DE19932826A1 - Rohr mit veränderbarem Ansaugquerschnitt - Google Patents

Abstract

Es wird ein Ansaugrohr, insbesondere als Luftansaugstutzen im Ansaugtrakt einer Brennkraftmaschine vorgeschlagen, welches eine Blende aufweist, die sich vor einzelne, den Gesamtquerschnitt des Ansaugrohres bildende Rohrsegmente 10 schieben kann. Die Rohrsegmente 10 sind durch Zwischenwände 27 voneinander getrennt. Auf diese Weise läßt sich durch Verdrehung einer Öffnung 16 der Gesamtquerschnitt des Ansaugstutzens stufenweise verkleinern. Das Stellelement weist eine einfache Geometrie auf, wodurch es einfach in der Herstellung ist. Eine Dichtung kommt durch einen Spalt zwischen den Zwischenwänden 27 und der Blende 15 des Stellorgans 14 zustande. Dadurch ergeben sich äußerst geringe Stellkräfte für das Stellelement. Diese kann einfach, z. B. durch einen Elektromotor, angetrieben werden.

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein Ansaugrohr mit einem veränderbaren Ansaugquerschnitt, welches hierzu ein durch ein Stellorgan angetriebenes Stellelement aufweist, nach der Gattung des Patentanspruches 1.

Derartige Rohre sind bekannt, z. B. aus der DE 35 18 684 A1. Ziel der Verwendung solcher Rohre im Ansaugbereich von Verbrennungskraftmaschinen ist die Möglich­ keit der Strömungskanalverengung unterhalb der Maximalleistung des Motors. Diese Nutzung bietet den großen Vorteil, Tieftonanteile im Ansauggeräusch derart zu mi­ nimieren, daß die unangenehmen Hohlraumresonanzen im Fahrgastinnenraum un­ terbleiben. Dabei soll der Flächenquerschnitt des rohluftseitigen Strömungskanals in Anpassung an den Betriebszustand möglichst eng gehalten werden. Im Volllei­ stungs-Arbeitspunkt wird die Luftzufuhr zum Motor durch eine vollständige Öffnung des Rohrquerschnitts gewährleistet. Alle anderen Betriebszustände gestatten eine Verengung, die akustisch genutzt wird. Der verbleibende Flächenquerschnitt wird proportional zum erforderlichen Luftmassenstrom eingestellt, so daß im Idealfall im­ mer dieselbe mittlere Strömungsgeschwindigkeit vorliegt. Die Verengung des Rohr­ querschnitts wird in der obengenannten Schrift durch einen variablen Wandabschnitt erreicht, der federnd gelagert ist und dessen Ränder über Membranen mit der Rohr­ wand verbunden sind. Der Wandabschnitt kann z. B. durch Federn in das Rohrinne­ ren gedrückt werden und durch Anlegen eines Unterdruckes an den durch den Wandabschnitt und die Membran gebildeten Hohlraum zur Rohrwand hin gezogen werden.

Diese Lösung weist jedoch Nachteile auf. Es läßt sich durch den angelegten Unter­ druck der Rohrquerschnitt nicht genau einstellen. Außerdem sind zum Betrieb einer solchen Stelleinrichtung hohe Stellkräfte erforderlich. Schwierigkeiten ergeben sich auch durch den Einsatz der Membran zur Verbindung des veränderlichen Wandab­ schnittes mit der Rohrwand. Die Membran ist Alterungserscheinungen ausgesetzt. Außerdem läßt sich über die Membran nur ein begrenzter Stellbereich verwirklichen, so daß im Niederdrehzahlbereich ein Abfallen der Strömungsgeschwindigkeit un­ vermeidbar ist. Im Bereich der Membran ergibt sich durch die wenig definierte Ober­ flächenform zusätzlich ein unerwünschter Strömungsverlust im Rohr, welcher zu ei­ nem Leistungsverlust der Brennkraftmaschine führt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ansaugrohr mit einem Stellelement zur Veränderung des Ansaugquerschnittes zu schaffen, welches zuverlässig in der Funktion und kostengünstig in der Herstellung ist. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

