DE102007027123A1

DE102007027123A1 - Schaltsaugrohr für eine Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102007027123A1
Application number: DE102007027123A
Authority: DE
Inventors: Volker Ambrosius; Holger Dr. Fries; Thorsten Prophet
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2007-06-13
Filing date: 2007-06-13
Publication date: 2009-01-15

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Schaltsaugrohr (10) für eine Brennkraftmaschine mit wenigstens einem Arbeitszylinder, insbesondere Dieselmotor, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit zwei Einlasskanälen (12, 14) für jeden Arbeitszylinder, wobei in jeweils einem der zwei Einlasskanäle (12) für jeden Arbeitszylinder eine Schaltklappe (16) derart schwenkbar angeordnet ist, dass die Schaltklappe (16) den Einlasskanal (12) wahlweise verschließt oder freigibt, wobei alle Schaltklappen (16) auf einer gemeinsamen Schaltklappenwelle (18) angeordnet sind, wobei eine Kartusche (20) vorgesehen ist, die vormontelle (18) aufnimmt und entsprechende Lager (30) für die Schaltklappenwelle (18) ausbildet, wobei die Kartusche (20) aus zwei Gehäusehälften (26, 28) zusammengesetzt ist, wobei eine Trennebene der Gehäusehälften (26, 28) parallel zu einer Längsachse der Schaltklappenwelle (18) verläuft. Hierbei ist die Trennebene der Gehäusehälften (26, 28) senkrecht zu einer Strömungsrichtung von durch die Kartusche (20) strömender Verbrennungsluft angeordnet, so dass jede Gehäusehälfte (26, 28) eine Hälfte der Lager (30) für die Schaltklappenwelle (18) sowie in der Trennebene eine der Anzahl der Schaltklappen (16) entsprechende Anzahl von Durchtrittsfenstern (42) für die Verbrennungsluft aufweist, wobei an einem umlaufenden Rand eines jeden Durchtrittsfensters (42) in der Trennebene eine Dichtung (22, 24) derart angeordnet und ausgebildet ist, dass ...

Description

Die Erfindung betrifft ein Schaltsaugrohr für eine Brennkraftmaschine mit wenigstens einem Arbeitszylinder, insbesondere Dieselmotor, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit zwei Einlasskanälen für jeden Arbeitszylinder, wobei in jeweils einem der zwei Einlasskanälen für jeden Arbeitszylinder eine Schaltklappe derart schwenkbar angeordnet ist, dass die Schaltklappe den Einlasskanal wahlweise verschließt oder frei gibt, wobei alle Schaltklappen auf einer gemeinsamen Schaltklappenwelle angeordnet sind, wobei eine Kartusche vorgesehen ist, die vormontiert die Schaltklappen und die Schaltklappenwelle aufnimmt und entsprechende Lager für die Schaltklappenwelle ausbildet, wobei die Kartusche aus zwei Gehäusehälften zusammengesetzt ist, wobei eine Trennebene der Gehäusehälften parallel zu einer Längsachse der Schaltklappenwelle verläuft, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Aus der DE 10 2004 021 125 A1 ist ein Ansaugsystem für eine Brennkraftmaschine bekannt, wobei in einem Flanschbereich ein erster und ein zweiter Einlasskanal für jeden Zylinder und eine Klappenanordnung zum Verschließen des zweiten Einlasskanals angeordnet ist. Die Klappenanordnung besteht aus einer Schaltwelle, auf der Klappen angeordnet sind, die den zweiten Einlasskanal durch Betätigung der Schaltwelle verschließen, wobei die Schaltwelle im Flanschbereich des Ansaugsystems integriert ist und im Flanschbereich Aufnahmeprofile zur Aufnahme von Lagerelementen, welche die Schaltwelle lagern, vorhanden sind. Diese Anordnung ist jedoch aufwändig in der Montage.
Es wurde deshalb in der DE 103 48 361 A1 zur Verringerung des Montage- und Herstellungsaufwandes eine Anordnung vorgeschlagen, bei der die Schaltklappen zusammen mit der Welle einschließlich Lager eine durch eine Aufnahme verbundene, vormontierte Funktionseinheit bilden, die mühelos in einem Saugrohr positioniert werden kann. Die Aufnahme weist hierzu zwei miteinander durch eine Clipverbindung verschließbare Gehäusehälften auf, die lösbar miteinander verbunden sind.
