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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft ein Saugrohr für Ansauggas, insbesondere Ansaugluft, einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit wenigstens einem Saugrohrkanal und wenigstens einer Klappeneinheit zum wahlweise öffnen oder schließen des wenigstens einen Saugrohrkanals, wobei die Klappeneinheit eine Klappenwelle und wenigstens eine auf der Klappenwelle drehfest angeordnete Klappe aufweist, die im Saugrohrkanal innerhalb eines hohlen Einsatzkörpers angeordnet ist, der auf gegenüberliegenden Stirnseiten offen ist, durch dessen Umfangsseiten die Klappenwelle in radialer Richtung bezüglich einer Einsatzkörperachse hindurchgreift und der auf der Klappenwelle drehbar ist.
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Stand der Technik
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Aus der
DE 10 2008 049 010 A1 ist ein Saugrohr einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit wenigstens einem Saugrohrkanal und wenigstens einer in einem Saugrohr angeordneten Klappeneinheit zum wahlweisen Öffnen oder Schließen des Kanals bekannt. Die Klappeneinheit weist eine Klappenwelle und wenigstens eine auf der Klappenwelle drehfest angeordnete Klappe auf. Zu jeder Klappe ist eine zylinderförmige Lagerbrille vorgesehen, durch die Klappenwelle in radialer Richtung hindurch greift. Die Klappe ist innerhalb der Lagerbrille angeordnet. Die Lagerbrille ist auf der Klappenwelle in axialer Richtung bezüglich der Klappenwelle verschiebbar gelagert. Weiterhin ist die Lagerbrille um die Klappenwelle drehbar auf dieser gelagert.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Saugrohr der eingangs benannten Art zu gestalten, bei dem eine Strömungscharakteristik des durch den Saugrohrkanal und den Einsatzkörper strömenden Ansauggases weiter verbessert wird. Insbesondere soll ein Strömungsverlauf durch den Einsatzkörper verbessert werden. Ferner sollen insbesondere etwaige Druckverluste zwischen der Gas-Eintrittsseite und der Gas-Austrittsseite des Einsatzkörpers verringert werden.
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Offenbarung der Erfindung
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die radial innere Umfangsseite des Einsatzkörpers sich wenigstens zu einer offenen Stirnseite hin aufweitet.
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Der Saugrohrkanal wird durch mehrere Wandabschnitte begrenzt. Die radial innere Umfangsseite des Einsatzkörpers bildet einen den Saugrohrkanal begrenzenden Wandabschnitt. Bei dem Ansauggas kann sich um Reinluft oder mit Verbrennungsluft gemischte Reinluft handeln, welche der Brennkraftmaschine zur Verbrennung mit einem entsprechenden Kraftstoff zugeführt wird. Anstelle von Luft kann auch eine andersartige sauerstoffhaltige Gasmischung vorgesehen sein. Das Saugrohr kann mehrere Saugrohrkanäle, entsprechende Klappen und Einsatzkörper aufweisen.
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Erfindungsgemäß weitet sich ein Innenraum des Einsatzkörpers zu wenigstens einer offenen Stirnseite hin auf. Auf diese Weise wird ein Strömungsverlauf des durch den Saugrohrkanal strömenden Gases verbessert. Durch die Aufweitung des Innenraums des Einsatzkörpers kann ein Strömungsverlauf des Ansauggases beim Eintritt und/oder beim Austritt und/oder innerhalb des Einsatzkörpers verbessert werden. Vorteilhafterweise kann ein kontinuierlicher Übergang zwischen der radial inneren Umfangsseite des Einsatzkörpers und wenigstens einem weiteren angrenzenden Abschnitt des Saugrohrkanals realisiert werden. So können etwaige Turbulenzen beim Übergang zwischen dem Einsatzkörper und dem wenigstens einen benachbarten Abschnitt des Saugrohrkanals verringert, bevorzugt verhindert, werden.
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Vorteilhafterweise kann sich die radial innere Umfangsseite des wenigstens einen Einsatzkörpers zu beiden offenen Stirnseiten hin aufweiten. Auf diese Weise kann der Innenraum des wenigstens einen Einsatzkörpers dort, wo sich in einem Schließzustand der Klappeneinheit die Ränder der Klappe befinden, seinen kleinsten Durchmesser haben. So kann im Schließzustand ein etwaiger Klappenspalt zwischen der wenigstens einen Klappe und der radial inneren Umfangsseite des Einsatzkörpers verringert werden. Außerdem kann so sowohl die Gas-Eintrittsseite als auch die Gas-Austrittsseite des Einsatzkörpers strömungstechnisch verbessert werden.