Vorteile der Erfindung

Das in dem erfindungsgemäßen Ansaugrohr zur Anwendung kommende Stellele­ ment besteht aus einer Blende, die durch ein Stellorgan hin und her bewegt werden kann und auf diese Weise einzelne Rohrsegmente abdeckt, die jeweils durch Zwi­ schenwände voneinander getrennt sind. Die Rohrsegmente können beliebig ange­ ordnet sein, z. B. als Reihe von quadratischen Querschnitten hintereinander. Die Blende kann dann schrittweise vor die einzelnen Rohrsegmente geschoben werden. Das Ansaugrohr ist bevorzugt ein Luftansaugstutzen für den Ansaugtrakt einer Brennkraftmaschine. Es kann aber genau so gut ein Modul vorgesehen sein, wel­ ches an anderen Orten des Ansaugtraktes der Brennkraftmaschine montiert wird. Zum Beispiel ließe sich eine selektive Kanalabschaltung in den Ansaugkanälen ei­ nes Saugrohrs verwirklichen. Weiterhin ist eine Integration der Funktion des Ansaug­ rohres in ein luftführendes Bauteil des Ansaugtraktes denkbar.

Die wesentlichen Vorteile des erfindungsgemäßen Ansaugrohrs bestehen in einer Minimierung der beweglichen Teile. Die einzelnen Rohrquerschnitte werden durch mehrere Segmente gebildet und der Verschluß dieser Rohrsegmente wird durch ei­ ne einzige Blendenscheibe erzielt. Dabei können die toten Enden des Ansaugrohrs auf der gegenüberliegenden Seite der Blende geöffnet bleiben, da sie wegen der die Rohrsegmente trennenden Zwischenwände am Strömungsprozeß im Ansaugtrakt nicht beteiligt sind. Die Rohrsegmente müssen nicht aneinandergrenzen. Dies ist lediglich als Maßnahme zur Material- und Einbauraumersparnis zu verstehen. Die Funktion ist selbstverständlich auch gewährleistet, wenn die Rohrsegmente als Ein­ zelrohre ausgeführt sind.

Die Blende selbst kann eine einfache, im wesentlichen eben ausgerichtete Geome­ trie aufweisen, was deren Fertigung vereinfacht. Da die Dichtfläche, mit der die Blende korrespondiert, lediglich aus den Stirnseiten der Zwischenwände besteht, tritt bei der Verstellung der Blende keine große Stellkraft auf. Die geringe Massenträgheit des Bauteils und die geringen Stellkräfte tragen dazu bei, daß zum Antrieb des An­ saugrohres kleine Stellorgane mit geringem Energieverbrauch zur Anwendung kommen können. Dies ergibt eine Gewichtseinsparung sowie Kostenreduzierung für das Ansaugrohr. Durch die einfache Geometrie der Blende wird weiterhin die Funkti­ onszuverlässigkeit der Baugruppe erhöht, da bei vertretbarem Aufwand für die Lage­ rung der Blende ein Verklemmen des Stellelementes zuverlässig vermieden werden kann.

Werden die Rohrsegmente gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung als Kreis oder Kreisringsegmente ausgebildet, ergibt sich eine besonders material- und platzsparende Variante für das Ansaugrohr. Diese Kreissegmente liegen dann auf einer Kreisfläche, so daß das Volumen zwischen Außenwand des Ansaugrohrs und dessen Querschnitt optimal gewählt ist. Die Blende kann dann drehbar im Mittel­ punkt der die Kreissegmente umfassenden Kreisfläche angeordnet werden. Zur Verstellung des Ansaugrohrs ist dann eine Drehbewegung notwendig, die einfacher als eine translatorische Bewegung der Wände erzeugt werden kann.

Wird eine drehbar gelagerte Blende gewählt, so ist es vorteilhaft, dieser ebenfalls die Form eines Kreissegmentes zu verleihen. Durch Drehung der Blende kann diese dann entweder vor die stirnseitigen Enden der Rohrsegmente gedreht werden oder in einen Bereich, in denen keine Rohrsegmente angeordnet sind. Hieraus ergibt sich eine günstige Ausführungsform, der gemäß die Blende als halbkreisförmiges Krei­ ssegment ausgebildet ist und die Rohrsegmente ebenfalls halbkreisförmig angeord­ net sind.

