Ein
zweites Beispiel einer variablen Saugrohrgeometrie ist bei der so
genannten Mehrventiltechnik bekannt. Hierbei werden bei bestimmten
Betriebszuständen
einzelne Zuführkanäle zu bestimmten
Einlassventilen mit Hilfe von Absperrklappen verschlossen.
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Damit
die in der Regel nebeneinander angeordneten Absperrklappen oder
Ansaugstutzen möglichst
dicht verschlossen werden können,
ist man bestrebt, möglichst
geringe Toleranzen zwischen dem äußeren Umfangsrand
der Absperrklappen und der Innenwand des Saugrohrkanals einzuhalten.
Ferner sollte die Welle einen möglichst
geringen Durchmesser aufweisen, damit der freie Strömungsquerschnitt des
Schaltsaugrohrs nicht in zu starkem Maße verringert wird. Hieraus
ergibt sich die Notwendigkeit, eine Welle aus hochfestem Material,
beispielsweise Stahl zu verwenden, während aus Gewichts- und Kostengründen für das Ansaugsystem
und die Klappe ein Einsatz von Kunststoff anzustreben ist.
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Die
Stellung der Absperrklappen hängt,
wie bereits geschildert, u. a. von der Motordrehzahl ab, wobei zum
Verdrehen der Welle vorzugsweise ein drehzahlgesteuertes elektrisches
oder pneumatisches Antriebsorgan vorgesehen ist.
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Bei
diesem System ergibt sich jedoch das Problem der unterschiedlichen
Wärmeausdehnungskoeffizienten
sowie Fertigungs- und
Einbautoleranzen zwischen den einzelnen Bauteilen. Da das Schaltsaugrohr
relativ nah am Verbrennungsraum des Motors angeordnet ist, wird
dieses naturgemäß bei laufendem
Motor nicht unbeträchtlich
erwärmt,
so dass sich je nach Länge
der verwendeten Wellen bzw. Anzahl der nebeneinander angeordneten
Saugrohrkanäle
beträchtliche
Wärmeausdehnungen
ergeben können,
die zu einem Verklemmen der Absperrklappen und somit zu einer Beeinträchtigung
der Absperrfunktion der Absperrklappe führen können.
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Beim
Stand der Technik werden die Absperrklappen zur Erreichung des drehfesten
Sitzes mit Hilfe von aufwendigen Befestigungselementen auf der Welle
fixiert. Um ein Verklemmen der Absperrorgane zu verhindern, wird
auf den Einsatz von Kunststoffen für derartige Schaltsaugrohre
weitgehend verzichtet und für
die Welle und die Saugrohrkanäle
Materialien eingesetzt, die etwa gleiche Wärmeausdehnung besitzen.
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Das
geschilderte Problem ist beim Einsatz von Kunststoffen zur Fertigung
des Schaltsaugrohrgehäuses
und von Metall für
die Welle gravierend, da umfangreiche Untersuchungen gezeigt haben,
dass die Wärmeausdehnung
in Längsrichtung
der Welle bei Kunststoffen bis zu zehn mal größer sein kann als die Wärmeausdehnung
der Metallwelle.
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Die
beschriebenen Absperrklappen werden auch als Drosselklappen oder
Einlasskanalabschaltklappen (EKAS-Klappen) in Saugrohren bezeichnet. Diese
verfügen
bauartig bedingt über
eine durchgehende Welle zur Steuerung aller Klappen für jeden Zylinder
des Verbrennungsmotors. Um den erforderlichen Toleranzausgleich
aufgrund der Wärmeausdehnung
zu gewährleisten
sind derartige Klappen verschiebbar auf einer Vierkantwelle angeordnet.
Ein derartiges System ist beispielsweise aus dem Patent
DE 195 04 256 der Anmelderin
bekannt. Dieses System ermöglicht
bereits einen guten Ausgleich zur Kompensation der unterschiedlichen
Wärmeausdehnungskoeffizienten
der Metallwelle und der Kunststoffklappen sowie des Kunststoffgehäuses des Schaltaugrohrs.