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Vorteilhafterweise kann sich die radial innere Umfangsseite des wenigstens einen Einsatzkörpers zu der wenigstens einen offenen Stirnseite hin progressiv oder degressiv aufweiten. Der Verlauf der radial inneren Umfangsseite kann im Profil in Richtung der Einsatzkörperachse gebogen, insbesondere etwa S-förmig, sein. Der Innendurchmesser des Einsatzkörpers kann im Bereich der Klappenwelle nach außen hin zunächst stark, insbesondere progressiv, zunehmen, so dass sich beim Öffnen der wenigstens einen Klappe der Klappenspalt zwischen dem radial äußeren Klappenrand und der radial inneren Umfangsseite des Einsatzkörpers progressiv und somit schnell vergrößern kann. In der Nähe der wenigstens einen offenen Stirnseite kann der Innendurchmesser des wenigstens einen Einsatzkörpers schwach, insbesondere degressiv, zunehmen. So kann sich die Innenkontur des Einsatzkörpers gleichmäßig an die Innenkontur der radial inneren Umfangsseite des angrenzenden Abschnitts des Saugrohrkanals angleichen. Auf diese Weise können die Strömungsübergänge weiter verbessert werden.
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Vorteilhafterweise kann der wenigstens eine Einsatzkörper funktional getrennt sein von Lagerelementen für die Klappenwelle. Auf diese Weise kann der Einsatzkörper bezüglich der Strömungsbeeinflussung für das Ansauggas optimiert sein.
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Vorteilhafterweise kann der Einsatzkörper axial zur Wellenachse verschiebbar in einer gehäuseseitigen Einsatzkörperaufnahme angeordnet sein. Vorteilhafterweise kann die Einsatzkörperaufnahme einen Aufnahmeabschnitt für den Einsatzkörper und einen Kanalabschnitt aufweisen, welcher zur Strömungsführung dient. So kann die Einsatzkörperaufnahme einerseits in dem Aufnahmeabschnitt bezüglich ihrer Aufnahmefunktion und andererseits in dem Kanalabschnitt bezüglich der Strömungsbeeinflussung jeweils optimiert werden.
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Durch die Verschiebbarkeit des Einsatzkörpers relativ zum Saugrohrgehäuse, insbesondere zur Einsatzkörperaufnahme, können etwaige Unterschiede in der Wärmeausdehnung der Klappe, der Klappenwelle, des Saugrohrgehäuses und/oder des Einsatzkörpers kompensiert werden. Auf diese Weise kann auch bei fertigungs- und/oder betriebsbedingten Toleranzen der oben aufgezählten Bauteile ein beim Öffnen der Klappe gleichmäßiger Klappenspalt realisiert werden.
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Durch die Kombination der sich zur wenigstens einen offenen Stirnseite hin aufweitenden inneren Umfangsseite des Einsatzkörpers und dessen bezüglich der Wellenachse verschiebbaren Anordnung können betriebsbedingte Toleranzänderungen der Bauteile, welche beispielsweise durch eine Wärmeausdehnung hervorgerufen werden können, noch besser kompensiert werden. Auf diese Weise ist es nicht erforderlich, in der Schließstellung der Klappe einen sichelförmigen Klappenspalt vorzusehen, um etwaiger Toleranzen zu kompensieren und zu verhindern, dass die wenigstens eine Klappe infolge von betriebsbedingten Maßänderungen sich verklemmen kann. Vom Markt her bekannte sichelförmige Klappenspalte können zu einer Leckage im Bereich der wenigstens einen Klappe führen. Derartige Leckagen können die Leistungscharakteristik, insbesondere die Thermodynamik, der Brennkraftmaschine negativ beeinflussen.
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Vorteilhafterweise kann die wenigstens eine Klappe spielfrei auf der Klappenwelle angeordnet sein. Auf diese Weise kann ein Verschleiß der Klappe und/oder der Klappenwelle, insbesondere durch betriebsbedingte Vibrationen, Pulsationen, verringert werden. Vorteilhafterweise kann die wenigstens eine Klappe formschlüssig auf der Klappenwelle angeordnet sein. Sie kann insbesondere an die Klappenwelle an- oder aufgespritzt sein.
