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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ventileinrichtung zum Verändern eines durchströmbaren Querschnitts in einem Strömungskanal, insbesondere in einem Gaskanal einer Brennkraftmaschine. Die Erfindung betrifft außerdem eine Brennkraftmaschine mit wenigstens einer solchen Ventileinrichtung.
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Mit Hilfe derartiger Ventileinrichtungen ist es beispielsweise möglich, Druckschwingungen in einer Frischluftanlage einer Brennkraftmaschine, die aufgrund von Ladungswechselvorgängen ohnehin vorhanden sind, zu verstärken bzw. um derartige Druckschwingungen zu erzeugen. Negative Amplituden dieser Druckschwingungen lassen sich für eine Abgasrückführeinrichtung der Brennkraftmaschine zum Einstellen einer Abgasrückführrate, also zumindest zum Verändern der Abgasrückführrate verwenden. Des Weiteren lassen sich derartige Ventileinrichtungen zum Beeinflussen der Aufladung der Brennkraftmaschine verwenden, zum Beispiel zur Realisierung einer Impulsaufladung, einer Wärmeladung, einer Kälteladung oder Kombinationen daraus. Hierbei werden strömungsdynamische Effekte durch gezieltes rasches Öffnen und Schließen des Frischluftkanals ausgenutzt. Ferner lassen sich derartige Ventileinrichtungen zum Anpassen der Frischluftbeladung der Zylinder an unterschiedliche Betriebszustände der Brennkraftmaschine verwenden, beispielsweise um die Funktionen eines variablen Ventiltriebs zu ersetzen oder zumindest zu unterstützen. Auch können derartige Ventileinrichtungen zur Realisierung einer entdrosselten Frischluftanlage verwendet werden.
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Derartige Ventileinrichtungen können grundsätzlich diskontinuierlich betrieben werden, so dass ein Ventilglied, wie zum Beispiel eine Klappe, zumindest zwischen einer Offenstellung und einer Schließstellung umgeschaltet wird und in der jeweiligen Schaltstellung zumindest kurzzeitig verweilt. Die Schaltstellungen bilden dabei insbesondere Endstellungen. Im vorliegenden Zusammenhang werden jedoch kontinuierlich arbeitende Ventileinrichtungen betrachtet, bei denen das jeweilige Ventilglied, zum Beispiel eine Klappe, im Betrieb kontinuierlich rotierend angetrieben ist. Beispielsweise kann das jeweilige Ventilglied synchron zu einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine rotieren. Ebenso ist es möglich, das jeweilige Ventilglied so anzutreiben, dass es eine variable Drehzahl besitzt, die insbesondere dynamisch adaptiert werden kann.
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Theoretisch ist denkbar, dass eine derartige Ventileinrichtung während ihres Betriebs eine Fehlfunktion aufweisen kann oder sogar ausfallen kann. Beispielsweise kann ein Stellantrieb zum Antreiben des jeweiligen Stellglieds ausfallen. Das Stellglied, bei dem es sich bevorzugt um eine Klappe handelt, kann dadurch in einer Position stehen bleiben, in der es den durchströmbaren Querschnitt des jeweiligen Strömungskanals zu einem großen Teil verschließt oder sogar vollständig sperrt. In der Folge ist insbesondere die Frischluftversorgung der Brennkraftmaschine stark gefährdet, wodurch diese nicht ordnungsgemäß betrieben werden kann oder sogar ausfallen kann.
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Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für eine Ventileinrichtung bzw. für eine damit ausgestattete Brennkraftmaschine eine verbesserte Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere dadurch auszeichnet, dass im Falle einer Fehlfunktion der Ventileinrichtung ein Betrieb der Brennkraftmaschine weiterhin möglich ist.
