DE102009031973A1

DE102009031973A1 - Vorrichtung zur Einstellung der einem Verbrennungsmotor zuzuführenden Verbrennungsluft

Info

Publication number: DE102009031973A1
Application number: DE102009031973A
Authority: DE
Inventors: Dirk Becker; Stephan Hübner
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2009-07-02
Filing date: 2009-07-02
Publication date: 2011-01-05
Anticipated expiration: 2029-07-03
Also published as: DE102009031973B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Einstellung der einem Verbrennungsmotor zuzuführenden Verbrennungsluft, mit einer einteiligen Welle, auf der mehrere Absperrklappen angeordnet sind, wobei die Welle einen kreisrunden Querschnitt aufweist und in Abschnitten, auf welchen die Absperrklappen angeordnet sind, den kreisrunden Querschnitt abschnittsweise aufhebende Abflachungen aufweist. Erfindungsgemäß sind die Abschnitte, welche die Abflachungen aufweisen und auf welchen die Absperrklappen angeordnet sind, durch abschnittsweise Umformung der Welle ausgebildet, wobei die Absperrklappen auf diese umgeformten Abschnitte der Welle aufgespritzt sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Einstellung der einem Verbrennungsmotor zuzuführenden Verbrennungsluft nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Schaltsaugrohr eines Verbrennungsmotors mit einer solchen Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Vorrichtung.
Aus DE 195 04 256 A1 ist ein Schaltsaugrohr für einen Verbrennungsmotor bekannt, welches eine Vorrichtung zur Einstellung der einem Verbrennungsmotor zuzuführenden Verbrennungsluft umfasst. Nach DE 195 04 256 A1 umfasst diese Vorrichtung zur Einstellung der dem Verbrennungsmotor zuzuführenden Verbrennungsluft eine Welle und auf der Welle positionierte Absperrklappen, wobei die Welle aus Metall und die Absperrklappen aus Kunststoff bestehen. Die Welle ist als einteilige Welle mit einem an sich kreisrunden Querschnitt ausgeführt, wobei die Welle an den Abschnitten, auf welchen die Absperrklappen angeordnet sind, den kreisrunden Querschnitt abschnittsweise aufhebende Abflachungen aufweist. Auf diese Abschnitte sind nach diesem Stand der Technik die Absperrklappen aufgesteckt, nämlich aufgeclipst, wobei dann die Abflachungen der Welle an ebenen Flächen der aufgeclipsten Absperrklappen anliegen.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde eine neuartige Vorrichtung zur Einstellung der einem Verbrennungsmotor zuzuführenden Verbrennungsluft sowie ein Verfahren zum Herstellen derselben sowie ein entsprechendes Schaltsaugrohr zu schaffen. Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Das erfindungsgemäße Schaltsaugrohr ist in Anspruch 12 und das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung der Vorrichtung zur Einstellung der einem Verbrennungsmotor zuzuführenden Verbrennungsluft ist in Anspruch 14 definiert.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind die Abschnitte, welche die Abflachungen aufweisen und auf welchen die Absperrklappen angeordnet sind, durch abschnittsweise Umformung der Welle ausgebildet. Zur Ausbildung der Abflachungen wird demnach erfindungsgemäß von der Welle kein Material abgetragen, vielmehr werden die Abflachungen durch eine reine spanlose Umformung der Welle ausgebildet.
Erfindungsgemäß sind auf diese durch Umformung ausgebildeten Abschnitte der Welle die Absperrklappen umspritzt bzw. aufgespritzt. Dadurch wird eine innige Verbindung zwischen den Absperrklappen und der Welle bereitgestellt, sodass eine unerwünschte Verdrehung der Absperrklappen gegenüber der Welle sowie eine axiale Verschiebung der Klappen auf der Welle vermieden wird.
Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
1 eine teilmontierte, erfindungsgemäße Vorrichtung zur Einstellung der einem Verbrennungsmotor zuzuführenden Verbrennungsluft;
2 einen Querschnitt durch die Vorrichtung der 1 entlang der Schnittrichtung II-II;
3 eine perspektivische Ansicht eines Teils der Vorrichtung der 1.
1 zeigt einen Ausschnitt aus einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Einstellung der einem Verbrennungsmotor zuzuführenden Verbrennungsluft als teilmontierte Einheit, wobei die Vorrichtung eine einteilige Welle 10 aus Metall umfasst, auf der mehrere Absperrklappen 11 aus Kunststoff positioniert sind.
Die Welle 10 verfügt an sich über einen kreisrunden Querschnitt, wobei die Welle 10 an Abschnitten 12 (siehe 3), die der Aufnahme der Absperrklappen 11 dienen, unter Aufhebung des kreisrunden Querschnitts umgeformt ist. Wie am besten 3entnommen werden kann, ist die Welle 10, die an sich einen kreisrunden Querschnitt aufweist, in den Abschnitten 12, die der Aufnahme der Absperrklappen 11 dienen, derart umgeformt, dass an sich in etwa diametral gegenüberliegenden ersten Umfangssegmenten identisch ausgebildet Abflachungen 13 und an sich ebenfalls in etwa diametral gegenüberliegenden zweiten Umfangssegmenten identisch ausgebildete Aufwölbungen 14 ausgebildet sind. Die Abflachungen 13 sind dabei gegenüber dem kreisrunden Querschnitt der Welle 10 nach radial innen zurückgesetzt, die Aufwölbungen 14 stehen hingegen radial außen gegenüber dem kreisrunden Querschnitt der Welle 10 vor.
Die ersten Umfangssegmente, an welchen die Abflachungen 13 ausgebildet sind, und die zweiten Umfangssegmente, an welchen die Aufwölbungen 14 ausgebildet sind, sind dabei um in etwa 90° zueinander versetzt.
Es liegt demnach im Sinne der Erfindung, die Abschnitte 12 der Welle 10, die der Aufnahme der Absperrklappen 11 dienen, durch abschnittsweise Umformung der Welle 10 auszubilden, wobei bei der Umformung von der Welle 10 kein Material abgetragen wird, sondern vielmehr das Material einer Umformung unterzogen wird. Diese Umformung erfolgt in Axialrichtung der Welle 10 gesehen symmetrisch.
Auf diese durch Umformung der Welle 10 ausgebildeten Abschnitte 12 derselben sind die Absperrklappen 11, die aus Kunststoff gebildet sind, aufgespritzt.
Die auf die Welle 10 in den Abschnitten 12 aufgespritzten Absperrklappen 11 sind nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung jeweils aus zwei Segmenten zusammengesetzt, nämlich jeweils aus einem inneren Segment 15 aus einem relativ harten Kunststoff und einem das innere Segment 15 außen abschnittsweise umschließenden äußeren Segmente 16, welches aus einem relativ weichen Kunststoff gebildet ist. Vorzugsweise sind die äußeren Segmente 16 in Form einer Berandung ausgebildet. Die inneren Segmente 15 der Absperrklappen 11 sind auf die Abschnitte 12der Welle 10 unmittelbar aufgespritzt. Erst nach dem Umspritzen der inneren Segmente 15 auf die Abschnitte 12 der Welle 10 werden die äußeren Segmente 16 auf die jeweiligen inneren Segmente 15 der Absperrklappen 11 formschlüssig aufgespritzt.
Jeder Absperrklappe 11 sind weiterhin Lagerböcke 17 zugeordnet. 1 zeigt lediglich die inneren Lagerböcke 17, die zwischen jeweils zwei benachbarten Absperrklappen 11 positioniert sind. Zusätzlich sind für die beiden äußeren Absperrklappen 11 äußere Lagerböcke vorhanden, welche in 1 nicht gezeigt sind und sich in montiertem Zustand außen an die beiden äußeren Absperrklappen 11 anschließen.
Über diese Lagerböcke 17 kann eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Einstellung der einem Verbrennungsmotor zuzuführenden Verbrennungsluft als vormontierte Einheit auf ein Schaltsaugrohr eines Verbrennungsmotors aufgesteckt werden.