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Vorteilhafterweise kann an der Klappenwelle wenigstens ein Mitnehmerelement angeordnet sein, mit dem die Klappenwelle den Einsatzkörper axial zur Wellenachse mitführen kann. Das wenigstens eine Mitnehmerelement kann als Anschlag für den Einsatzkörper dienen. Es kann bezüglich der Einsatzkörperachse radial außen, radial innen oder innerhalb einer Umfangswand des Einsatzkörpers angeordnet sein. Vorteilhafterweise kann wenigstens ein Mitnehmerelement ein Mitnehmerkragen, insbesondere einer zur Wellenachse koaxiale Scheibe, sein. Das wenigstens eine Mitnehmerelement kann auf oder an der Klappenwelle befestigt oder mit dieser einstückig oder mehrstückig verbunden sein. Alternativ oder zusätzlich kann die wenigstens eine Klappe eine Mitnehmerfunktion erfüllen.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform kann ein Innendurchmesser des Einsatzkörpers bezüglich der Einsatzkörperachse auf axialer Höhe einer Wellenachse der montierten Klappenwelle einem Außendurchmesser der wenigstens einen Klappe entsprechen. Auf diese Weise kann der Klappenspalt in der Schließstellung der wenigstens einen Klappe weiter verringert werden. Vorzugsweise kann so ein Klappenspalt vermieden werden. So können Leckagen bei geschlossener Klappe durch den Saugrohrkanal weiter verringert, vorzugsweise vermieden, werden.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann der Einsatzkörper relativ zu einem Saugrohrgehäuse axial zur Wellenachse verschiebbar sein. Auf diese Weise können Positionsänderungen der wenigstens einen Klappe im Saugrohrkanal durch die Beweglichkeit des Einsatzkörpers kompensiert werden. So kann die wenigstens eine Klappe selbst fest und verschiebesicher mit der Klappenwelle verbunden sein. Etwaige Positionsänderungen der wenigstens einen Klappe können insbesondere durch unterschiedliche Wärmeausdehnungen der beteiligten Bauteile hervorgerufen werden. Vorteilhafterweise kann der Einsatzkörper in einer gehäuseseitigen Einsatzkörperaufnahme axial zur Wellenachse verschiebbar sein.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann der Einsatzkörper in einer Einsatzkörperaufnahme eines Lagerbocks, in dem die Klappenwelle gelagert ist, in Richtung der Wellenachse verschiebbar angeordnet sein. Auf diese Weise kann der Lagerbock zusätzlich zur Aufnahme des Einsatzkörpers dienen. Der Lagerbock kann als separates Bauteil in dem Saugrohrgehäuse des Saugrohrs angeordnet sein.
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Vorteilhafterweise kann der Lagerbock wenigstens ein Befestigungselement, insbesondere einen Schweißamboss, aufweisen, mit dem er an oder in dem Saugrohrgehäuse fixiert sein kann. Der Lagerbock kann vorteilhafterweise in einer Lagerbockaufnahme des Saugrohrgehäuses angeordnet sein.
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Vorteilhafterweise kann der Lagerbock mehrteilig, insbesondere zweiteilig, sein. Die Teile des Lagerbocks können jeweils entsprechende Befestigungselemente zur Befestigung mit dem Saugrohrgehäuse und entsprechende Abschnitte der Einsatzkörperaufnahme aufweisen. Vorteilhafterweise kann bei einem zweiteiligen Lagerbock jede der beiden Lagerbockteile eine Lagerung für die Klappenwelle aufweisen. Ein mehrteilige, insbesondere zweiteiliger, Lagerbock kann einfach mit dem Saugrohrgehäuse verbunden werden. Ferner kann ein mehrteilige, insbesondere zweiteiliger, Lagerbock einfach mit der Klappenwelle verbunden werden.
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Vorteilhafterweise können die Lagerungen der Klappenwelle im Lagerbock jeweils Lagerbuchsen, insbesondere Gleitlagerbuchsen, aufweisen, welche die Lagerung verbessern, insbesondere Reibungsverluste beim Drehen der Klappenwelle verringern können.
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Vorteilhafterweise kann eine radial innere Umfangsseite der Einsatzkörperaufnahme, insbesondere des Aufnahmeabschnitts, etwa komplementär sein zur radial äußeren Umfangsseite des Einsatzkörpers. Auf diese Weise kann der Einsatzkörper einfach und stabil in der Einsatzkörperaufnahme, insbesondere dem Aufnahmeabschnitt, positioniert werden. Vorteilhafterweise kann die radial äußere Umfangsseite des Einsatzkörpers rund, oval oder eckig sein. Entsprechend kann die radial innere Umfangsseite des Aufnahmeabschnitts rund, oval oder eckig sein. Mit einer eckigen oder ovalen Umfangsseite kann eine Orientierung des Einsatzkörpers bezüglich der Einsatzkörperachse in der Einsatzkörperaufnahme vereinfacht werden.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann eine Innenkontur der radial inneren Umfangsseite des Einsatzkörpers in eine Innenkontur der radial innere Umfangsseite einer Einsatzkörperaufnahme übergehen. Auf diese Weise kann ein Strömungsübergang zwischen dem Einsatzkörper und der Einsatzkörperaufnahme verbessert werden.