Allgemein sind diese Systeme aber immer mit dem Nachteil verbunden,
dass eine genaue Fassung und Führung
ein unerwünschtes
Verklemmen der relativ sich bewegenden Bauteile bewirken kann, wohin
gegen ein größeres Spiel
zum Vermeiden des Verklemmens unerwünschte Löcher und Durchtritte erzeugt,
durch die Luft bzw. Abgase ungewünscht
strömen
können.
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Zur
Lagerung der Welle werden zweckmäßigerweise
Lagerelemente verwendet, die aus geeigneten verschleißbeständigen Werkstoffen
bestehen, die ohne den Einsatz von Schmiermitteln eine hohe Lebensdauer
des Schaltsaugrohrs gewährleisten. Diese
Werkstoffe werden gemeinhin auch als „Lagerwerkstoffe" bezeichnet.
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Die
Welle ist beim Stand der Technik zur Erzielung des erforderlichen
Formschlusses als durchgängiges
Vierkantprofil ausgebildet. Auf diese Weise werden bei der Montage
gespritzte Kunststoffklappen mit entsprechenden Innenvierkanten
der Metallklappen aufgeschoben. Bei der Montage wird diese Welle
quer durch den Saugrohrkanal oder einen in den Saugrohrkanal einsetzbaren
Einsatz geschoben und durchdringt dabei die Befestigungsbereiche
der Steuerklappen. Hierbei ist eine genaue Abstimmung des Vierkants
von Welle und Klappe notwendig, um einerseits eine Verschiebbarkeit
und andererseits eine Spielfreiheit zu gewährleisten. Unvermeidliche Toleranzen
hinsichtlich der Winkelstellung oder aufgrund einer in sich bereits
tordierten Welle können
zu einer ungewollt großen
Toleranzkette führen.
Diese Probleme treten besonders bei größeren Motoren mit längeren Wellen
auf. Zur Aufnahme der Welle in dem Saugrohrkanal oder den Einsatz
sind runde Durchgänge
vorgesehen, in denen die Vierkantwelle ist und evtl. mittels Lagerelemente
gelagert wird. Ein Abdichten zwischen einem runden Durchgang und
einer Vierkantwelle ist grundsätzlich
nur schwer realisierbar, so dass ein ungewünschtes Überströmen von Luft und Gasen zwischen
den einzelnen Zylindern zugeordneten Saugrohrkanälen auftritt, der als „Cross-flow" bezeichnet wird.
Ein derartiger „Cross-flow" ist grds. so gering
wie möglich
zu halten. Der Verbau der Absperrklappen muss mit Lagern erfolgen,
da eine Relativbewegung zwischen Lagern und Klappen nicht möglich ist.
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Neben
der Vermeidung von diesem „Cross-Flow" verlangen neue Abgasnormen
ein besseres Abdichten der Teile und somit geringere Spaltmasse
zwischen dem Außenrand
der Klappe und dem Saugrohrkanal im geschlossenen Zustand. Bislang
erfüllen
bestehende Systeme diese neuen Normen nicht oder können diese
nur mit extrem hohem Aufwand einhalten.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist deshalb ein gattungsgemäßes Schaltsaugrohr
vorzusehen, welches einfach montierbar ist und zukünftigen Abgasnormen
entspricht.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
dass die Welle als Rundwelle mit mindestens einer Schlüsselfläche zur
drehfesten Montage der Abklappen ausgebildet ist, dass die Absperrklappe
aus einer Oberhälfte
und einer Unterhälfte
zusammensetzbar ist, dass die Oberhälfte in einem Oberhälftenbefestigungsbereich
mindestens eine Oberhälftenöffnung und
mindestens eine in Einbaulage in Richtung der Unterhälfte ragende
Oberhälftenversickung
mit einer der Schlüsselfläche korrespondierenden
Geometrie aufweist, dass die Unterhälfte in einem Unterhälftenbefestigungsbereich
mindestens eine Unterhälftenöffnung und
mindestens eine in Einbaulage in Richtung der Oberhälfte ragende