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Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, an einer drehend antreibbaren Welle eine als Ventilglied dienende Klappe schwenkbar anzubringen und die Welle über einen Mitnehmer mit der Klappe zu koppeln. Bei drehend angetriebener Welle sorgt der Mitnehmer dafür, dass die Klappe mit der Welle mitrotiert. Bei stehender Welle können nun die an der Klappe angreifenden Druckkräfte und/oder Strömungskräfte die Klappe relativ zur Welle verschwenken. Auf diese Weise kann die Klappe angetrieben durch die daran angreifenden Kräfte selbsttätig eine Klappenstellung einnehmen, bei der die an der Klappe angreifenden Kräfte reduziert sind. Mit anderen Worten, für den Fall, dass die Welle in einer Position stehen bleibt, in der die Klappe den Strömungskanal in einem ungünstigen Maß verschließt, baut sich an der Klappe eine Druckdifferenz auf bzw. wirkt an der Klappe ein Staudruck. Die dabei entstehenden Kräfte treiben die Klappe in eine geöffnete bzw. in eine weiter geöffnete Position an. Da die Klappe relativ zur Welle verschwenkbar ist, lässt sie sich durch die daran angreifenden Kräfte selbsttätig in eine ausreichend geöffnete Stellung verschwenken. Auf diese Weise kann eine ausreichende Frischluftversorgung der Brennkraftmaschine gewährleistet werden, wenn eine derartige Ventileinrichtung beispielsweise im Frischluftkanal der Brennkraftmaschine angeordnet ist. Besonders vorteilhaft ist dabei der preiswerte und konstruktiv einfache Aufbau der Ventileinrichtung, der sich unter anderem durch eine hohe Funktionssicherheit auszeichnet. Die hohe Funktionssicherheit wird insbesondere auch dadurch erreicht, dass zum Verstellen der Klappe relativ zur Welle keine Fremdenergie erforderlich ist, also insbesondere kein zusätzlicher Stellantrieb. Mit Hilfe der verstellbar an der Welle angebrachten Klappe erhält die Ventileinrichtung eine Fail-Safe-Funktion, also eine Ausfallsicherung.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform besitzt die Ventileinrichtung zum Steuern des durchströmbaren Querschnitts des Strömungskanals nur eine einzige Klappe, wobei die Welle zwei Mitnehmer besitzt, die beiderseits der Klappe angeordnet sind und die jeweils exzentrisch zur Drehachse an der Klappe zur Anlage kommen. Durch diese Bauweise definieren die Mitnehmer über ihren Kontakt mit der Klappe jeweils eine Schwenkachse für die Klappe, die exzentrisch, also beabstandet zur Drehachse der Welle verläuft. Bleibt die Welle in einer Position stehen, in welcher die Klappe den durchströmbaren Querschnitt in einem unerwünschten Maße verschließt, ist nur die am abströmseitigen Mitnehmer angeordnete Schwenkachse aktiv. Da diese Schwenkachse von der Drehachse beabstandet, also außermittig angeordnet ist, ergibt sich eine asymmetrische Kraftverteilung entlang der Klappe, die letztlich zu einem Drehmoment führt, das die Klappe von den Mitnehmern weg um die Welle verschwenkt. Somit kann die Klappe selbsttätig öffnen.
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Bei einer anderen Ausführungsform kann die Ventileinrichtung zum Steuern des durchströmbaren Querschnitts des Strömungskanals genau zwei Klappen aufweisen, die jeweils schwenkbar an der Welle gelagert sind, und zwar derart, dass ihre Schwenkachsen koaxial zur Drehachse der Welle verlaufen. Die Welle weist dabei für jede Klappe einen separaten Mitnehmer auf, der drehfest an der Welle angeordnet ist. Bleibt bei dieser Ausführungsform die Welle in einer Drehlage stehen, in welcher die Klappen den durchströmbaren Querschnitt in einer unerwünschten Weise verschließen, greifen an der einen Klappe Kräfte an, welche die Klappe gegen den zugehörigen Mitnehmer andrücken, während an der anderen Klappe Kräfte angreifen, welche die Klappe vom zugehörigen Mitnehmer wegdrücken und so die Klappe in eine Stellung verschwenken, bei welcher der durchströmbare Querschnitt geöffnet bzw. weiter geöffnet ist. Auch diese Ausführungsform zeichnet sich durch einen einfachen Aufbau und eine hohe Funktionssicherheit aus.
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Entsprechend vorteilhaften Ausführungsformen können Haltemittel und/oder Haltemaßnahmen vorgesehen sein, welche die jeweilige Klappe am jeweiligen Mitnehmer positionieren und welche von den an der jeweiligen Klappe angreifenden Kräften überwunden werden müssen, um die jeweilige Klappe relativ zur Welle zu verschwenken. Diese Haltemittel, wie zum Beispiel Noppen oder Clips oder Reibelemente, bzw. diese Haltemaßnahmen, wie zum Beispiel magnetische Anziehungskräfte zwischen Klappe und Mitnehmer, haben zur Folge, dass sich die jeweilige Klappe erst ab einem vorbestimmten, zu überwindenden Kraftschwellwert relativ zur Welle verschwenken kann. Hierdurch können unerwünschte Relativbewegungen zwischen Klappe und Welle während des ordnungsgemäßen Betriebs der Ventileinrichtung vermieden werden. Insbesondere lassen sich dadurch störende Geräusche sowie übermäßigen Verschleiß vermeiden.