Um einen größeren als halbkreisförmigen Stellbereich zu ermöglichen, kann gemäß einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung die Blende aus mehreren Segment­ stücken zusammengesetzt sein. Diese schieben sich dann durch Drehung um den Mittelpunkt lamellenartig übereinander und geben so nacheinander die verschiede­ nen Rohrsegmente frei. Werden bei dieser Lösung z. B. acht Rohrsegmente mit glei­ cher Geometrie im Kreisumfang angeordnet, so ergibt sich bei voll geöffneter Blende ein Gesamtquerschnitt des Ansaugrohres, welches aus sieben gleichen Teilen be­ steht. Der achte Teil ist durch die zusammengeschobenen Segmentstücke verdeckt. Durch Verstellen der Segmentstücke können die sieben restlichen Rohrsegmente schrittweise verschlossen werden.

Da die Segmentstücke axial hintereinander angeordnet sein müssen, um sich über­ einanderschieben zu lassen, kann eine besonders einfach abzudichtende Variante des Ansaugrohrs dadurch geschaffen werden, daß die zwischen den Rohrsegmen­ ten angeordneten Zwischenwände auf der Seite der Blende gestuft angeordnet sind. Dadurch finden die einzelnen Segmentstücke während des Auffächerns auf dem jeweils zu verschließenden Rohrsegment eine korrespondierende Stirnfläche der Zwischenwände, die zu einer Abdichtung führt.

Eine andere Möglichkeit der Gestaltung der Segmentstücke sieht vor, daß es einen Ringbereich gibt, in dem alle Segmentstücke aufeinander liegen. Diese Ringbereiche bilden also für die Luftströmung im Ansaugrohr im Bereich der lamellenartig aufge­ bauten Blende die Außenwand. Gleichzeitig verleihen sie dem Verbund von Seg­ mentstücken eine größere Stabilität. Die Bildung dichter Außenwände im Ringbe­ reich der Segmentstücke kann mit den gestuften Stirnseiten der Zwischenwände kombiniert werden.

Eine besondere Ausgestaltungsform der Erfindung sieht vor, eines der Rohrsegmen­ te als Zentralsegment in der Mitte der Blende anzuordnen. Dies setzt voraus, daß die Blende eine Drehachse aufweist. Das Zentralsegment kann als Kreisquerschnitt um die Drehachse angeordnet werden, wodurch der volle Querschnitt unabhängig von der Stellung der Blende zur Verfügung steht. Dies hat den Vorteil, daß im Ringbe­ reich um das Zentralsegment ein größerer Gestaltungsspielraum für die restlichen Rohrsegmente entsteht. Zudem muß im Ringbereich kein Segment geöffnet bleiben, was den verfügbaren Gesamtquerschnitt der Rohrsegmente, bezogen auf den Durchmesser der Blende vergrößert.

Das Zentralsegment und die zugehörige Öffnung in der Blende können jedoch auch exzentrisch zur Drehachse angeordnet sein. Hierdurch läßt sich erreichen, daß ab­ hängig von der Stellung der Blende unterschiedliche Überdeckungen zwischen die­ sen Bauteilen und damit ein unterschiedlicher verfügbarer Durchströmungsquer­ schnitt erreicht werden kann. Auch in diesem Fall bleibt ein Restquerschnitt im Be­ reich des Zentralsegments immer geöffnet.

Es ist vorteilhaft, das Stellorgan als Elektromotor auszuführen. Wird ein Schrittmotor gewählt, entfällt die Notwendigkeit einer Lageerkennung des Stellelementes. Auf der Drehachse des Stellelementes kann eine Verzahnung vorgesehen werden, die im Zusammenwirkung mit dem Ritzel des Elektromotors eine formschlüssige Verbin­ dung ergibt. Es kann aber genauso eine Preßverbindung gewählt werden. Wird ein normaler Elektromotor gewählt, so muß eine Lageerkennung vorgesehen sein, um den Öffnungszustand des Ansaugrohres zuverlässig einzustellen. Das Stellorgan umfaßt weiterhin eine Ansteuerung, die die Energiezufuhr regelt sowie für eine An­ passung des Öffnungsgrades des Ansaugrohres abhängig vom Betriebszustand der Brennkraftmaschine regelt.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des Erfindungsgedankens ist am Ansaugrohr ein abgeteiltes Volumen angeordnet, welches das Stellorgan gegen Verschmutzung aus dem Motorraum abschirmt. Hier können sowohl der Elektromotor als auch die Ansteuerung untergebracht werden. Das abgeteilte Volumen kann den Rohrsegmen­ ten benachbart angeordnet werden, um eine höhere Steifigkeit des Ansaugrohrs zu erzielen sowie Material einzusparen. Eine andere Möglichkeit der Unterbringung des Elektromotors besteht auf der den Rohrsegmenten abgekehrten Seite im weiteren Verlauf des Ansaugtrakts.