Unterhälftenversickung
mit einer der Schlüsselfläche korrespondierenden
Geometrie aufweist, dass die Oberhälftenversickung in Einbaulage
in die Unterhälftenöffnung und
die Unterhälftenversickung
in Einbaulage in die Oberhälftenöffnung eingreift
und dass Federmittel in Einbaulage zwi schen der Oberhälfte und
der Unterhälfte
wirken. Die Ober- und die Unterhälfte
definieren die Flügeflächen der
Absperrklappe und sind mit entsprechenden Befestigungsbereichen
zur Befestigung an der Welle ausgebildet. Diese Befestigungsbereiche
können
entweder mittig mit beidseitig radial abtragenden Flügelflächen oder seitlich
mit einer nur zu einer Seite abragenden Flügefläche ausgebildet sein. Im zusammengesetzten Zustand
von Ober- und Unterhälfte
bilden die in die Öffnungen
an der korrespondierenden Gegenhälfte eingreifenden
Versickungen in Längsrichtung
der Steuerklappe eine Führung
zur Aufnahme der Schlüsselfläche der
Welle in der Art eines zusammengesetzten Klavierscharniers. Die
Versickungen weisen zumindest eine mit der Geometrie der Schlüsselfläche korrespondierende
Anlagefläche
auf, die aufgrund der Federkraft in Einbaulage zur Erzeugung eines
Formschlusses gegen die Schlüsselfläche anliegt.
Vorzugsweise ist die Anlagefläche
an der Versickungen als ein abgeflachter Horizontalabschnitt ausgebildet.
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Vorzugsweise
sind die Unterhälfte
und Oberhälfte
jeweils schalenförmig
ausgebildet; besonders vorteilhaft als zueinander korrespondierende
Schalen, die in Einbaulage ineinander greifen.
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Die
Schlüsselfläche der
Welle weist zumindest eine zur Erzeugung eines Formschlusses zwischen
der Welle und der Steuerklappe an die Geometrie der Versickungen
angepasste Geometrie auf. Beispielsweise kann die Rundwelle zumindest
ein- oder mehrseitig abgeflacht sein, vorzugsweise an zwei gegenüberliegenden
Seiten. Die Fertigung der Schlüsselflächen an
der Rundwelle erfolgt beispielsweise durch Fräsen oder Schleifen der Welle
in einem begrenzten Abschnitt, der vorzugsweise geringfügig länger als
die Länge
der Steuerklappe ist im Befestigungsbereich.
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Bei
einem Verbrennungsmotor mit mehreren Zylindern weist die Welle abschnittsweise
mehrere Schlüsselflächen beabstandet
voneinander entlang der Längsachse
zur Befestigung mehrerer Steuerklappen auf jeder Schlüsselflächen auf.
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Üblicherweise
sind die Versickungen trogartig oder kanalartig ausgebildet; vorzugsweise
weisen sie einen rechteckigen Querschnitt mit einer offenen Oberseite
auf. Vorteilhafterweise ist die Tiefe der Versickungen so gewählt, dass
ihre Horizontalfläche
in Einbaulage mit den Flügelflächen der
Gegenhälfte (Ober- oder Unterhälfte) zur
Erzeugung einer strömungsgünstigen
Geometrie übergangslos
abschließt.
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Die
zwischen den der Ober- und Unterhälfte wirkenden Federmittel
drücken
die Hälften
in Einbaulage auseinander, so dass die Versickungen mit ihren Anlageflächen permanent
an der oder den Schlüsselflächen anliegen.
Die Federkraft stellt sicher, dass die Absperrklappe zwar stets
drehfest mit der Welle verbunden ist, gleichzeitig zur Kompensation
der Wärmeausdehnung
aber in Längsrichtung
auf der Schlüsselfläche verschiebbar
ist. Es hat sich deshalb als zweckmäßig erwiesen, dass die Schlüsselfläche geringfügig länger ausgebildet
ist als der Befestigungsbereich der Steuerklappe.