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Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
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Es zeigen, jeweils schematisch
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1 eine stark vereinfachte, schaltplanartige Prinzipdarstellung einer Brennkraftmaschine,
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2 eine Ansicht wie in 1, jedoch bei einer anderen Ausführungsform,
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3 eine perspektivische Ansicht einer Ventileinrichtung,
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4 ein Längsschnitt der Ventileinrichtung aus 3 im Bereich einer Klappe,
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5 eine Schnittansicht wie in 4, jedoch bei einer Fehlfunktion der Ventileinrichtung,
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6 eine perspektivische Ansicht wie in 3, jedoch bei einer anderen Ausführungsform,
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7 ein teilweise perspektivischer Längsschnitt der Ventileinrichtung aus 6,
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8 eine Schnittansicht wie in 7, jedoch bei einer Fehlfunktion der Ventileinrichtung.
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Entsprechend den 1 und 2 umfasst eine Brennkraftmaschine 1, die zum Beispiel in einem Kraftfahrzeug zur Anwendung kommen kann, einen Motorblock 2, der mehrere Zylinder 3 sowie in den Zylindern hubverstellbare Kolben 4 aufweist. Bei der in 1 gezeigten Ausführungsform umfasst der Motorblock 2 eine einzige Zylinderbank 5, die alle Zylinder 3 enthält. Im Beispiel der 2 weist der Motorblock 2 zwei derartige Zylinderbänke 5 auf, die jeweils mehrere, üblicherweise die Hälfte der Zylinder 3 enthalten.
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Die Brennkraftmaschine 1 umfasst ferner eine Frischluftanlage 6, eine Abgasanlage 7 sowie eine Abgasrückführanlage 8. Die Frischluftanlage 6 führt im Betrieb der Brennkraftmaschine 1 den Zylindern 3 Frischluft zu. Die Abgasanlage 7 führt im Betrieb der Brennkraftmaschine 1 Abgas von den Zylindern 3 ab. Die Abgasrückführanlage 8 dient zum Rückführen von Abgas von der Abgasanlage 7 zur Frischluftanlage 6. Hierzu verbindet die Abgasrückführanlage 8 zumindest eine abgasseitige Entnahmestelle 9 mit zumindest einer frischluftseitigen Einleitstelle 10. Die Abgasrückführanlage 8 kann einen Abgasrückführkühler 11 sowie optional zumindest ein Rückschlagsperrventil 12 enthalten, das ein Überführen von Frischluft zur Abgasseite verhindert.
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Die Brennkraftmaschine 1 ist bei den hier gezeigten Ausführungsformen außerdem mit zumindest einer Ventileinrichtung 13 ausgestattet. Diese ist bei den gezeigten Beispielen in der Frischluftanlage 6 bezüglich einer durch einen Pfeil 14 angedeuteten Frischluftströmung stromauf von hier nicht eingezeichneten Einlassventilen der Zylinder 3 angeordnet. Mit Hilfe der Ventileinrichtung 13 kann eine Abgasrückführrate der Abgasrückführanlage 8 variiert bzw. eingestellt werden. Alternativ kann die Ventileinrichtung 13 auch zur Beeinflussung der Ladungswechselvorgänge bei den Zylindern 3 verwendet werden. Beispielsweise kann die den Zylindern 3 zugeführte Frischluftmenge variiert werden. Insbesondere lässt sich mit Hilfe einer derartigen Ventileinrichtung 13 eine Impulsaufladung der Zylinder 3 realisieren.