Aus der DE 10 2004 010 555 A1 ist eine Klappenlagerbefestigung zur Befestigung von Klappenvorrichtungen, wie beispielsweise Drallklappenvorrichtungen, in einem Gehäuse eines Luftansaugkanalsystems einer Brennkraftmaschine bekannt, wobei Lagerelemente für eine Welle Vorsprünge aufweisen, die in entsprechende Öffnungen im Gehäuse des Luftansaugkanalsystems greifen. Dies ermöglicht einteilige Klappenelemente exakt in allen Luftansaugkanalsystemen zu befestigen, ohne zusätzliche Befestigungselemente verwenden zu müssen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schaltsaugrohr der o. g. Art hinsichtlich der Montage und der Schließdichtheit der geschlossenen Klappen zu verbessern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Schaltsaugrohr der o. g. Art mit den in Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen beschrieben.
Dazu ist es bei einem Schaltsaugrohr der o. g. Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Trennebene der Gehäusehälften senkrecht zu einer Strömungsrichtung von durch die Kartusche strömender Verbrennungsluft angeordnet ist, so dass jede Gehäusehälfte eine Hälfte der Lager für die Schaltklappenwelle sowie in der Trennebene eine der Anzahl der Schaltklappen entsprechende Anzahl von Durchtrittsfenstern für die Verbrennungsluft aufweist, wobei an einem umlaufenden Rand eines jeden Durchtrittsfensters in der Trennebene eine Dichtung derart angeordnet und ausgebildet ist, dass die jeweilige Schaltklappe in einer den Einlasskanal verschließenden Stellung an die Dichtung anschlägt.
Dies hat den Vorteil, dass auf einfache Weise eine gut dichtender Verschluss der Einlasskanäle mit Schaltklappe gewährleistet ist.
Für eine einfache Montage ist jede Dichtung aus zwei separaten Dichtungshälften ausgebildet, wobei jede Dichtungshälfte in einem Teil des umlaufenden Randes des Durchtrittsfensters in der Trennebene angeordnet ist, welcher sich zwischen benachbart zu diesem Durchtrittsfenster angeordneten Lagern erstreckt.
Eine besonders gute Abdichtung des Einlasskanals in Schließstellung der Schaltklappen erzielt man dadurch, dass jede Dichtungshälfte einen Klemmabschnitt, welcher beim Zusammenfügen der Gehäusehälften zwischen diesen eingeklemmt ist, und einen Dichtlippenabschnitt aufweist, welcher in das Durchtrittsfenster hinein ragt und an den die jeweilige Schaltklappe in einer den Einlasskanal verschließenden Stellung anschlägt.
Zur spielfreien Lagerung der Schaltklappenwelle ist in jedem Lager für die Schaltklappenwelle wenigstens eine, insbesondere zwei Lagerhülsen angeordnet.
Um die Lagerhülsen gegen Drehen zu sichern, weist jede Lagerhülse eine sich in radialer Richtung erhebende Nase auf, die in eine entsprechende Ausnehmung in den Gehäusehälften der Kartusche greift.
In einer bevorzugte Ausführungsform ragt an einem Ende der Kartusche die Schaltklappenwelle mit einem Ende aus der Kartusche in axialer Richtung heraus, wobei auf dieses heraus ragende Ende der Schaltklappenwelle ein Anlenkhebel zum Schwenken der Schaltklappenwelle axial aufgesetzt und mittels eines Bajonettverschlusses mit der Schaltklappenwelle drehfest und lösbar verbunden ist.