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Durch
die erfindungsgemäße Ausbildung kann
nunmehr eine Rundwelle eingesetzt werden, die in entsprechenden
runden Durchgängen
an dem Schaltsaugrohr oder dem Einsatz (Spacer) ausgebildet sind.
Damit wird der ungewünschte „Cross-flow" vermieden oder zumindest
erheblich reduziert.
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Vorzugsweise
ist die Absperrklappe als Stahlklappe ausgebildet. Besonders bevorzugt
als abgewickelte Blechklappe, bestehend aus einer Ober- und Unterhälfte. Die
gewünschte
Geometrie der Flügelflächen und
der Versickungen lässt
sich besonders einfach fertigen, wenn die Absperrklappe als Falt-
oder Stanz-Biegeteil ausgeführt
ist.
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Besonders
vorteilhaft ist die einteilige Ausbildung der Absperrklappe, vorzugsweise
als Blech-Stanz-Biegeteil, wobei die Ober- und Unterhälfte über einem
federnden Verbindungsabschnitt miteinander verbunden sind, der die
erforderliche Federkraft zum Auseinanderdrücken der Ober- und Unterhälfte nach
dem Zu sammenklappen der Hälften aufbringt.
Diese selbstfedernde Ausbildung ist fertigungstechnisch besonders
interessant, weil die gesamte Absperrklappe mit allen Konturen (Flügelflächen, Versickungen,
Rand usw.) in einem Stanzvorgang gefertigt werden kann.
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Im
Rahmen der Montage werden die Ober- und Unterhälfte gegen die Federkraft zusammengedrückt bis
die Versickungen in die korrespondierenden Öffnungen der jeweiligen Gegenhälfte eingreifen.
Nunmehr wird die Welle in den durch die Versickungen gebildeten
Kanal eingeschoben; nach dem Loslassen der Hälften bewirkt die Federkraft,
dass die Anlageflächen
der Versickungen an den korrespondierenden Schlüsselflächen anliegen. Die Federkraft
ist dabei so gewählt,
dass sich die Steuerklappe entlang der Längsrichtung der Schlüsselfläche verschieben
lässt;
dieses wird gleichzeitig durch die bevorzugte Materialpaarung Metall/Metall
erzielt. Demzufolge ist die Montage der Absperrklappen auf der Welle
auch wesentlich einfacher als beim Stand der Technik, da keine genaue
Abstimmung der durchgehenden Vierkantwelle mit den korrespondierend
vierkanntigen Durchgängen
in den Absperrklappen erforderlich ist. Die erfindungsgemäße Absperrklappe muss
statt dessen für
die Montage einfach nur zusammengedrückt werden und die Welle in
den durch die paarweisen Versickungen gebildeten Befestigungsbereich
eingeschoben werden. Beim Loslassen der Absperrklappe fixiert und
zentriert diese sich aufgrund der Federkraft selbstständig auf
der Welle, so dass die Anlageflächen
der Versickungen gegen die Schlüsselflächen anliegen.
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Durch
das Montageprinzip der vorzugsweise einteiligen Klappe mit inhärenter Federkraft
auf der Welle ist die Klappe vorgespannt (auch spielfrei) und trotzdem
(wie gefordert) verschiebbar. Da die Lagerung nicht wie beim Stand
der Technik über
angespitzte Lagerdome oder Lagerzapfen sondern nur über die
runde Welle erfolgt, wird der Cross-flow zwischen den einzelnen
Saugrohrkanälen
minimiert und die Abdichtung verbessert. Die Verwendung einer runden
Welle, mit abgefrästen
oder geschliffe nen Schlüsselflächen ermöglicht einen
einfachen Verbau der Lager (Die Lager können schon vorher intrigiert werden,
z.B. mittels Umspitzen).