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann eine radial innere Umfangsseite der Einsatzkörperaufnahme sich in axialer Richtung vom Einsatzkörper weg betrachtet aufweiten. Vorteilhafterweise kann sich ein Kanalabschnitt der Einsatzkörperaufnahme entsprechend aufweiten. Der Kanalabschnitt kann einen Abschnitt des Saugrohrkanals bilden. So kann die Strömungsführung weiter verbessert werden.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann eine Innenkontur der radial inneren Umfangsseite eines dem Einsatzkörper oder gegebenenfalls einer Einsatzkörperaufnahme benachbarten Abschnitts des Saugrohrkanals in eine Innenkontur der radial inneren Umfangsseite des Einsatzkörpers oder der Einsatzkörperaufnahme übergehen. Der benachbarte Abschnitt des Saugrohrkanals kann Teil des Saugrohrgehäuses, insbesondere gegebenenfalls einer Lagerbockaufnahme für einen etwaigen Lagerbock, sein. Vorteilhafterweise kann sich der benachbarte Abschnitt des Saugrohrkanals auf seiner dem Einsatzkörper zugewandten Seite aufweiten. Auf diese Weise kann ein Strömungsverlauf durch den Saugrohrkanal an der Gas-Eintrittsseite und der Gas-Austrittsseite des Einsatzkörpers oder gegebenenfalls der Einsatzkörperaufnahme weiter verbessert werden.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann saugrohrgehäuseseitig, insbesondere gegebenenfalls am oder im Lagerbock, wenigstens ein Führungselement angeordnet sein zur Führung des Einsatzkörpers axial zur Wellenachse. Mittels des wenigstens einen Führungselements kann der Einsatzkörper bei einer Bewegung axial zur Wellenachse geführt werden. Ferner kann das wenigstens eine Führungselement so ausgestaltet sein, dass eine Drehung des Einsatzkörpers relativ zum Saugrohrgehäuse, insbesondere zu einer Einsatzkörperaufnahme, gegebenenfalls zum Lagerbock, um die Wellenachse und/oder eine Verschiebung des wenigstens einen Einsatzkörpers senkrecht zur Wellenachse eingeschränkt, insbesondere verhindert, werden kann. Außerdem kann das wenigstens eine Führungselement zusätzlich zum Halten des Einsatzkörpers am oder im Saugrohrgehäuse, insbesondere in der Einsatzkörperaufnahme, dienen.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann das wenigstens eine Führungselement einen Führungszapfen oder eine Zapfenöffnung aufweisen, welcher/welche sich parallel zur Wellenachse erstrecken und der in eine entsprechende Zapfenöffnung oder in die ein Führungszapfen des Einsatzkörpers axial zur Wellenachse bewegbar eingreifen können. Der sich axial zur Wellenachse erstreckende Führungszapfen kann bei einer Bewegung des Einsatzkörpers relativ zum Saugrohrgehäuse, insbesondere zur Einsatzkörperaufnahme, in der Zapfenöffnung geführt werden. Ferner kann so einfach verhindert werden, dass sich der Einsatzkörper relativ zum Saugrohrgehäuse, insbesondere zur Einsatzkörperaufnahme, um die Wellenachse dreht oder in einer Richtung senkrecht zur Wellenachse verschoben wird. In Kombination mit einem zweiteiligen Lagerbock können die Zapfenöffnungen und die Führungszapfen parallel zu einer Montagerichtung der Lagerbockteile ausgerichtet sein, in der die beiden Lagerbockteile zusammengebracht werden. Dabei können die Führungszapfen/Zapfenöffnungen des Einsatzkörpers und eines ersten Lagerbockteils ineinander gesteckt werden. Anschließend kann einfach der zweite Lagerbockteil aufgesteckt werden, wobei die dortigen Führungszapfen/Zapfenöffnungen mit den entsprechenden Führungszapfen/Zapfenöffnungen des Einsatzkörpers verbunden werden können. So kann der Einsatzkörper einfach in der Einsatzkörperaufnahme des Lagerbocks angeordnet und axial zur Wellenachse verschiebbar gehalten werden. Die beiden Lagerbockteile können auch gleichzeitig auf den Einsatzkörper gesteckt werden.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann der Einsatzkörper auf radial gegenüberliegenden Umfangsseiten jeweils einen Wellendurchlass zum Durchführen der Klappenwelle aufweisen und jeweils ein Einschubspalt kann von den Wellendurchlässen zu einer der offenen Stirnseiten des Einsatzkörpers führen zum Einbringen der Klappenwelle in die Wellendurchlässe. Vorteilhafterweise können die Einschubspalte zur einer der offenen Stirnseite des Einsatzkörpers hin offen sein. Die Einschubspalte können als Einschuböffnung für die Klappenwelle dienen. Auf diese Weise kann die Klappenwelle einfach von der offenen Stirnseite des Einsatzkörpers in den entsprechenden Wellendurchlässen positioniert werden. Anschließend kann der Einsatzkörper mit der Klappenwelle mit dem Saugrohrgehäuse oder ggf. mit dem Lagerbock verbunden werden. Die Einschubspalte erstrecken sich vorteilhafterweise axial zur Einsatzkörperachse. Bei der Verwendung eines Lagerbocks, welcher separat im Saugrohrgehäuse angeordnet werden kann, kann zunächst der Lagerbock mit der Klappenwelle und dem Einsatzkörper verbunden werden. Anschließend kann die so verbundene Einheit in das Saugrohrgehäuse eingesetzt werden.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert wird. Der Fachmann wird die in der Zeichnung, der Beschreibung und den Ansprüchen in Kombination offenbarten Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen. Es zeigen schematisch