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Die Ventileinrichtung 13 dient somit zum Steuern eines durchströmbaren Querschnitts in einem Strömungskanal 15, der hier durch einen Leitungsabschnitt der Frischgasanlage 6 gebildet ist. Hierzu arbeitet die Ventileinrichtung 13 mit wenigstens einer Klappe 16, die in den 1 und 2 stark vereinfacht dargestellt ist. Zum Antreiben der jeweiligen Klappe 16 dient eine Welle 17, die hier ebenfalls vereinfacht dargestellt ist. Zum Antreiben der Welle 17 ist ein Drehantrieb 18 vorgesehen, der auf geeignete Weise mit der Welle 17 antriebsverbunden ist. Der Drehantrieb 18 kann durch eine Kopplung mit einer von der Brennkraftmaschine 1 drehend angetriebenen Welle, z. B. Kurbelwelle oder Nockenwelle, gebildet sein. Im Beispiel der 1 ist die Ventileinrichtung 13 genau einem Strömungskanal 15 zugeordnet. Im Unterschied dazu zeigt 2 eine Ausführungsform, bei welcher die Ventileinrichtung 13 zwei Strömungskanälen 15 zugeordnet ist. Dementsprechend ist für jeden Strömungskanal 15 zumindest eine Klappe 16 vorgesehen. Die beiden Klappen 16 können dabei über eine gemeinsame Welle 17 und somit über einen gemeinsamen Drehantrieb 18 angetrieben sein. Grundsätzlich ist für eine in 2 gezeigte Ausführungsform der Brennkraftmaschine 1 auch denkbar, zwei separate Ventileinrichtungen 13 zu verwenden, die jeweils einem der Strömungskanäle 15 zugeordnet sind. Der Vollständigkeit halber ist in den 1 und 2 eine Abgasströmung mit 19 bezeichnet und durch einen entsprechenden Pfeil angedeutet.
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Entsprechend den 3–8 umfasst die Ventileinrichtung 13 somit eine Welle 17. Die Welle 17 erstreckt sich dabei quer durch den jeweiligen Strömungskanal 15. Bei den hier gezeigten Ausführungsformen umfasst die Ventileinrichtung 13 einen Abschnitt dieses Strömungskanals 15. Ein Drehantrieb 18, zum Beispiel ein Elektromotor, dient zum rotierenden Antreiben der Welle 17 um eine Drehachse 20, die sich koaxial zur Welle 17 erstreckt. An besagter Welle 17 ist zumindest eine Klappe 16 angeordnet. Bei den Ausführungsformen der 3–5 ist je Strömungskanal 15 genau eine Klappe 16 vorgesehen, während bei der in den 6–8 gezeigten Ausführungsform je Strömungskanal 15 genau zwei Klappen 16, nämlich eine erste Klappe 16' und eine zweite Klappe 16'' vorgesehen sind. Die jeweilige Klappe 16 ist relativ zur Welle 17 um eine Schwenkachse 21 verschwenkbar, die sich parallel zur Drehachse 20 erstreckt.
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Die Welle 17 weist zumindest einen Mitnehmer 22 auf, der relativ zur Welle 17 drehfest ist. Der jeweilige Mitnehmer 22 wirkt dabei mit der jeweiligen Klappe 16 so zusammen, dass der jeweilige Mitnehmer 22 bei drehender Welle 17 die zugehörige Klappe 16 mitnimmt. In der Folge rotiert die jeweilige Klappe 16 mit der Welle 17 um die Drehachse 20 mit. Bleibt jedoch die Welle 17, beispielsweise aufgrund einer Fehlfunktion des Stellantriebs 18, stehen, kann die Klappe 16 relativ zur Welle 17 um die zugehörige Schwenkachse 21 verschwenken. Diese Schwenkverstellung der Klappe 17 erfolgt dabei in Abhängigkeit von an der Klappe 16 angreifenden Kräften. Die Schwenkverstellung der Klappe 16 relativ zur Welle 17 erfolgt dabei so, dass sich die jeweilige Klappe 16 vom jeweiligen Mitnehmer 22 entfernt. Auf diese Weise wird erreicht, dass auch bei einer Fehlfunktion der Ventileinrichtung 13, die zu einer stehenden Welle 17 führt, eine hinreichende Durchströmbarkeit der Ventileinrichtung 13 erreicht wird, da die jeweilige Klappe 16 den durchströmbaren Querschnitt des Strömungskanals 15 selbsttätig in ausreichendem Maße freigibt.