Zum Abdichten von benachbarten Einlasskanälen im Gereicht der Kartusche sind an einer Außenwandung der Kartusche umlaufende Dichtlippen angeordnet, welche an einer Innenwandung des Schaltsaugrohres anliegen.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt in
1 eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schaltsaugrohres in Schnittansicht,
2 das Schaltsaugrohres gemäß 1 in einer Schnittansicht entlang Linie A-A von 1,
3 eine Teil einer Schaltklappenwelle mit Schaltklappen und Lagerhülsen in perspektivischer Ansicht,
4 eine Dichtungshälfte in perspektivischer Ansicht,
5 eine Gehäusehälfte einer Kartusche für die Schaltklappenwelle in perspektivischer Ansicht auf eine Schnittebene, in der Durchtrittsfenster ausgebildet sind,
6 die Gehäusehälfte gemäß 5 mit in die Durchtrittsfenster eingelegten ersten Dichtungshälften in perspektivischer Ansicht,
7 die Gehäusehälfte gemäß 5 mit eingelegter Schaltklappenwelle in perspektivischer Ansicht,
8 die Gehäusehälfte gemäß 5 mit in die Durchtrittsfenster eingelegten zweiten Dichtungshälften, in perspektivischer Ansicht,
9 die Gehäusehälfte gemäß 5 mit aufgesetzter weiterer Gehäusehälfte, so dass die Kartusche vollständig zusammengesetzt ist, in perspektivischer Ansicht,
10 die fertig montierte Kartusche gemäß 9 im Querschnitt entlang Linie B-B von 9, wobei sich die Schaltklappen in einer Stellung befinden, in der diese an den Dichtungshälften anschlagen und einen jeweiligen Einlasskanal schließen,
11 die fertig montierte Kartusche gemäß 9 im Querschnitt entlang Linie B-B von 9, wobei sich die Schaltklappen in einer Stellung befinden, in der diese einen jeweiligen Einlasskanal öffnen,
12 einen Teil der fertig montierten Kartusche gemäß 9 im Längsschnitt und
13 ein Ende der fertig montierten Kartusche mit Anlenkhebel zum Verschwenken der Schaltklappenwelle in vergrößerte Ansicht.
Die in 1 und 2 dargestellte, bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schaltsaugrohres 10 umfasst für jeden Arbeitszylinder (nicht dargestellt) einer nicht näher dargestellten Brennkraftmaschine einen ersten Einlasskanal 12 und einen zweite Einlasskanal 14, wobei in jedem ersten Einlasskanal 12 eine im Detail aus 3 ersichtliche Schaltklappe 16 zum wahlweise Öffnen oder Verschließen des jeweiligen ersten Einlasskanals 12 angeordnet ist. Alle Schaltklappen 16 sind auf einer gemeinsamen Schaltklappenwelle 18 angeordnet, welche in einer Kartusche 20 schwenkbar gelagert ist, so dass die Schaltklappen 16 zusammen mit der Schaltklappenwelle 18 wahlweise in eine den ersten Einlasskanal 12 öffnenden Offenstellung oder den ersten Einlasskanal 12 schließenden Schließstellung verschwenkbar sind. Die Kartusche 20 ist aus zwei Gehäusehälften 26 und 28 zusammengesetzt, die jeweils eine Hälfte von Lagern bzw. Lagersitzen 30 für die Schaltklappenwelle 18 ausbilden, wobei die Lager bzw. Lagersitze 30 im Detail aus 5 und 6 ersichtlich sind. In den Lagern 30 sind zusätzlich Lagerhülsen 32 angeordnet, die im Detail aus 3 ersichtlich sind und die jeweils eine radial sich erhebende Nase 34 aufweisen, die in die Kartusche 20 greifen und dadurch die jeweilige Lagerhülse 32 positionieren und gegen ein Mitdrehen mit der Schaltklappenwelle 18 sicheren.
In der Kartusche 20 sind erste und zweite Dichtungshälften 22 und 24 angeordnet, die im Detail aus 4 ersichtlich sind und die jeweils einen Klemmabschnitt 36, welcher zwischen den Gehäusehälften 24, 26 eingeklemmt ist, und einen Dichtlippenabschnitt 38 aufweisen, welcher in den jeweiligen ersten Einlasskanal hineinragt und einen Anschlag für die jeweilige Schaltklappe 16 in deren Schließstellung ausbildet, in der die Schaltklappe 16 den ersten Einlasskanal 12 verschließt. Die Dichtlippenabschnitte 38 der Dichtungshälften 22 und 24 sind derart angeordnet und ausgebildet, dass durch die anschlagende Schaltklappe 16 eine gute Abdichtung des jeweiligen ersten Einlasskanals 12 gewährleistet ist.