Eine andere vorteilhafte Variante für das Stellorgan ergibt sich, wenn dieses als inte­ grale Baugruppe ausgeführt ist, welche die Blende enthält. Hierdurch lassen sich Gewicht für das Ansaugrohr und Kosten für dessen Herstellung sparen. Das so ge­ bildete integrale Stellorgan läßt sich z. B. verwirklichen, indem die Blende mit Per­ manentmagneten versehen wird und ortsfest im Gehäuse Spulenkörper vorgesehen werden, die durch eine entsprechende Ansteuerung die Blende schrittweise verdre­ hen können. Die Spulenkörper bestehen zumindest aus einer Spule. Die magneti­ sche Wirkung, die durch den Stromdurchfluß der Spule erreicht wird, kann durch ei­ nen magnetisierbaren Spulenkern erhöht werden.

Es ist vorteilhaft, die Ansteuerung der Spulenkörper derart auszuführen, daß diese in beide Richtungen durchströmt werden können. Hierdurch läßt sich eine Polumkehr des durch die Spulenkörper realisierten Elektromagneten erzeugen, wodurch diesel­ ben Spulen für eine Verstellung der Blende in beide Richtungen benutzt werden können.

Selbstverständlich lassen sich die Spulenkörper auch in der Blende unterbringen, während die Permanentmagnete im Gehäuse untergebracht werden. Diese Lösung ist jedoch aufwendiger, da die Stromversorgung für die Spulen an einem bewegli­ chen Bauteil untergebracht werden muß.

Die Blende kann durch die Spulen-Permanentmagnet-Kombination sowohl in eine Drehbewegung versetzt werden, als auch bei entsprechender Gestaltung in eine Li­ nearbewegung. Letzteres ermöglicht die Gestaltung von Schiebeblenden.

Durch Verwendung von zwei Spulen, die einander benachbart angebracht sind, läßt sich eine besonders günstige Ausführungsform der Erfindung erzeugen, wobei so viele Permanentmagnete vorgesehen werden müssen, wie Stellungen für die Blende gewünscht sind. Die Permanentmagneten werden derart angebracht, daß in den gewünschten Stellungen jeweils nur einer mit dem Magnetfeld des Spulenkörpers kommuniziert, während der andere Spulenkörper mit einem entsprechend dimen­ sionierten Zwischenraum zwischen den Permanentmagneten kommuniziert. Auf die­ se Weise werden durch geschickte Schaltung der beiden Spulenkörper die Perma­ nentmagnete schrittweise von Spule zu Spule transportiert, wobei sich Zwischenstel­ lungen zwischen den gewünschten Positionen ergeben.

Eine weitere Variante der Erfindung sieht vor, zumindest das Stellelement auf einem Lagerdeckel zu montieren, der einseitig in die Rohröffnung geschoben werden kann. Selbstverständlich können auch weitere Elemente wie Komponenten des Stellorgans an den Lagerdeckel montiert werden. Es entsteht dabei ein Verband, der einfach montierbar ist, was zur Wirtschaftlichkeit der erfindungsgemäßen Rohrvarianten bei­ trägt.

Eine vorteilhafte Ausbildung der Erfindung ergibt sich, wenn an den Rohrsegmenten Schlauchstutzen angebracht werden, die zur Anbindung von Einlaßschläuchen die­ nen. Die Schläuche können aufgrund ihrer Flexibilität optimal an die Platzverhältnis­ se im Motorraum angepaßt werden. Außerdem lassen sich die akustischen Eigen­ schaften des Ansaugrohres durch Variation der Schlauchlänge beeinflussen. Der Ansaugtrakt läßt sich somit auch an Anforderungen hinsichtlich des Sound-Designs anpassen.

Diese und weitere Merkmale von bevorzugten Weiterbildungen der Erfindung gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen her­ vor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei der Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird.