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Die
Ausbildung der Absperrklappe als Blech-Stanzteil bietet ferner den
Vorteil, dass diese wesentlich schlanker ausgebildet werden kann
als bekannte Absperrklappen, die als Kunststoff-Spritzgussteil ausgebildet sind. Dieses
rührt daher,
dass die zumindest einseitig abgeflachte Rundwelle zumindest an
den Schlüsselflächen einen
wesentlich kleineren Außendurchmesser
hat und die Absperrklappen deshalb auch „schlanker" ausgebildet werden können als
eine bekannte Kunststoffklappen mit einem notwendigerweise verbreiterten
Befestigungsbereich zur Aufnahme einer eckigen Welle. Diese schlankere
Ausgestaltung der Absperrklappe bewirkt einen wesentlich geringeren
Leistungs- und Druckverlust im Volllastbereich, wenn die Klappe
vollständig
geöffnet
ist und kein Drall zur Verwirbelung im Zylinder gewünscht wird.
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Als
besonders vorteilhaft hat sich die Ausbildung der Absperrklappe
als durchgehendes Flügelprofil
mit einer ebenen Oberfläche
ohne Erhebungen erwiesen. Dabei bilden der oder die Flügelflächen und
Befestigungsbereiche in Einbaulage vorzugsweise eine durchgängige Ebene,
möglichst
ohne Sprünge
und Übergänge.
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Zur
Verbesserung der Zentrierung und somit Erhalt eines gleichmäßig umlaufenden
Spaltmaßes der
Absperrklappe im Strömungskanal
hat es sich ferner als vorteilhaft erwiesen, an der Steuerklappe an
dem Befestigungsbereich Zentrierfedern anzuordnen. Diese bestehen
vorzugsweise aus an den stirnseitigen Enden einstückig angeformten
und umgebogenen sowie federnden Laschen.
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Wie
zuvor beschrieben kann die Welle in Längserstreckungsrichtung abschnittsweise
mehrere voneinander getrennte Schlüsselflächen aufweisen, auf denen jeweils
eine erfindungsgemäße Absperrklappe
für jeweils
einen Saugrohrkanal des Schaltsaugrohrs angeordnet ist.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
beschrieben, wobei auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen
wird. In diesen zeigen:
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1 einen
Querschnitt durch ein schneckenförmig
ausgebildetes Schaltsaugrohr mit zwei in einem Luftverteilungsraum
mündenden
Saugrohrstutzen,
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2 einen
Längsschnitt
durch das Schaltsaugrohr gemäß 1 mit
vier Saugrohrkanälen,
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3 eine
perspektivische Draufsicht der erfindungsgemäßen Absperrklappe,
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4 eine
perspektivische Ansicht von unten der erfindungsgemäßen Absperrklappe,
die auf eine erfindungsgemäß ausgebildete
Welle aufgeschoben ist und
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5 einen
vergrößerten Querschnitt
einer auf eine Welle aufgesetzten Absperrklappe.
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Bei
dem in 1 schematisch dargestellten Schaltsaugrohr wird
die Verbrennungsluft über
mehrere Einlassstutzen 1 einem Sammler 2 zugeführt, in den
erste Ansaugstutzen 3 und zweite Ansaugstutzen 4 von
Saugrohrkanälen 5 münden. Über die Saugrohrkanäle 5 wird
einem nicht dargestellten Verbrennungsmotor Verbrennungsluft zugeführt.
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In
dem zweiten Ansaugstutzen 4 befindet sich eine Absperrklappe 10,
die sich drehfest auf einer antreibbaren Welle 50 befindet.
Die Absperrklappe 10 befindet sich in geöffneter
Position. Das Schaltsaugrohrgehäuse
besteht aus Polyamid, während
die Welle aus Stahl besteht.
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Bei
dem Schnitt gemäß 2 ist
zu erkennen, dass vier im Prinzip identische Saugrohrkanäle 5 nebeneinander
angeordnet sind, wobei die zweiten Ansaugstutzen mit Hilfe jeweils
einer Absperrklappe 10 verschließbar sind. Die Absperrklappen 10 sitzen drehfest
auf weiter unten beschriebenen Schlüsselflä chen 52 der angetriebenen
runden Welle 50. Die runde Welle 50 hat einen
gegebenen Nenndurchmesser und die Schlüsselflächen haben einen geringeren
Durchmesser als der Nenndurchmesser. Die Ansaugstutzen münden wiederum
in einen Sammler 2.