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1 in isometrischer Darstellung einen Ausschnitt eines Saugrohrs einer Brennkraftmaschine mit einer Klappeneinheit zum Öffnen und Schließen eines Saugrohrkanals und einem Einsatzkörper, in dem eine Klappe der Klappeneinheit angeordnet ist;
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2 eine Draufsicht des Saugrohrabschnitts aus 1;
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3 einen ersten Längsschnitt des Saugrohrabschnitts aus 2 entlang einer dortigen Schnittlinie III-III;
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4 eine isometrische Darstellung des geschnittenen Saugrohrabschnitts aus 3;
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5 den Einsatzkörper aus den 1 bis 4 in einem Längsschnitt entlang einer Schnittebene, welche der Schnittebene des ersten Längsschnitts aus den 3 und 4 entspricht;
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6 einen zweiten Längsschnitt des Saugrohrabschnitts aus den 1 bis 4 in isometrischer Darstellung entlang einer Schnittlinie VI-VI aus 2, welche senkrecht zur Schnittlinie III-III aus den 3 und 4 verläuft.
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In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Ausführungsform(en) der Erfindung
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In den 1 bis 6 ist ein Ausschnitt eines Saugrohrs 10 einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs in unterschiedlichen Perspektiven und Schnitten gezeigt. Das Saugrohr 10 ist in einem Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine angeordnet. Bei dem Saugrohr 10 handelt es sich um eine Schaltsaugrohr, bei welchem Strömungswege für zur Verbrennung benötigter Ansaugluft abhängig von einem Betriebszustand der Brennkraftmaschine, beispielsweise einer Motordrehzahl, geöffnet oder geschlossen werden können.
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Die 1 bis 4 und 6 zeigen einen Ausschnitt eines Gehäuseteils 12 des Saugrohrs 10. Durch das Gehäuseteil 12 führt ein Saugrohrkanal 14, durch den Ansaugluft geführt werden kann. Der Saugrohrkanal 14 hat einen runden Querschnitt. Insgesamt verfügt das Saugrohr 10 über mehrere solcher Saugrohrkanäle 14, welche bezüglich der Erfindung im Wesentlichen ähnlich aufgebaut sind. Der Saugrohrkanal 14 wird durch mehrere Wandabschnitte, welche weiter unten noch näher definiert werden, begrenzt.
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Der Saugrohrkanal 14 führt durch einen Kanaldurchlass 16 eines Lagerbocks 18. Der Saugrohrkanal 14 und der Kanaldurchlass 16 sind koaxial zu einer Kanalachse 24.
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Der Lagerbock 18 besteht aus zwei Lagerbockhälften 20 und 22, welche zu dem Lagerbock 18 zusammengesetzt sind. Die Lagerbockhälften 20 und 22 sind auf Stoß mit einem Luftspalt in einer Ebene, in der die Kanalachse 24 verläuft, montiert. Sie bilden jeweils eine Hälfte des Kanaldurchlasses 16.
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In dem Lagerbock 18 ist eine Klappenwelle 26 einer Klappeneinheit 28 gelagert und um eine gedachte Wellenachse 30 drehbar. Die Wellenachse 30 verläuft senkrecht zur Kanalachse 24 und senkrecht zur Berührungsebene der Lagerbockhälften 20 und 22.
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Jede der Lagerbockhälften 20 und 22 hat auf gegenüberliegenden Seiten einer Ebene, welche durch die Wellenachse 30 und die Kanalachse 24 aufgespannt wird, jeweils einen Schweißamboss 32. Die Schweißambosse 32 sind jeweils in entsprechenden Ausnehmungen 34 in dem Gehäuseteil 12 angeordnet und mit dem Gehäuseteil 12 verschweißt. Eine Außenkontur des Lagerbocks 18 geht in eine Außenkontur des Gehäuseteils 12 über.
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Jede Lagerbockhälfte 20 und 22 weist jeweils eine Lageraufnahme 36 auf, in der jeweils eine Gleitlagerbuchse für die Klappenwelle 26 angeordnet ist. Die Gleitlagerbuchsen sind der besseren Übersichtlichkeit wegen in den 1 bis 6 nicht dargestellt. Die Lageraufnahmen 36 und die Gleitlagerbuchsen sind koaxial zur Wellenachse 30 angeordnet. Die Lageraufnahmen 36 sind axial durchgängig.