Zeichnung

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden in den Zeichnungen anhand von sche­ matischen Ausführungsbeispielen beschrieben. Hierbei zeigen

Fig. 1 den Längsschnitt durch ein Ansaugrohr mit einteiliger Blende,

Fig. 2 den Schnitt A-A gemäß Fig. 1,

Fig. 3 den Längsschnitt durch ein Ansaugrohr mit lamellenförmig aufgebauter Blende,

Fig. 4 den Schnitt B-B gemäß Fig. 3,

Fig. 5 die schematische räumliche Darstellung eines Ansaugrohrs mit lamellenförmig aufgebauter Blende, wobei die Ansaug­ querschnitte durch Schläuche gebildet sind,

Fig. 6 den Längsschnitt durch ein Ansaugrohr in entsprechender Dar­ stellung nach Fig. 1, wobei Schlauchstutzen entsprechend Fig. 5 zur Anwendung kommen und der Antrieb in die Blende integriert ist,

Fig. 7 eine andere Variante des in die Blende integrierten Antriebs, dargestellt entsprechend der Detailansicht X aus Fig. 6,

Fig. 8 den Schnitt C-C gemäß Fig. 6 und

Fig. 9 eine tabellarische Darstellung der Schaltfolge für die Position P1, Z und P2 entsprechend Fig. 8.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Das Ansaugrohr gemäß Fig. 1 weist Rohrsegmente 10 (s. auch Fig. 2) auf, durch die die Ansaugluft, ausgehend von einem Ansaugstutzen 11, zu einem Anschlußen­ de 12 des Ansaugrohrs transportiert wird. Die Ansaugluft passiert dabei auch einen Lagerdeckel 13, der zur Aufnahme eines Stellelementes 14 in die anschlußseitige Rohrwandung eingebracht ist. Das Stellelement selbst besitzt einen Kreisquerschnitt und ist im Zentrum des Lagerdeckels 13 gelagert. Die eine Hälfte des Stellelementes ist als Blende 15 ausgeführt, während die andere Hälfte des Stellelementes eine im wesentlichen halbkreisförmige Öffnung 16 aufweist. Über Stege 17 ist das Stellele­ ment 14 mit einem Ritzel 18 eines Elektromotors 19 verbunden, so daß dessen Drehbewegung auf das Stellelement übertragen wird. Der Elektromotor ist in einem abgeteilten Volumen 20 untergebracht und wird durch nicht dargestellte Elektrokabel versorgt, die durch eine Durchführung 21 gesteckt werden. Zusammen mit einer Ansteuerung 22 bildet der Elektromotor das Stellorgan 23.

Die Funktionsweise des dargestellten Ansaugstutzens läßt sich am besten der Fig. 2 entnehmen. Hier wird der konische Verlauf der innerhalb einer Kreisfläche 25 lie­ genden und die Form von Kreisringsegmenten aufweisenden Rohrsegmente 10 deutlich. Diese sind einander benachbart und werden durch Zwischenwände 26 voneinander getrennt. Durch Drehung des Stellelementes 14 schiebt sich die Blende 15 nach und nach über die einzelnen Rohrsegmente 10. Damit wird der Rohrquer­ schnitt schrittweise verkleinert und somit dem Luftbedarf der Brennkraftmaschine angepaßt. Sofern gewünscht, kann das Stellelement auch Zwischenzustände ein­ nehmen, so daß der Rand der Öffnung 16 eines der Rohrsegmente 10 nur teilweise abdeckt. Die Abdichtung der verschlossenen Rohrsegmente erfolgt über einen Spalt s zwischen der Blende 15 und Stirnseiten 27 der Zwischenwände 26 (s. auch Fig. 1).