An einem Außenumfang der Kartusche 20 sind umlaufende, an die Kartusche 20 beispielsweise angespitzte Dichtlippen 40 angeordnet, die an eine Innenwandung des Schaltsaugrohres 10 anstoßen bzw. in entsprechende Ausnehmungen in dieser Innenwandung eingreifen und auf diese Weise benachbarte erste Einlasskanäle 12 gegeneinander abdichten.
Der Aufbau der Schaltklappenmechanik mittels der Kartusche 20 ermöglicht eine Vormontage der Schaltklappenmechanik und Einbau der vollständig montierten Schaltklappenmechanik in das Schaltsaugrohr 10. Die einzelnen Arbeitsschritte zur Vormontage der Schaltklappenmechanik ist in den 5 bis 9 dargestellt. In 5 ist die erste Gehäusehälfte 26 der Kartusche dargestellt. Diese weist Durchtrittsfenster 42 für durch den ersten Einlasskanal 12 strömende Verbrennungsluft auf. Diese Durchtrittsfenster 42 sind in einer Trennebene zwischen der ersten Gehäusehälfte 26 und der in 5 nicht dargestellten zweiten Gehäusehälfte 28 angeordnet. In einem ersten Montageschritt, wie in 6 dargestellt, werden an einen umlaufenden Rand der Durchtrittsfenster 42 die ersten Dichtungshälften 22 aufgelegt, so dass diese einen Abschnitt des umlaufendes Randes des jeweiligen Durchtrittsfenster 42 bedecken, der zwischen zwei zu diesem Durchtrittsfenster 42 benachbarten Lagersitzen 30 verläuft. In einem nächsten, in 7 dargestellten Montageschritt wird die Schaltklappenwelle 18 mit an dieser montierten Schaltklappen 16 und Lagerhülsen 32 eingelegt. Im nächsten, in 8 dargestellten Montageschritt werden die zweiten Dichtungshälften 24 in den verbleibenden freien Abschnitt des umlaufenden Randes der Durchtrittsfenster 42 aufgelegt. Im letzten, in 9 dargestellten Montageschritt wird die zweite Gehäusehälfte 28 aufgesetzt und mit der ersten Gehäusehälfte 26 lösbar beispielsweise mittels einer Verschraubung oder Clipsen verbunden. Nun ist die vormontierte Schaltklappenmechanik in Form der Kartusche 20 fertig montiert und kann ein Schaltsaugrohr eingesetzt werden.
10 und 11 veranschaulichen das Zusammenwirken der Dichtlippenabschnitt 38 und der Schaltklappen 16. Bei der Darstellung gemäß 10 befindet sich die zu sehende Schaltklappe 16 in der Schließstellung, in der diese den in 10 nicht dargestellten ersten Einlasskanal verschließt. Hierbei schlägt die Schaltklappe 16 mit ihrem Rand an die Dichtlippenabschnitte 38 von erster und zweiter Dichtungshälfte 22, 24 an. Hierdurch ist eine dichtender Verschluss des ersten Einlasskanals sichergestellt. Bei der Darstellung gemäß 11 befindet sich die zu sehende Schaltklappe 16 in der Offenstellung, in der diese den in 11 nicht dargestellten ersten Einlasskanal öffnet, so dass Verbrennungsluft durch das Durchtrittsfenster in der Trennebene der Gehäusehälften 26, 28 strömen kann.
12 veranschaulicht die Lagerung der Schaltklappenwelle 18 in den Lagerhülsen 32 an einem Ende der Kartusche 20. Die Lagerhülsen 32 sind hierbei in die von den Gehäusehälften 26, 28 ausgebildeten Lagersitze 30 angeordnet.