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Der Lagerbock 18 steckt in einer Lagerbockaufnahme 38 des Gehäuseteils 12. Eine Einsteckrichtung des Lagerbocks 18 in die Lagerbockaufnahme 38, welche parallel zu der Kanalachse 24 verläuft, ist in den 1, 3, 4 und 6 mit einem Pfeil 40 angedeutet. Auf der in Einsteckrichtung 40 gegenüberliegenden Seite ist die Lagerbockaufnahme 38 begrenzt durch einen Anlageabschnitt 42 des Gehäuseteils 12. Der Anlageabschnitt 42 weist einen Gehäusekanalabschnitt 44 auf, der einen Abschnitt des Saugrohrkanals 14 bildet und welcher koaxial zur Kanalachse 24 ist. Der Gehäusekanalabschnitt 44 ist in den 3 und 4 gezeigt. Der Gehäusekanalabschnitt 44 hat einen runden Querschnitt. Der kleinste Durchmesser des Gehäusekanalabschnitts 44 entspricht etwa dem kleinsten Durchmesser des Kanaldurchlasses 16 des Lagerbocks 18.
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Eine den Kanaldurchlass 16 begrenzende radial innere Umfangsseite des Lagerbocks 18 ist in Richtung der Kanalachse 24 einmal abgestuft. Auf der dem Anlageabschnitt 42 abgewandten Seite weist der Lagerbock 18 einen Strömungsabschnitt 46 auf, der einen weiteren Abschnitt des Saugrohrkanals 14 bildet und den kleinsten Durchmesser des Kanaldurchlasses 16 aufweist. Eine radial innere Umfangsseite des Strömungsabschnitts 46 weitet sich von dem Anlageabschnitt 42 aus betrachtet in Richtung der Kanalachse 24 nach außen hin progressiv, etwa tulpenartig, auf. Der Grad der Aufweitung nimmt also mit zunehmendem Abstand zum Anlageabschnitt 42 zu.
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An den Strömungsabschnitt 46 schließt sich im Anschluss an eine Stufe ein Aufnahmeabschnitt 48 an, welcher in den 3, 4 und 6 gezeigt ist, an. Die Ausdehnung des Aufnahmeabschnitts 48 senkrecht zur Kanalachse 24 ist größer als der kleinste Durchmesser des Strömungsabschnitts 46. Der Aufnahmeabschnitt 48 dient zur Aufnahme eines Einsatzkörpers 50. Der Aufnahmeabschnitt 48 hat axial zur Kanalachse 24 betrachtet einen rechteckigen Querschnitt.
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An den bezüglich der Kanalachse 24 radial inneren Querseiten des Aufnahmeabschnitts 48, in denen sich die Lageraufnahmen 36 befinden, ist an der radial inneren Umfangsseite jeweils ein Führungsvorsprung 52 angeordnet. Die Mittelebenen der Führungsvorsprünge 52 befinden sich in der Ebene, die durch die Kanalachse 24 und die Wellenachse 30 aufgespannt wird. Die Führungsvorsprünge 52 erstrecken sich jeweils axial zur Kanalachse 24 von dem Strömungsabschnitt 46 weg und axial zur Wellenachse 30. Die freien Stirnseiten der Führungsvorsprünge 52 auf der dem Anlageabschnitt 42 zugewandten Seite sind entsprechend eines Zylindermantels, welcher koaxial zur Wellenachse 30 ist, geformt. Die Führungsvorsprünge 52 greifen jeweils in einen Einschubspalt 54 des Einsatzkörpers 50 ein. Die Lageraufnahmen 36 befinden sich axial zur Kanalachse 24 betrachtet unmittelbar hinter den Führungsvorsprüngen 52.
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Die beiden bezüglich der Kanalachse 24 radial inneren Längsseiten des Aufnahmeabschnitts 48, welche parallel oder aufgrund einer Formschräge leicht winklig zu der Ebene verlaufen, die durch die Kanalachse 24 und die Wellenachse 30 aufgespannt wird, sind eben.
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Ferner weist jede Lagerbockhälfte 20 und 22 jeweils zwei Führungszapfen 56 auf, die in 6 gezeigt sind. Die Führungszapfen 56 erstrecken sich jeweils parallel zur Wellenachse 30. Gedachte Mittelachsen der Führungszapfen 56 befinden sich in einer Ebene mit der Wellenachse 30, die senkrecht zur Kanalachse 24 verläuft. Die Führungszapfen 56 sind jeweils einstückig mit den radial inneren Querseiten des Aufnahmeabschnitts 48 verbunden. Die Führungszapfen 56 greifen in entsprechende Zapfenöffnungen 58 des Einsatzkörpers 50 ein.