In Fig. 3 ist ein Ansaugrohr dargestellt, in dem das Stellelement 14 aus Segment­ stücken 28 zusammengesetzt ist. Ähnlich wie bei dem in Fig. 1 beschriebenen An­ saugrohr wird die Luft durch Rohrsegmente 10 geleitet, die durch die einzelnen Segmentstücke 28 verschlossen werden können. Die Segmentstücke 28 weisen Ringbereiche 29 auf, die zur Stabilisierung des das Stellorgan 14 bildenden Verban­ des vorgesehen sind. Außerdem begrenzen die Innenseiten des Ringbereiches die durch die Segmentstücke 28 freigelassene Öffnung 16. Der Lagerdeckel 13 dient der Befestigung des Elektromotors 19 und weist einen Hohlstutzen 30 auf, der als Lage­ rung für Innenringbereiche 31 der Segmentstücke dient. Gleichzeitig bildet der La­ gerdeckel eine feststehende Abdeckung 32 für eines der Rohrsegmente 10, welches somit am Luftleitungsprozeß nie beteiligt ist und daher auch im Bereich des An­ saugstutzens 11 verschlossen ist. Die Abdeckung 32 weist einen Anschlag 33 auf, der die Drehbewegung des angrenzenden Segmentstückes derart begrenzt, daß dieses eines der Rohrsegmente 10 verdecken kann, jedoch immer eine Überlappung zwischen der Abdeckung 32 und besagtem Segmentstück 28 besteht. Die nachfol­ genden Segmentstücke weisen gleichartige Anschläge 33 auf, die in gleicher Weise eine Überlappung der jeweils benachbarten Segmentstücke unabhängig vom Ver­ drehungszustand des Stellelementes 14 gewährleisten. Das letzte der Segmentstüc­ ke 28 ist um eine Antriebsnabe 34 erweitert, welche mit der Antriebswelle 35 des Elektromotors 19 in kraftschlüssiger Verbindung steht. Gleichzeitig ist die An­ triebsnabe auf einer Zentralstruktur 36 gelagert, die den gesamten Ansaugstutzen durchläuft und am Lufteinlaß mit einer Endkappe 37 verschlossen ist. Die Zentral­ struktur bildet gleichzeitig Wandteile der Rohrsegmente 10. Die Stirnseiten 27 der Zwischenwände 26 reichen je nach Lage des zugehörigen Rohrsegmentes soweit in die Öffnung 16 hinein, daß sie zu einer direkten Abdichtung mit dem zugehörigen Ringsegment 28 führen.

Die Funktion des Stellorgans 14 ist der Fig. 4 zu entnehmen. Der Schnitt B-B (vergl. Fig. 3) ist derart gelegt, daß er gleichzeitig eine Aufsicht auf das oberste Segmentstück darstellt. Es ist erkennbar, wie dieses an seinem Außenrand in den Ringbereich 29 übergeht. Der Innenringbereich ist nicht erkennbar, weil dieser von der Antriebsnabe 34 verdeckt ist. Hinter der Antriebsnabe ist die Stirnseite des Hohlstutzens 30 erkennbar, der zum Lagerdeckel 13 gehört. Auf diesem sind die nicht erkennbaren Innenringbereiche 31 (s. Fig. 3) gelagert, die genau hinter der Schnittfläche der Antriebsnabe liegen. Die Antriebswelle 35 des nicht erkennbaren Elektromotors durchstößt den Lagerdeckel 13 zentral.

Das Ansaugrohr gemäß Fig. 3 ist in voll geöffnetem Zustand dargestellt, während das Ansaugrohr gemäß Fig. 4 in vollständig geschlossenem Zustand dargestellt ist. Die Segmentstücke 28 verdecken sämtliche Rohrsegmente. Weiterhin ist die Abdec­ kung 32 zu erkennen. Zwischen der Abdeckung 32 und dem angrenzenden Seg­ mentstück ist der Überlappungsgrad 38 gestrichelt eingezeichnet. Weiterhin ist der Anschlag 33 der Abdeckung angedeutet. Dieser verläuft in einer Nut 39 im Seg­ mentstück 28. Auf diese Weise ist eine definierte Bewegung der Segmentstücke zu­ einander gewährleistet.

Die schematische Darstellung eines Ansaugrohres gemäß Fig. 5 zeigt die Verwen­ dung von Einlaßschläuchen 41, die sich an die Rohrsegmente 10 zur Bildung von Ansaugstrecken anschließen. Die Rohrsegmente werden, wie in Fig. 3 und 4 ge­ zeigt, durch das Stellelement 14 verschlossen oder geöffnet. Zur Befestigung der Einlaßschläuche sind Schlauchstutzen 40 vorgesehen, die von den Rohrsegmenten 10 ausgehen und nach freier Wahl z. B. im Motorraum eines Verbrennungsmotors verlegt werden können.

Das Ansaugrohr gemäß Fig. 6 ist grundsätzlich entsprechend dem in Fig. 1 dar­ gestellten Ansaugrohr aufgebaut. Das Anschlußende 12 weist dieselben Anbauma­ ße auf. Weiterhin wird der Lagerdeckel 13 verwendet, in dem die Blende 15 drehbar gelagert ist. Allerdings wird die Blende nicht durch einen Elektromotor angetrieben, sondern weist Permanentmagnete 43 auf, die von Spulenkörpern A, B angetrieben werden. Die Spulenkörper weisen eine Spule 44 und einen Eisenkern 45 auf. Sie sind zusammen mit einem Steuergerät 46 am Lagerdeckel 13 befestigt und somit gehäusefest. Die Spulenkörper A, B wirken auf die Permanentmagnete 43, die in der Blende 15 befestigt sind.

