DE19946861A1 - Ansaugsystem einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Ansaugsystem einer Brennkraftmaschine

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Abstract

Bei einem Ansaugsystem einer Brennkraftmaschine mit einem Grundkörper 1, der eine Anzahl von im Wesentlichen nebeneinander angeordneten Einlasskanälen 2 aufweist, einer Klappenanordnung 3 zum Steuern der Einlasskanäle 2 und einem in den Grundkörper 1 einsetzbaren Lagerrahmen 4 für die Klappenanordnung 3 wird vorgeschlagen, dass die Klappenanordnung 3 und der Lagerrahmen 4 aus Kunststoffen mit unterschiedlichen Schmelzpunkten spritzgegossen sind, wobei die Lagerwelle 13 der Klappenanordnung 3 vollständig innerhalb von Lageröffnungen 18 des Lagerrahmens 4 gehalten ist, so dass die Klappenanordnung 3 und der Lagerrahmen 4 eine untrennbare Einheit bilden. Vorschlagsgemäß wird eine stets gute Positionierung der Klappenanordnung 3 innerhalb des Lagerrahmens 4 realisiert und die Gefahr von Beschädigungen der Klappenanordnung 3 reduziert. Zudem ist dieses Ansaugsystem einfach und kostengünstig herstellbar.

Description

Die Erfindung betrifft ein Ansaugsystem einer Brennkraftmaschine mit einer Anzahl von im Wesentlichen nebeneinander angeordneten Einlasskanälen, einer Klappenanordnung zum Steuern der Einlasskanäle und einem in das Ansaugsystem einsetzbaren Lagerrahmen für die Klappenanordnung.
Ein gattungsgemäßes Ansaugsystem ist aus der Druckschrift DE 195 04 382 A1 bekannt. Dieses Ansaugsystem, das zwei endständige Flansche aufweist und zwischen dem Ansaugrohr und dem Zylinderkopf einer Brennkraftma­ schine eingefügt ist, weist eine integrierte Klappenanordnung auf, die in Ab­ hängigkeit vom Betriebszustand der Brennkraftmaschine gesteuert wird. Zur Lagerung der Klappenanordnung bildet der flanschseitige Teil des Ansaug­ systems eine erste Halbschale für die Schaltwelle und zur flanschseitigen Abstützung der Klappenanordnung ist dort ein Lagerrahmen mit weiteren Halbschalen vorgesehen. Bei diesem Stand der Technik ist jedoch nachtei­ lig, dass zwischen dem Ansaugsystem, der Klappenanordnung und dem La­ gerrahmen Toleranzen auftreten, so dass eine optimale Positionierung der Klappenanordnung kaum möglich ist. Außerdem stellt die Klappenanordnung ein verhältnismäßig filigranes Bauteil dar, das vor der Endmontage sehr sorgfältig transportiert werden muss, um etwaige Beschädigungen zu ver­ meiden.
Vor diesem Hintergrund ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein ver­ bessertes Ansaugsystem für eine Brennkraftmaschine zu konzipieren, wo­ durch eine stets optimale Positionierung der Klappenanordnung ermöglicht wird und gleichzeitig die Gefahr von Beschädigungen der Klappenanordnung reduziert wird. Zudem soll dieses Ansaugsystem einfach und kostengünstig herstellbar sein.
Diese Aufgabe wird gelöst, indem die Klappenanordnung und der Lagerrah­ men aus Kunststoffen mit unterschiedlichen Schmelzpunkten spritzgegossen sind, wobei die Lagerwelle der Klappenanordnung vollständig innerhalb von Lageröffnungen des Lagerrahmens gehalten ist, so dass die Klappenanord­ nung und der Lagerrahmen eine untrennbare Einheit bilden. Erfindungsge­ mäß kann die Klappenanordnung somit drehbeweglich im Lagerrahmen gehalten werden und kann die Positionierung dieser beiden Teile zueinander sowie relativ zum Grundkörper des Ansaugsystems auch erheblich verein­ facht werden. Ferner ist die Klappenanordnung stets durch den Lagerrah­ men geschützt und ist die Herstellung dieser Teile einfach und kostengünstig realisierbar.