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Der
genaue Aufbau der erfindungsgemäßen Absperrklappe
ist aus den vergrößerten Darstellungen
in den 3 bis 5 ersichtlich. Demnach besteht
die Absperrklappe 10 aus einer Oberhälfte 12 und einer
einstückig über einen
Verbindungsabschnitt 14 damit verbundenen Unterhälfte 16.
Jede Absperrklappe weist einen mittleren Befestigungsbereich 18 und
sich breitseitig radial von dem Befestigungsbereich 18 nach
außen
erstreckende Flügelbereiche 20 auf.
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Der
Oberhälftenbefestigungsbereich
weist zwei aus der Fläche
der Oberhälfte
nach unten in Richtung der Unterhälfte ragende Oberhälftenversickungen 22 und 24 auf,
die im Wesentlichen einen rechteckigen Querschnitt mit seitlich
vertikal Abschnitten und einem die Vertikalabschnitte verbindenden
Horizontalabschnitt aufweisen. Diese vertikal- und horizontalen
Abschnitte der Oberhälftenversickungen 22, 24 dienen
als Anlageflächen
der Absperrklappe an den Schlüsselflächen der
weiter unten beschriebenen Welle 50. Zwischen den Oberhälftenversickungen 22, 24 weist
die Oberhälfte
im Befestigungsbereich eine Oberhälftenöffnung auf, in welche eine
an der Unterhälfte 16 in
Einbaulage nach oben auf die Oberhälfte zu gerichtete Unterhälftenversickung 26 ragt.
Die Unterhälftenversickung 26 ist geometrisch
genau so aufgebaut wie die Oberhälftenversickungen 22, 24 und
erstreckt sich ebenfalls von der Höhe her bis zur Oberseite der
Oberhälfte 12.
Beidseitig von der Unterhälftenversickung 26 weist
die Unterhälfte 16 zwei
Unterhälftenöffnungen auf,
die geometrisch zur Aufnahme der Außengeometrie der Oberhälftenversickungen
angepasst sind (vorliegend rechteckig).
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Im
vorliegenden Fall sind an der an sich runden Welle 50 abschnittsweise
voneinander getrennt insgesamt vier Schlüssel flächen mit quadratischem Querschnitt
vorgesehen.
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Im
zusammengedrückten
Zustand der Absperrklappe 10 kann die in 4 vergrößert dargestellte
Welle 50 durch die Versickungen 22, 24, 26 gebildeten
Durchgang geschoben werden, bis die Schlüsselflächen 52 innerhalb
der Versickungen 22, 24, 26 liegen. Wenn
in dieser Stellung die Oberhälfte 12 und
die Unterhälfte 16 los
gelassen werden, so dass die Federkraft des Verbindungsabschnitts 14 die
Oberhälfte 12 und
die Unterhälfte 16 auseinander drückt, liegen
die Anlageflächen
der Versickungen 22, 24, 26 beidseitig
die Welle umschließend
mit ihren korrespondierend zu den Schlüsselflächen 52 ausgebildeten
Geometrien formschlüssig
an der Welle an.
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Da
die Schlüsselflächen 52 in
Längserstreckungsrichtung
etwas länger
ausgebildet sind als die Befestigungsbereiche 18 der Absperrklappen,
können
sich die Absperrklappe 10 axial auf der Welle 50 zur
Kompensation von Wärmeausdehnungen
und zum Toleranzausgleich verschieben.
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Die
Absperrklappe 10 ist als einteiliges Stanz-Biegeteil ausgebildet,
wobei der Verbindungsabschnitt 14 als Federmittel fungiert,
um die Oberhälfte 12 und
die Unterhälfte 16 auseinanderzudrücken. Die
Oberhälfte 14 weist
einen umlaufenden, in Richtung auf die Unterhälfte 16 gebogenen
Rand 28 auf, welcher die Seitenflächen der Absperrklappe 10 bildet.