Das für den Elektromotor 19 benötigte Volumen gemäß Fig. 1 wird in dem Saug­ rohr gemäß Fig. 6 für ein Zentralsegment 42 verwendet, welches unabhängig von der Stellung der Blende geöffnet ist und einen zusätzlichen Ansaugquerschnitt dar­ stellt. Zentralsegment 42 und Rohrsegmente 10 sind, wie in Fig. 5 dargestellt, als Schlauchstutzen 40 ausgeführt. Die aufgesteckten Einlaßschläuche 41 sind eben­ falls dargestellt. Der Schlauchstutzen 40 des dargestellten Rohrsegmentes 10 weist zusätzlich eine Nebenkammer auf, die durch Aufstecken des Einlaßschlauches 41 zu einem λ/4-Rohr 47 ergänzt wird.

Fig. 7 stellt ein alternatives Antriebskonzept für das Ansaugrohr gemäß Fig. 6 dar. Die entstehenden Magnetfelder sind im Unterschied zu der in Fig. 6 dargestellten Variante axial und nicht radial ausgerichtet. Es ist nur ein einziger Permanentmagnet 43 vorgesehen, der in der Blende 15 montiert ist. Entsprechend der Anzahl der ge­ wünschten Stellungen der Blende werden Spulenkörper A, B, C usw. an dem Lager­ deckel 13 montiert. Durch eine entsprechende Ansteuerung der Spulen wird der Permanentmagnet 43 von Spulenkörper zu Spulenkörper gereicht, wodurch eine Drehung der Blende hervorgerufen wird.

Fig. 8 ist eine Darstellung des Ansaugrohres gemäß Fig. 6, wobei hieran das Funktionsprinzip dieser Ausführungsform näher beschrieben werden soll. Zu erken­ nen sind die Rohrsegmente 10, die einzeln durch Drehung der Blende 15 ab- oder­ zugeschaltet werden sollen. In der Mitte befindet sich das konstant geöffnete Zen­ tralsegment 42. Eine Nabe 48 der Blende wird durch Rippen 49 auf der Drehachse gehalten.

Die Permanentmagnete 43 sind in der Nähe des Außenumfanges der Blende 15 an­ gebracht. Dabei weisen die Nordpole N und die Südpole S jeweils benachbarter Permanentmagneten abwechselnd nach außen und innen. Der Abstand zwischen je zwei benachbarten Permanentmagneten wird so groß gewählt, daß von den zwei benachbart angeordneten und an dem nicht dargestellten Lagerdeckel 13 befestig­ ten Spulenkörpern A, B jeweils eine einem der Permanentmagneten und die andere einem Zwischenraum zwischen den Permanentmagneten zugeordnet ist.

Im folgenden wird der erste Permanentmagnet betrachtet, der gemäß Fig. 8 dem Spulenkörper A zugeordnet ist. Dieser befindet sich in der dargestellten Lage in der Position P1. Die Wirkungsweise der Spulen zur Bewegung der Blende 15 wird aus der Tabelle gemäß Fig. 9 deutlich. P1 ist in der ersten Zeile dargestellt. Um die Blende in die Zwischenstellung Z zu bewegen, sind zwei Schaltimpulse für die Spu­ lenkörper erforderlich, wie in der zweiten Zeile der Tabelle dargestellt. Im ersten Schaltimpuls (s. Spalte I in der Tabelle) werden beide Spulenkörper derart durchflos­ sen, daß deren Südpol dem Permanentmagneten zugewandt ist. Dadurch wird der Permanentmagnet gegenüber dem Spulenkörper A abgestoßen und gleichzeitig der benachbarte Permanentmagnet zum Spulenkörper B hingezogen, wodurch die Blen­ de sich im Uhrzeigersinn in die Zwischenposition Z bewegt. Ein zweiter Impuls des Spulenkörpers B führt zum Verharren des zweiten Permanentmagneten vor diesem Spulenkörper, wodurch die Blende in dieser Position fixiert wird. Wird der Strom in der Zwischenposition Z abgeschaltet, so bleibt der Eisenkern des Spulenkörpers magnetisiert. Diese Magnetisierung wird zusätzlich durch das Magnetfeld des Per­ manentmagneten unterstützt. Dieses Prinzip wirkt in allen Positionen P und allen Zwischenpositionen Z, da immer einer der Permanentmagneten 43 mit einem der Spulenkörper A, B zusammenwirkt.