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Entsprechend der in den 3–5 gezeigten Ausführungsform ist zum Steuern des durchströmbaren Querschnitts des Strömungskanals 15 nur eine einzige Klappe 16 vorgesehen. Die Welle 17 besitzt in diesem Fall zwei Mitnehmer 22. Die beiden Mitnehmer 22 sind beiderseits der Klappe 16 angeordnet. Außerdem sind sie bezüglich der Drehachse 20 exzentrisch angeordnet, so dass sie auch exzentrisch zur Drehachse 20 an der Klappe 16 zur Anlage kommen. Zur Realisierung dieser Mitnehmer 22 besitzt die Welle 17 zwei zylindrische Endabschnitte 23, die durch die beiden Mitnehmer 22 miteinander verbunden sind. Hierdurch sind die Mitnehmer 22 integrale Bestandteile der Welle 17. Die Endabschnitte 23 sind hier so ausgestaltet, dass sie in den Strömungskanal 15 hineinragen. Da die beiden Mitnehmer 22 jeweils zur Schwenkachse 20 beabstandet sind, definieren sie zwischen sich eine Lücke, durch welche die Klappe 16 hindurchgeführt ist. Mit anderen Worten, die Klappe 16 durchsetzt die Welle 17 zwischen den Mitnehmern 22.
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Die Mitnehmer 22 sind so geformt, dass sie jeweils eine Anlagefläche 24 besitzen, mit der sie an entgegengesetzten Seiten jeweils an der Klappe 16 zur Anlage kommen, um die Klappe 16 mitzunehmen. Eine der Drehachse 20 zugewandte Innenkante der jeweiligen Anlagefläche 24 definiert nun die jeweilige Schwenkachse 21, um welche die Klappe 16 relativ zur Welle 17 zumindest theoretisch verschwenken kann.
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Entsprechend 3 besitzt die Klappe 16 zwei Seitenabschnitte 25, die jeweils einem der zylindrischen Endabschnitte 23 der Welle 17 zugeordnet sind. Die Seitenabschnitte 25 sind hier durch Plattenkörper gebildet, die bezüglich eines plattenförmigen Klappenkörpers 26 separate Bauteile bilden. Die Plattenkörper der Seitenabschnitte 25 sind fest mit dem Klappenkörper 26 verbunden. Hierzu werden entsprechende Befestigungselemente 27, zum Beispiel Niete, verwendet. Die Seitenabschnitte 25 sind so ausgestaltet, dass sie die zylindrischen Endabschnitte 23 parallel zur Drehachse 20 übergreifen, und zwar derart, dass sich für die Klappe 16 bezüglich der Drehachse 20 eine zentrierende Wirkung ergibt. Mit anderen Worten, die Seitenabschnitte 25 übergreifen die Endabschnitte 23 zum Zentrieren der Klappe 16 bezüglich der Drehachse 20. Auf diese Weise verschwenkt die Klappe 16 letztlich um die Drehachse 20, selbst wenn ihre (virtuelle) Schwenkachse 21 exzentrisch zur Drehachse 20 verläuft.
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Wie insbesondere den 4 und 5 entnehmbar ist, besitzen die Mitnehmer 22 jeweils ein Querschnittsprofil, das im hier gezeigten Beispiel so geformt ist, dass sein Umfang zwei senkrecht aufeinanderstehende Geraden und einen die beiden Geraden verbindenden Kreisbogen aufweist. Der Mittelpunkt des Kreisbogens liegt dabei auf der Drehachse 20 der Welle 17. Die eine Gerade liegt in der Anlagefläche 24. Der Schnittpunkt, in dem die beiden Geraden aufeinandertreffen, liegt auf der Innenkante bzw. auf der Schwenkachse 21.
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Die Funktionsweise der in den 3–5 gezeigten Ausführungsform der Ventileinrichtung 13 wird im Folgenden anhand der 4 und 5 näher erläutert.