Wie dem Detail der 1 entnommen werden kann, sind die beiden Segmente 15 und 16 einer jeden Absperrklappe 11 derart auf den jeweiligen Abschnitt 12 der Welle 10 aufgespritzt, dass dieselben sich abschnittsweise auch um einen nicht umgeformten Abschnitt der Welle 10 erstrecken, wobei in Axialrichtung der Welle 10 gesehen sich der Abschnitt des inneren Segments 15, der einen nicht umgeformten Abschnitt der Welle 10 umgibt, in montiertem Zustand in eine Ausnehmung im Lagerbock 17 hinein erstreckt, wohingegen das äußere Segment 16 in diesem Abschnitt in Axialrichtung der Welle 10 gesehen gegenüber dem inneren Segment 15 verkürzt ist und nicht in diese Ausnehmung des jeweiligen Lagerbocks 17 hinein ragt.
In montiertem Zustand der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird ein Axialspiel derselben ausschließlich über die der mittleren Absperrklappe 11 zugeordneten Lagerböcke 17 eingestellt. Dann, wenn sich die Welle 10 zusammen mit den Absperrklappen 11 in Axialrichtung der Welle gesehen axial verschiebt, kommt ausschließlich die innere Absperrklappe 11 an einem der Lagerböcke 17 zur Anlage, die vorzugsweise der mittleren Absperrklappe 11 zugeordnet ist. Die axiale Fixierung des Klappenmoduls kann an einer mittleren Absperrklappe 11 oder alternativ an einer äußeren Absperrklappe 11 vorgesehen sein. Vorzugsweise ist die axiale Fixierung bei nur einer Absperrklappe 11 vorgesehen. Den äußeren Absperrklappen 11 zugeordneten Lagerböcken 17 weisen von den äußeren Absperrklappen 11 einen größeren Axialabstand auf, sodass die äußeren Absperrklappen 11 auch dann nicht an einem denselben zugeordneten Lagerböcken 17 zu Anlage kommen, wenn dies für die mittlere Absperrklappe 11 der Fall ist.
Zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Einstellung der einem Verbrennungsmotor zuzuführenden Verbrennungsluft wird so vorgegangen, dass zunächst eine metallische Welle mit einem kreisrunden Querschnitt 10 und Lagerböcke 17 für das Klappenmodul bereitgestellt werden. So dann werden zumindest einige der Lagerböcke 17 auf die Welle 10 aufgeschoben, nämlich die Lagerböcke 17, die bei montierter Vorrichtung zwischen benachbarten Absperrklappen 11 positioniert sind. Hierbei handelt es sich um die in 1 sichtbaren Lagerböcke 17.
Die auf die Welle 10 aufgeschobenen Lagerböcke 17 werden in nicht umzuformende Abschnitt der Welle 10 verschoben, um so anschließend die Welle 10 in den umzuformenden Abschnitten 12 abschnittsweise umzuformen, nämlich symmetrisch unter Ausbildung der Abflachungen 13 sowie Aufwölbungen 14.
Wie bereits ausgeführt, werden an zwei sich in etwa diametral gegenüberliegenden ersten Umfangssegmenten der Abschnitte 12 der Welle 10 identische Abflachungen 13 und an zwei anderen sich in etwa diametral gegenüberliegenden Umfangssegmenten der Abschnitte 12 der Welle 10 identische Aufwölbungen 14 ausgebildet.
Auf diese umgeformten Abschnitte 12 der Welle 10 werden so dann die Absperrklappen 11 aufgespritzt, nämlich zunächst die inneren Segmente 15 der Absperrklappen 11 auf die umgeformten Abschnitte 12 und anschließend die äußeren Segmente 16 der Absperrklappen 11 auf die inneren Segmente 15 derselben.
Zur Fertigmontage der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden auf die Welle 10 die beiden äußeren Lagerböcke, die in 1 nicht dargestellt sind und sich seitlich neben den beiden äußeren Absperrklappen 11 erstrecken, auf die Welle 10 aufgesteckt, um dann die erfindungsgemäße Vorrichtung als vormontierte Einheit auf ein Schaltsaugrohr aufzustecken.
Bezugszeichenliste