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Der Einsatzkörper 50 hat in Draufsicht axial zur Kanalachse 24 betrachtet einen rechteckigen Querschnitt. Seine radial äußere Umfangsseite ist in etwa komplementär zur radial inneren Umfangsseite des Aufnahmeabschnitts 48. Seine Querseiten 60, welche jeweils den Querseiten des Lagerbocks 18 zugewandt sind, sind entsprechend diesen abgestuft.
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In den Querseiten 60 ist jeweils ein durchgängiger Wellendurchlass 62 für die Klappenwelle 26 angeordnet. Die Wellendurchlässe 62 erstrecken sich koaxial zur Wellenachse 30. Die oben erwähnten Einschubspalte 54 führen jeweils von der freien Stirnseite des Einsatzkörpers 50 zu den Wellendurchlässen 62, so dass die Klappenwelle 26 durch die Einschubspalte 54 in die Wellendurchlässe 62 eingebracht werden kann.
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Die Längsseiten 64 des Einsatzkörpers 50 weisen, wie in 6 gezeigt, Einbuchtungen 66 auf.
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Eine radial äußere Ausdehnung des Einsatzkörpers 50 axial zur Wellenachse 30 ist kleiner als ein Abstand der radial inneren Umfangsseiten der Querseiten des Lagerbocks 18. Auf diese Weise kann sich der Einsatzkörper 50 in dem Aufnahmeabschnitt 48 axial zur Wellenachse 30 bewegen. In seiner Mittellage, welche in den 3 und 4 gezeigt ist, verbleibt zwischen den radial äußeren Umfangsseiten der Querseiten 60 des Einsatzkörpers 50 und den radial inneren Umfangsseiten des Aufnahmeabschnitts 48 jeweils ein Spalt 68.
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An der radial inneren Umfangsseite des Einsatzkörpers 50 sind die Wellendurchlässe 62 jeweils von einer Vertiefung 70 umgeben. Die Vertiefungen 70 dienen der Führung von Mitnehmerkragen 72, welche einstückig und fest mit der Klappenwelle 26 verbunden sind. Die Mitnehmerkragen 72 sind jeweils koaxial zur Wellenachse 30 auf der Klappenwelle 26 angeordnet.
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Die radial innere Umfangsseite des Einsatzkörpers 50 bildet einen weiteren Abschnitt des Saugrohrkanals 14. Die radial innere Umfangsseite des Einsatzkörpers 50 ist koaxial zu einer Einsatzkörperachse, welche in der Mittellage des Einsatzkörpers 50 die Kanalachse 24 definiert beziehungsweise dieser entspricht. Der kleinste Innenquerschnitt des Einsatzkörpers 50 befindet sich axial zur Kanalachse 24 betrachtet auf Höhe von gedachten Achsen der Wellendurchlässe 62, also in montiertem Zustand auf Höhe der Wellenachse 30. Zu den offenen Stirnseiten des Einsatzkörpers 50 hin weitet sich dessen Innenraum jeweils auf. Das Profil der radial inneren Umfangsseite des Einsatzkörpers 50 zwischen dessen kleinstem Innenquerschnitt und den offenen Stirnseiten ist jeweils etwa S-förmig. Auf diese Weise ergibt sich von der Höhe der Wellenachse 30 aus betrachtet jeweils eine Art Tulpenform. Auf der dem Strömungsabschnitt 46 des Lagerbocks 18 zugewandten Stirnseite geht die Innenkontur des Einsatzkörpers 50 nahezu stufenlos in die Innenkontur des Strömungsabschnitts 46 über.
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Auf der dem Anlageabschnitt 42 des Gehäuseteils 12 zugewandten Stirnseite ist ein radial innerer Rand des Einsatzkörpers 50 abgerundet. Die radial innere Umfangsseite des Gehäusekanalabschnitts 44 des Gehäuseteils 12 weitet sich axial zur Kanalachse 24 betrachtet zum Einsatzkörper 50 hin progressiv auf.
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Auf der Klappenwelle 26 ist eine Klappe 74 verdrehfest montiert. In den 1 bis 6 ist lediglich ein Ausschnitt des Saugrohrs 10 mit einem Saugrohrkanal 14 und einer Klappe 74 gezeigt. In Wirklichkeit weist das Saugrohr 10 abhängig von der Anzahl der Zylinder der Brennkraftmaschine mehrere solcher Saugrohrkanäle 14 mit entsprechenden Klappen 74 und Einsatzkörpern 50 auf. Die Klappe 74 ist formschlüssig auf der Klappenwelle 26 angeordnet. Bevorzugt ist sie an die die Klappenwelle 26 angespritzt. Die Klappe 74 befindet sich zwischen den beiden Mitnehmerkragen 72. Ein Außenquerschnitt der Klappe 74 entspricht in etwa einem Innenquerschnitt des Einsatzkörpers 50 an dessen kleinstem Querschnitt auf Höhe der gedachten Achsen der Wellendurchlässe 63, im montierten Zustand also auf Höhe der Wellenachse 30. Auf diese Weise ist die Klappe 74 in ihrer Schließstellung, welche in den 1 bis 4 und 6 gezeigt ist, idealerweise spaltfrei in dem Einsatzkörper 50 angeordnet und verschließt diesen und somit den Saugrohrkanal 14.