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Durch einen Pfeil 28 ist in den 4 und 5 eine Hauptströmungsrichtung eingezeichnet, die sich im Betrieb der Brennkraftmaschine 1 im Strömungskanal 15 einstellt. Im Normalbetrieb rotiert die Welle 17 entsprechend einem Drehrichtungspfeil 29. Dabei nehmen die Mitnehmer 22 die Klappe 16 mit. Bleibt die Welle 17, zum Beispiel aufgrund einer Fehlfunktion des Drehantriebs 18 oder bei Stromausfall, stehen, kann sich zum Beispiel die in 4 wiedergegebene Situation einstellen. Zufällig bleibt die Welle 17 hier so stehen, dass die Klappe 16 den durchströmbaren Querschnitt des Strömungskanals 15 vollständig verschließt. Stromauf der Klappe 16 baut sich ein Überdruck auf, während stromab der Klappe 16 ein Unterdruck entsteht. Bezüglich der Drehachse 20 ist eine in 4 durch eine Pfeilanordnung 30 angedeutete Druckverteilung entlang der Klappe 16 symmetrisch angeordnet. Die Klappe 16 wird insgesamt nach stromab gedrückt. Hierbei kann sich die Klappe 16 nur am stromab liegenden Mitnehmer 22 abstützen. Hierdurch ist nur die am stromab liegenden Mitnehmer 22 gebildete Schwenkachse 21 aktiv. Da besagte Schwenkachse 21 exzentrisch zur Drehachse 20 angeordnet ist, ergibt sich bezüglich der Schwenkachse 21 eine asymmetrische Verteilung der Druckkräfte 30. Die unterhalb einer durch die Schwenkachse 21 und parallel zur Hauptströmungsrichtung verlaufenden Ebene 31 angreifenden Kräfte sind durch eine geschweifte Klammer 32 angedeutet, während die oberhalb der durch die Schwenkachse 21 und parallel zur Hauptströmungsrichtung verlaufenden Ebene 31 angreifenden Kräfte durch eine geschweifte Klammer 33 angedeutet sind. Da die durch die Schwenkachse 21 verlaufende Ebene 31 in 4 unterhalb einer durch die Drehachse 20 und parallel zur Hauptströmungsrichtung verlaufenden Ebene 34 liegt, überwiegen die oberhalb der Schwenkachse 21 angreifenden Druckkräfte 33, wodurch insgesamt ein Drehmoment in der Rotationsrichtung 29 entsteht, das an der Klappe 16 angreift. Dieses Drehmoment versucht die Klappe 16 um deren Schwenkachse 21 zu verschwenken. Durch die zentrierende Wirkung der Seitenabschnitte 25 kann die Klappe 16 jedoch letztlich nur um die Drehachse 20 verschwenken, was in 5 dargestellt ist. Die Klappe 16 kann somit ohne externe Energie, also insbesondere ohne zusätzlichen Antrieb, selbsttätig in eine den durchströmbaren Querschnitt des Strömungskanals 15 hinreichend öffnende Position verschwenken.
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Die 6–8 zeigen nun eine andere Ausführungsform der Ventileinrichtung 13, die zum Steuern des durchströmbaren Querschnitts des Strömungskanals 15 genau zwei Klappen 16, nämlich eine erste Klappe 16' und eine zweite Klappe 16'' aufweist. Beide Klappen 16', 16'' sind an der Welle 17 zueinander um 180° versetzt angeordnet; liegen sich also diametral gegenüber. Beide Klappen 16 sind dabei an der Welle 17 schwenkbar gelagert. Dabei verlaufen die Schwenkachsen 21 der beiden Klappen 16 koaxial zur Drehachse 20 der Welle 17. Die Welle 17 besitzt für jede Klappe 16', 16'' einen separaten Mitnehmer 22, so dass der eine Mitnehmer 22 die eine Klappe 16 antreibt, während der andere Mitnehmer 22 die andere Klappe 16 antreibt. Der jeweilige Mitnehmer 16 ist drehfest mit der Welle 17 verbunden. Im Beispiel sind die beiden Mitnehmer 22 mit der Welle 17 verschraubt. Im Beispiel sind die Mitnehmer 22 klauenförmig ausgestaltet. Beide Klappen 16', 16'' weisen zwei zylindrische Hülsen 35, 36 auf. Die beiden Hülsen der ersten Klappe 16' sind mit 35 bezeichnet, während die beiden Hülsen der zweiten Klappe 16'' mit 36 bezeichnet sind. Die Hülsen 35, 36 wechseln sich entlang der Welle 17 ab. Dabei greift jeweils eine Hülse 35, 36 der einen Klappe 16 zwischen eine Lücke ein, die zwischen den beiden Hülsen 35, 36 der anderen Klappe 16 ausgebildet ist. Die Mitnehmer 22 sind vorzugsweise mittig zur Welle 17 angeordnet und dabei zwischen den inneren Hülsen 35, 36 positioniert. Insbesondere können die beiden Klappen 16', 16'' als Gleichteile ausgestaltet sein.