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Die
Absperrklappe 10 weist in der Seitenansicht die Profilgeometrie
eines Flügels
auf, der in der Mitte im Befestigungsbereich 18 am breitesten
ist und sich radial nach außen
entlang der Flügelbereiche 20 verjüngt.
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An
den stirnseitigen Enden der Oberhälftenversickung 22, 24 sind
nach unten ragende Zentrierfedern 30, 32 einstückig angeformt.
Diese Zentrierfedern 30, 32 ragen in Axialrichtung
mit ihren vertikal verlaufenden Anlageflächen über den Befestigungsbereich 18 hinaus,
die sich quer zu den Flügelbereichen 20 der
Absperrklappe 10 erstrecken. Diese Zentrierfedern 30, 32 liegen
in Einbaulage an der Innenwand des Ansaugstutzens 3, 4 an,
sind also geometrisch auf den Innendurchmesser des Schaltsaugrohrs
abgestimmt, und zentrieren die Absperrklappe 10 so in dem
Schaltsaugrohr.
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Die
erfindungsgemäße Anordnung
ermöglicht
mit einfachen Mitteln Herstellungstoleranzen auszugleichen und gewährleistet
eine Selbstzentrierung der Absperrklappe auf der Welle innerhalb
des Schaltsaugrohrs. Durch die Verwendung einer Blechklappe können Herstelltoleranzen
minimiert werden, da eine Blechklappe eine geringere Wärmeausdehnung
aufweist als eine Kunststoffklappe aus dem Stand der Technik. Bei
der bevorzugten Ausbildung der Absperrklappe als Blech-Stanz-Biegeteil
lässt sich
die gesamte Geometrie der Absperrklappe in einem Arbeitsgang fertigen;
diese Variante ist deshalb besonders kostengünstig zu fertigen. Die Verwendung
einer runden Welle mit kantigen Schlüsselflächen ermöglicht eine gute Lagerung über die
runden Wellenabschnitte in entsprechenden runden Durchgängen in
dem Saugrohrkanal, ohne dass für
die Lagerung die aus dem Stand der Technik bekannten angespritzten
Lagerdome oder Lagerzapfen benötigt werden.
Durch die Verwendung einer runden Welle, die in runden Durchgängen in
dem Saugrohr gelagert ist, wird der Cross-flow zwischen den einzelnen Saugrohrkanälen minimiert
und die Abdichtung nach außen
vereinfacht. Ferner ist durch die Verwendung einer runden Welle
mit einzigen Schlüsselflächen der Verbau
der Welle ohne Lager möglich
(Lager können schon
vorher integriert werden, wie z.B. Umspritzen). Schließlich reduziert
die im Vergleich zu den bekannten Absperrklappen aus Kunststoff
schlanke Ausführungsform
den Strömungswiderstand
im Saugrohrkanal im geöffneten
Zustand.
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Es
versteht sich von selbst, dass die Schlüsselfläche nicht rechteckig oder im
quadratischen Querschnitt ausgebildet sein muss. Letztendlich kommt
es hauptsächlich
darauf an, dass zumindest eine flächige Anlagefläche vorliegt,
gegen welche eine korrespondierend ausgebildete Anlagefläche der
Versickungen an der Absperrklappe zur Realisierung eines Formschlusses
anliegt.
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- 1
- Einlassstutzen
- 2
- Sammler
- 3
- Ansaugstutzen
- 4
- Ansaugstutzen
- 5
- Saugrohrkanal
- 10
- Absperrklappe
- 12
- Oberhälfte
- 14
- Verbindungsabschnitt
- 16
- Unterhälfte
- 18
- Befestigungsbereich
- 20
- Flügelbereich
- 22
- Oberhälftenversickung
- 24
- Oberhälftenversickung
- 26
- Unterhälftenversickung
- 28
- Rand
- 30
- Zentrierfeder
- 32
- Zentrierfeder
- 50
- Welle
- 52
- Schlüsselfläche