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Zum Öffnen des Saugrohrkanals 14 kann die Klappe 74 mit der Klappenwelle 26 relativ zum Einsatzkörper 50 um die Wellenachse 30 gedreht werden. Hierzu wird die Klappenwelle 26 in hier nicht weiter interessierender Weise mittels einer entsprechenden Antriebsvorrichtung angetrieben. Die Antriebsvorrichtung kann vorzugsweise mit einer Motorsteuerung bevorzugt abhängig von einem Betriebszustand der Brennkraftmaschine, beispielsweise einer Motordrehzahl, gesteuert werden.
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Der Einsatzkörper 50 kann sich innerhalb des Aufnahmeabschnitts 48 axial zur Wellenachse 30 bewegen, so dass etwaige fertigungsbedingte und/oder betriebsbedingte Toleranzen zwischen der Klappenwelle 26, der Klappe 74 und dem Lagerbock 18 ausgeglichen werden können. Betriebsbedingte Toleranzen können beispielsweise durch unterschiedliche Wärmeausdehnungen der verwendeten Bauteile, beispielsweise der Klappenwelle 26, der Klappe 74, des Lagerbocks 18 und/oder des Gehäuseteils 12 hervorgerufen werden.
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Der Einsatzkörper 50 wird bei der Bewegung axial zur Wellenachse 30 mittels den Führungszapfen 56 und den entsprechenden Zapfenöffnungen 58 geführt. Auf diese Weise wird verhindert, dass sich der Einsatzkörper 50 um die Wellenachse 30 relativ zum Lagerbock 18 verdrehen kann.
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Zur Montage des Saugrohrs 10 werden das Gehäuseteil 12, die Lagerbockhälften 20 und 22, die Klappenwelle 26 mit der Klappe 74 und der Einsatzkörper 50 als separate Bauteile vorgefertigt. Entsprechend einer Ausführungsform des Saugrohrs 10 sind mehrere Klappen 74, Einsatzkörper 50 und Lagerböcke 18 erforderlich.
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Die Lagerbockhälften 20 und 22 werden mit den entsprechenden Gleitlagerbuchsen versehen und auf der Klappenwelle 26 beidseitig der Klappe 74 in einem Abstand zu dieser angeordnet.
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Der Einsatzkörper 50 wird mit den Einschubspalten 54 voran in den Aufnahmeabschnitt 48 gesteckt, wobei die Klappenwelle 26 in die Einschubspalte 54 eingeführt werden.
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Die Lagerbockhälften 20 und 22 werden axial zur Wellenachse 30 aufeinander zu bewegt, wobei die Führungszapfen 56 in die jeweiligen Zapfenöffnungen 58 des Einsatzkörpers 50 eintauchen.
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Der Lagerbock 18 mit der Klappenwelle 26 und dem montierten Einsatzkörper 50 werden in Einsteckrichtung 40 in die Lagerbockaufnahme 38 gesteckt, so dass der Aufnahmeabschnitt 48 des Lagerbocks 18 und die freie Stirnseite des Einsatzkörpers 50 an dem Anlageabschnitt 42 des Gehäuseteils 12 anliegen. Die Schweißambosse 32 der Lagerbockhälften 20 und 22 werden dabei in die Ausnehmungen 34 des Gehäuseteils 12 gesteckt. Die Schweißambosse 32 werden mit dem Gehäuseteil 12 verschweißt.
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Bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel eines Saugrohrs 10 sind unter anderen folgenden Modifikationen möglich:
Die Erfindung ist nicht beschränkt auf ein Saugrohr 10 einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs. Vielmehr kann sie auch bei andersartigen Brennkraftmaschinen, beispielsweise bei Industriemotoren, eingesetzt werden.
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Der Saugrohrkanal 14, insbesondere der Strömungsabschnitt 46 des Kanaldurchlasses 16, die radial innere Umfangsseite des Einsatzkörpers 50 und/oder der Gehäusekanalabschnitt 44, kann statt eines runden auch einen andersartigen, beispielsweise einen ovalen, rechteckigen oder rautenförmigen Innenquerschnitt haben.
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Die Klappe 74 kann statt formschlüssig auf die Klappenwelle 26 gespritzt auch in andersartiger Weise drehfest mit der Klappenwelle 26 verbunden sein.
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Die Ausrichtung der Wellenachse 30 bezüglich der Kanalachse 24 und der Berührungsebene der Lagerbockhälften 20 und 22 ist nicht zwingend senkrecht. Andere relative Ausrichtungen sind ebenfalls möglich.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008049010 A1 [0002]