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Bei der hier gezeigten Ausführungsform besitzen die beiden Klappen 16 jeweils einen zur Welle 17 beabstandeten Endabschnitt 37, der von der übrigen Klappe 16 abgewinkelt ist. Im Beispiel ist der jeweilige Endabschnitt 37 so abgewinkelt, dass er vom zugehörigen Mitnehmer 22 weggeneigt ist. Mit anderen Worten, der jeweilige Endabschnitt 37 ist in der Rotationsrichtung 29 der Welle 17 abgewinkelt.
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Bei jeder Klappe 16', 16'' weist zumindest eine der Hülsen 35, 36 einen Anschlag 38 auf, der beim Verschwenken der jeweiligen Klappe 16 an der jeweils anderen Klappe 16 zur Anlage kommt, wenn die andere Klappe 16 nicht verschwenkt. Der Anschlag 38 begrenzt somit den maximalen Schwenkwinkel der jeweiligen Klappe 16. Besagter Anschlag 38 ist in 8 nicht dargestellt.
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Die Funktionsweise der in den 6–8 gezeigten Ausführungsform wird im Folgenden anhand der 7 und 8 näher erläutert.
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In den 7 und 8 ist die Hauptströmungsrichtung im Strömungskanal 15 wieder durch einen Pfeil 28 angedeutet. Im Normalbetrieb rotiert die Welle 17 in der Drehrichtung 29, wobei die Mitnehmer 22 die jeweils zugeordnete Klappe 16', 16'' mitnehmen. Bleibt die Welle 17 aufgrund einer Fehlfunktion stehen, kann sich die in 7 gezeigte Situation einstellen, bei welcher die Klappen 16', 16'' den durchströmbaren Querschnitt des Strömungskanals 15 verschließen. Stromauf der Klappen 16', 16'' baut sich wieder ein Überdruck auf, während stromab davon ein Unterdruck entsteht. Beide Klappen 16 werden somit parallel zur Hauptströmungsrichtung 28 mit Druck beaufschlagt. In der Folge greift an jeder Klappe 16', 16'' ein um die Schwenkachse 21 drehendes Drehmoment an, wobei die Drehmomente jedoch entgegengesetzt orientiert sind. Die in 7 oben eingezeichnete erste Klappe 16' wird entgegen der Drehrichtung 29 der Welle 17 angetrieben und wird somit gegen ihren Mitnehmer 22 angedrückt. Im Unterschied dazu wird die in 7 unten eingezeichnete zweite Klappe 16'' in der Drehrichtung 29 der Welle 17 angetrieben, also weg von ihrem Mitnehmer 22. Da die zweite Klappe 16'' in dieser Drehrichtung verschwenkbar an der Welle 17 gelagert ist, verschwenkt sie relativ zur Welle 17 zum Beispiel in die in 8 gezeigte Offenstellung. Besagte Offenstellung kann insbesondere durch den zuvor genannten Anschlag 38 definiert sein. Bei geöffneter zweiter Klappe 16'' kann eine ausreichende Versorgung der Brennkraftmaschine 1 mit Frischluft gewährleistet werden.
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Beide Ausführungsformen können außerdem mit Haltemitteln bzw. mit Haltemaßnahmen versehen sein, die so gestaltet sind, dass sie die jeweilige Klappe 16 am zugehörigen Mitnehmer 22 positionieren, und zwar derart, dass die an der jeweiligen Klappe 16 angreifenden Kräfte eine von den Haltemitteln bzw. von den Haltemaßnahmen erzeugte Haltekraft überwinden müssen, bevor die jeweilige Klappe 16 relativ zur Welle 17 verschwenken kann. Entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform können hierzu magnetische Haltekräfte verwendet werden, die zwischen der jeweiligen Klappe 16 und dem jeweiligen Mitnehmer 22 herrschen. Beispielsweise kann der jeweilige Mitnehmer 22 als Dauermagnet ausgestaltet sein, während die Klappe 16 aus einem magnetisch anziehbaren Material hergestellt sein kann. Ebenso ist auch eine umgekehrte Bauweise mit magnetischer Klappe 16 und magnetisch anziehbarem Mitnehmer 22 möglich. Ferner können sowohl die Klappe 16 als auch der Mitnehmer 22 magnetisch sein und sich bei entsprechender Polung anziehen.
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Zusätzlich oder alternativ können als Haltemittel oder Haltemaßnahmen Noppen und/oder Clips und/oder Reibelemente vorgesehen sein, die zwischen Klappe 16 und Welle 17 wirken, um die jeweilige Klappe 16 am zugehörigen Mitnehmer 22 anliegend zu positionieren.