Im nächsten Schritt wird durch die Impulse 3, 4 (vergl. Fig. 9) die Blende in die Position P2 gebracht, wodurch das erste Rohrsegment 10 vollständig verschlossen wird. Der Ablauf der Impulse läßt sich der Fig. 9 entnehmen. Für eine Umkehr der Bewegungsrichtung wird dasselbe Impulsmuster für die beiden Spulenkörper A, B verwendet, mit dem einzigen Unterschied, daß die Spulenkörper A, B umgepolt wer­ den. Auf diese Weise läßt sich die Blende unter Verwendung von zwei Spulenkör­ pern in beide Richtungen bewegen. Die Funktion ist mit der eines Schrittmotors ver­ gleichbar.

Claims (12)

1. Ansaugrohr, insbesondere als Luftansaugstutzen im Ansaugtrakt einer Brennkraftmaschine, welches ein durch ein Stellorgan (23, 23a) angetriebenes Stellelement (14) zur Veränderung eines Strömungsquerschnittes für das angesaugte Medium aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellelement aus einer Blende (15) besteht, die einzelne, den Gesamtquerschnitt des Ansaugrohres bildende Rohrsegmente (10, 42) abdeckt, wobei die Anzahl der abgedeckten Rohrsegmente wählbar ist.

2. Ansaugrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrsegmente als Kreis- oder Kreisringsegmente ausgebildet sind, die auf einer gemeinsamen Kreisfläche (25) liegen, wobei die Blende (15) drehbar gelagert ist und deren Drehachse durch den Mittelpunkt (M) dieser Kreisfläche verläuft.

3. Ansaugrohr nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Blende (15) die Form eines Kreissegmentes besitzt, welches im Mittelpunkt (M) des zugehörigen Kreises drehbar gelagert ist.

4. Ansaugrohr nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Blende (15) aus mehreren Segmentstücken (23) besteht, die durch Drehung um den Mittelpunkt (M) lamellenartig übereinanderschiebbar sind.

5. Ansaugrohr nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rohrsegment als Zentralsegment (42) ausgebildet ist, welches sich im Zentrum der Blende (15) befindet und unabhängig von der Stellung der Blende teilweise oder vollständig geöffnet bleibt.

6. Ansaugrohr nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellorgan in einem abgeteilten Volumen (20) angeordnet ist, welches den Rohrsegmenten (10) benachbart angeordnet ist.

7. Ansaugrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Blende (15) Teil eines integralen Stellorgans (23a) ist.

8. Ansaugrohr nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das integrale Stellorgan (23a) mindestens zwei Permanentmagnete (43) und mindestens zwei Spulenkörper (A, B) aufweist, wobei

• - die Spulenkörper durch elektrischen Strom in beiden Richtungen durchströmbar sind,
• - das magnetische Feld der Spulenkörper sich mit dem magnetischen Feld der Permanentmagnete überschneidet, so daß Spulenkörper und Permanent­ magnete jeweils Betätigungspaare für die Blende (15) bilden,
• - jeweils ein Partner des Betätigungspaares gehäusefest angebracht ist und jeweils der andere Partner des Betätigungspaares an der Blende angebracht ist.

9. Ansaugrohr nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Spulen­ körper (A, B) gehäusefest und nebeneinander bezogen auf die Bewegungsrich­ tung der Blende angeordnet sind und daß die Permanentmagnete in der Blende derart angeordnet sind, daß diese in Bewegungsrichtung an den Spulenkörpern vorbeiwandern, wobei der Abstand so gewählt ist, daß in bestimmten Positionen (P1, P2, Z) das Magnetfeld des einen Spulenkörpers sich mit dem Magnetfeld eines Permanentmagneten überschneidet, während das Magnetfeld des anderen Spulenkörpers im wesentlichen in den Zwischenraum zwischen zwei Permanent­ magneten hineinreicht.

10. Ansaugrohr nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrsegmente (10) einen sich zu einem Ansaugstutzen (11) hin verjüngenden Querschnittsverlauf aufweisen.

11. Ansaugrohr nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Blende (15) auf einem Lagerdeckel (13) montiert ist, der sich in der Ansaugrohrwandung abstützt.

12. Ansaugrohr nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrsegmente (10) in Schlauchstutzen (40) für Einlaßschläuche (41) münden.