In einer besonderen Ausführungsform des Ansaugsystems sind zwischen der Lagerwelle der Klappenanordnung und den Lageröffnungen des Lager­ rahmens Lagerhülsen vorgesehen. Diese Lagerhülsen können besondere Gleiteigenschaften aufweisen, so dass das Drehen der Klappenanordnung im Lagerrahmen ohne Verschleiß und ohne Geräusch vonstatten geht. Zu­ dem kann durch derartige Lagerhülsen das Spritzgießen der beiden Teile selbst bei nur geringfügig auseinander liegenden Schmelzpunkten der ver­ wendeten Kunststoffe problemlos erfolgen.
Vorteilhaft ist die Klappenanordnung in den Lagerrahmen hineingespritzt. Dabei sollte das Material des Lagerrahmens eine höhere Schmelztemperatur aufweisen als die Klappenanordnung, so dass die Klappenanordnung, deren Gesamtvolumen geringer ist als das des Lagerrahmens, problemlos in die­ sen hineingespritzt werden kann, ohne dass es zu einer übermäßigen Er­ wärmung des Lagerrahmens kommt. Alternativ dazu kann der Lagerrahmen aber auch um die Klappenanordnung herumgespritzt sein, wobei sich diese Alternative empfiehlt, wenn das Material der Klappenanordnung einen höhe­ ren Schmelzpunkt aufweist als der Lagerrahmen.
Zweckmäßig ist die Klappenanordnung so ausgebildet, dass die Klappen bezüglich der Lagerwelle auskragend angeordnet sind. Grundsätzlich kann die Klappenanordnung jedoch auch so ausgebildet sein, dass die Klappen bezüglich der Lagerwelle in einer Ebene liegen. In beiden Fällen kann der Lagerrahmen zusätzlich noch eine Querstrebe aufweisen, durch die im Be­ reich stromab der Klappenanordnung eine strömungsgünstige Luftführung möglich ist.
Ist der Lagerrahmen im Wesentlichen langgestreckt ausgebildet und weist er eine Anzahl von zylindrischen Einlasskanalabschnitten und dazwischen an­ geordneten Querstegen auf, so kann er in besonders stabiler Weise ausge­ führt sein.
Zur Abdichtung des Lagerrahmens gegenüber dem Zylinderkopf der Brenn­ kraftmaschine sollten die Einlasskanalabschnitte sowie die Querstege des Lagerrahmens an ihrer Stirnseite eine Nut aufweisen, in welche eine Dich­ tung eingelegt wird. Gemäß einer besonderen Ausführungsform kann diese Dichtung auch an den Lagerrahmen anvulkanisiert sein.
Bevorzugt ist die Außenwandung der zylindrischen Einlasskanalabschnitte des Lagerrahmens konisch und die zugeordnete Innenwandung der Einlass­ kanäle des Grundkörpers korrespondierend ausgebildet. Durch dieses Merkmal kann der Lagerrahmen einfach und schnell in den Grundkörper des Ansaugsystems eingesetzt und gleichzeitig optimal entformt werden.
Und besonders bevorzugt sind für die zylindrischen Einlasskanalabschnitte des Lagerrahmens ringförmige Auflageflächen in den Einlasskanälen des Grundkörpers vorgesehen. Damit ist sichergestellt, dass der Lagerrahmen bezüglich des Grundkörpers des Ansaugsystems eine genau definierte Ein­ stecktiefe einnimmt. Zur Positionierung des Lagerrahmens ist eine Anzahl von Positionierelementen vorgesehen, die den Lagerrahmen mit dem Grundkörper bzw. mit dem Zylinderkopf der Brennkraftmaschine miteinander verbinden. Dabei ist die Anzahl der Positionierelemente davon abhängig, ob der Lagerrahmen einteilig oder mehrteilig ausgeführt ist.
Die vorliegende Erfindung wird unter Bezugnahme auf die nachfolgenden Zeichnungsfiguren näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein Ansaugsystem einer Brennkraftmaschine mit einem Grundkörper, einer Klappenanordnung und einem Lager­ rahmen für die Klappenanordnung gemäß einer ersten Aus­ führungsform in perspektivischer Darstellung; und
Fig. 2 ein Ansaugsystem gemäß einer zweiten Ausführungsform in ebenfalls perspektivischer Darstellung.