10: Welle
11: Absperrklappe
12: Abschnitt
13: Abflachung
14: Auswölbung
15: inneres Segment
16: äußeres Segment
17: Lagerbock

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 19504256 A1 [0002, 0002]

Claims

Vorrichtung zur Einstellung der einem Verbrennungsmotor zuzuführenden Verbrennungsluft, mit einer einteiligen Welle, auf der mehrere Absperrklappen angeordnet sind, wobei die Welle einen kreisrunden Querschnitt aufweist und in Abschnitten, auf welchen die Absperrklappen angeordnet sind, den kreisrunden Querschnitt abschnittsweise aufhebende Abflachungen aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschnitte (12), welche die Abflachungen (13) aufweisen und auf welchen die Absperrklappen (11) angeordnet sind, durch abschnittsweise Umformung der Welle (10) ausgebildet sind, und dass die Absperrklappen (11) auf diese umgeformten Abschnitte (12) der Welle (10) aufgespritzt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die umgeformten Abschnitte (12), auf welchen Absperrklappen (11) aufgespritzt sind, einerseits die Abflachungen (13), welche gegenüber dem Durchmesser des kreisrunden Querschnitts der Welle nach radial innen zurück gesetzt sind, und andererseits Aufwölbungen (14), welche gegenüber dem Durchmesser des kreisrunden Querschnitts der Welle nach radial vorstehen, aufweisen.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (10) in den Abschnitten (12), auf welchen die Absperrklappen (11) aufgespritzt sind, in Axialrichtung der Welle (10) gesehen symmetrisch umgeformt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass hierzu die Welle (10) in den Abschnitten (12), auf welchen die Absperrklappen (11) aufgespritzt sind, an sich in etwa diametral gegenüberliegenden ersten Umfangssegmenten identisch ausgebildete Abflachungen (13) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass hierzu die Welle (10) in den Abschnitten (12), auf welchen die Absperrklappen (11) aufgespritzt sind, an sich in etwa diametral gegenüberliegenden zweiten Umfangssegmenten identisch ausgebildete Aufwölbungen (14) aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass jede Absperrklappen (11) ein inneres Segment (15) aus einem relativ harten Kunststoff und ein äußeres Segment (16) aus einem relativ weichen Kunststoff aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die inneren Segmente (15) der Absperrklappen (11) auf die jeweiligen umgeformten Abschnitte (12) der einteiligen Welle (10) aufgespritzt sind, und dass die äußeren Segmente (16) auf die jeweiligen inneren Segmente (15) der Absperrklappen (11) aufgespritzt sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Absperrklappe (11) Lagerböcke (17) zugeordnet sind, die auf die Welle (10) aufgeschoben sind.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass dieselbe über die Lagerböcke (17) auf ein Schaltsaugrohr aufsteckbar ist, wobei die einer mittleren Absperrklappe (11) zugeordneten Lagerböcke (17) in einem auf das Schaltsaugrohr aufgesteckten Zustand das axiale Spiel der Welle (10) und damit aller Absperrklappen (11) definieren.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass dieselbe als vormontierte Einheit auf ein Saugrohr aufsteckbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Absperrklappen (11) aus Kunststoff gebildet sind, und dass die Welle (10) aus Metall, vorzugsweise kreisrund, gebildet ist.
Schaltsaugrohr eines Verbrennungsmotors mit einer Vorrichtung zur Einstellung der einem Verbrennungsmotor zuzuführenden Verbrennungsluft nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11.
Schaltsaugrohr nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Einstellung der einem Verbrennungsmotor zuzuführenden Verbrennungsluft als vormontierte Einheit auf das Schaltsaugrohr aufgesteckt ist.
Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11 mit folgenden Schritten: a) Bereitstellen der einteiligen Welle mit einem kreisrunden Querschnitt; b) Bereitstellen von Lagerböcken für die Absperrklappen; c) Aufschieben zumindest einiger Lagerböcke auf die Welle, nämlich solcher Lagerböcke, die zwischen benachbarten Absperrklappen positioniert sind; d) Umformen der Welle in solchen Abschnitten, welche der Aufnahme der Absperrklappen dienen; e) Aufspritzen der Absperrklappen auf die umgeformtem Abschnitte der Welle.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine, vorzugsweise kreisrunde, metallische Welle bereitgestellt wird, die in den Abschnitten, welche der Aufnahme der Absperrklappen dienen, symmetrisch umgeformt wird, nämlich derart, dass die Welle in Axialrichtung derselben gesehen in den Abschnitten, auf welchen nachfolgend die Absperrklappen aufgespritzt werden, an sich in etwa diametral gegenüberliegenden ersten Umfangssegmenten identisch ausgebildete Abflachungen und an sich ebenfalls in etwa diametral gegenüberliegenden zweiten Umfangssegmenten identisch ausgebildete Aufwölbungen aufweist.
Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass beim Aufspritzen der Absperrklappen zunächst ein inneres Segment derselben aus einem relativ harten Kunststoff auf die jeweiligen umgeformten Abschnitte der Welle aufgespritzt wird, und dass anschließend ein äußeres Segmente derselben aus einem relativ weichen Kunststoff auf die jeweiligen inneren Segmente aufgespritzt wird.