13 veranschaulicht die Verbindung eines Anlenkhebels 44 zum Verschwenken der Schaltklappenwelle 18. Der Anlenkhebel 44 ist axial auf ein entsprechendes Ende der Schaltklappenwelle 18 aufgeschoben und mittels eines Bajonettverschlusses 46 drehfest, lösbar mit der Schaltklappenwelle 18 verbunden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 102004021125 A1 [0002]
- DE 10348361 A1 [0003]
- DE 102004010555 A1 [0004]

Claims

Schaltsaugrohr (10) für eine Brennkraftmaschine mit wenigstens einem Arbeitszylinder, insbesondere Dieselmotor, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit zwei Einlasskanälen (12, 14) für jeden Arbeitszylinder, wobei in jeweils einem der zwei Einlasskanälen (12) für jeden Arbeitszylinder eine Schaltklappe (16) derart schwenkbar angeordnet ist, dass die Schaltklappe (16) den Einlasskanal (12) wahlweise verschließt oder frei gibt, wobei alle Schaltklappen (16) auf einer gemeinsamen Schaltklappenwelle (18) angeordnet sind, wobei eine Kartusche (20) vorgesehen ist, die vormontiert die Schaltklappen (16) und die Schaltklappenwelle (18) aufnimmt und entsprechende Lager (30) für die Schaltklappenwelle (18) ausbildet, wobei die Kartusche (20) aus zwei Gehäusehälften (26, 28) zusammengesetzt ist, wobei eine Trennebene der Gehäusehälften (26, 28) parallel zu einer Längsachse der Schaltklappenwelle (18) verläuft, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennebene der Gehäusehälften (26, 28) senkrecht zu einer Strömungsrichtung von durch die Kartusche (20) strömender Verbrennungsluft angeordnet ist, so dass jede Gehäusehälfte (26, 28) eine Hälfte der Lager (30) für die Schaltklappenwelle (18) sowie in der Trennebene eine der Anzahl der Schaltklappen (16) entsprechende Anzahl von Durchtrittsfenstern (42) für die Verbrennungsluft aufweist, wobei an einem umlaufenden Rand eines jeden Durchtrittsfensters (42) in der Trennebene eine Dichtung (22, 24) derart angeordnet und ausgebildet ist, dass die jeweilige Schaltklappe (16) in einer den Einlasskanal (12) verschließenden Stellung an die Dichtung (22, 24) anschlägt.
Schaltsaugrohr (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede Dichtung aus zwei separaten Dichtungshälften (22, 24) ausgebildet ist, wobei jede Dichtungshälfte (22, 24) in einem Teil des umlaufenden Randes des Durchtrittsfensters (42) in der Trennebene angeordnet ist, welcher sich zwischen benachbart zu diesem Durchtrittsfensters (42) angeordneten Lagern (30) erstreckt.
Schaltsaugrohr (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jede Dichtungshälfte (22, 24) einen Klemmabschnitt (36), welcher beim Zusammenfügen der Gehäusehälften (26, 28) zwischen diesen eingeklemmt ist, und einen Dichtlippenabschnitt (38) aufweist, welcher in das Durchtrittsfenster (42) hinein ragt und an den die jeweilige Schaltklappe (16) in einer den Einlasskanal (12) verschließenden Stellung anschlägt.
Schaltsaugrohr (10) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in jedem Lager (30) für die Schaltklappenwelle (18) wenigstens eine, insbesondere zwei Lagerhülsen (32) angeordnet sind.
Schaltsaugrohr (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass jede Lagerhülse (32) eine sich in radialer Richtung erhebende Nase (34) aufweist, die in eine entsprechende Ausnehmung in den Gehäusehälften (26, 28) der Kartusche (20) greift.
Schaltsaugrohr (10) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an einem Ende der Kartusche (20) die Schaltklappenwelle (20) mit einem Ende aus der Kartusche (20) in axialer Richtung heraus ragt, wobei auf dieses heraus ragende Ende der Schaltklappenwelle (18) ein Anlenkhebel (44) zum Schwenken der Schaltklappenwelle (18) axial aufgesetzt und mittels eines Bajonettverschlusses (46) mit der Schaltklappenwelle (18) drehfest und lösbar verbunden ist.
Schaltsaugrohr (10) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an einer Außenwandung der Kartusche (20) umlaufende Dichtlippen (40) angeordnet sind, welche an einer Innenwandung des Schaltsaugrohres (10) anliegen.