Das gezeigte Ansaugsystem einer Brennkraftmaschine weist einen Grund­ körper 1 mit vier nebeneinander angeordneten Einlasskanälen 2 auf. Diese Einlasskanäle 2 sind mittels einer Klappenanordnung 3 steuerbar, wobei die einstückige Klappenanordnung 3 in einem ebenfalls einstückigen Lagerrah­ men 4 gehalten ist, der in den Grundkörper 1 des Ansaugsystems einsetzbar ist. Natürlich kann der Lagerrahmen 4 jedoch auch mehrstückig ausgebildet sein. Zur Befestigung des Lagerahmens 4 ist eine Anzahl von nicht näher dargestellten Positionierelementen, die als Passstifte ausgebildet sind, vor­ gesehen.
Der Grundkörper 1 des Ansaugsystems ist zwischen dem Saugrohr und dem Zylinderkopf der Brennkraftmaschine angeordnet, wobei die Verbindung zum stromab gelegenen Zylinderkopf als ein durchgehender Flansch 5 ausgeführt ist und die Verbindung zum stromauf gelegenen Saugrohr als vier einzelne Rohre 6 ausgeführt ist. Die Einlasskanäle 2 des Grundkörpers 1 sind im Querschnitt jeweils oval ausgebildet und so nebeneinander angeordnet, dass ihre Längsachsen auf einer gemeinsamen Linie 7 liegen. Flanschseitig sind die Innenwandungen 8 der Einlasskanäle 2 konisch ausgebildet und sind die Bereiche zwischen den Einlasskanälen 2 jeweils mit einer länglichen Ausnehmung 9 versehen, um für die Klappenanordnung 3 und den Lager­ rahmen 4 eine Aufnahme 10 zu bilden. Diese Aufnahme 10 weist an ihrem Boden eine ebene, teilweise ringförmige und teilweise längliche Auflageflä­ che 11 zur Begrenzung und Abdichtung des Lagerrahmens 4 im Grundkör­ per 1 des Ansaugsystems auf.
Die aus Kunststoff spritzgegossene Klappenanordnung 3 besteht aus vier länglichen Klappen 12, die an ihrer Schmalseite jeweils in die Lagerwelle 13 übergehen. Bei der in Fig. 1 gezeigten ersten Ausführungsform sind die Klappen 12 bezüglich der unterbrochenen Lagerwelle 13 auskragend bzw. von der Achse der Lagerwelle 13 beabstandet angeordnet und ist die Klap­ penanordnung 3 aus Gründen der besseren Anschaulichkeit außerhalb des Lagerrahmens 4 dargestellt, obgleich die Klappenanordnung 3 erfindungs­ gemäß innerhalb des Lagerrahmens 4 gefertigt wird und Klappenanordnung 3 und Lagerrahmen 4 eine untrennbare Einheit bilden. Und bei der in Fig. 2 gezeigten zweiten Ausführungsform sind die Klappen 12 bezüglich der Ach­ se der Lagerwelle 13 in einer Ebene angeordnet und in korrekter Weise in­ nerhalb des Lagerrahmens 4 angeordnet dargestellt.
Der ebenfalls aus Kunststoff spritzgegossene Lagerrahmen 4 ist im Wesent­ lichen langgestreckt ausgebildet, indem er vier Einlasskanalabschnitte 14 und jeweils seitlich daran angeformte Querstege 15 aufweist. Die Außen­ wandungen 16 der Einlasskanalabschnitte 14 sind dabei konisch ausgebil­ det, so dass sie mit den Innenwandungen 8 der Einlasskanäle 2 des Grund­ körpers 1 des Ansaugsystems korrespondieren. Bei der in Fig. 1 gezeigten ersten Ausführungsform des Ansaugsystems sind in den Einlasskanalab­ schnitten 14 jeweils dünne Querstreben 17 vorgesehen, die insbesondere in angestellter Position der Klappen 12 eine günstige Führung der angesaugten Luft ermöglichen. Und bei der in Fig. 2 gezeigten zweiten Ausführungsform sind solche Querstreben 17 entbehrlich. Beide Ausführungsformen haben im Bereich der Querstege 15 zylindrische Lageröffnungen 18 für die Lagerwelle 13 der Klappenanordnung 3. Schließlich ist an der flanschseitigen Stirnfläche der Einlasskanalabschnitte 14 sowie der Querstege 15 eine Nut 19 für die Aufnahme einer nicht dargestellten einstückigen Dichtung vorgesehen.
Zur Herstellung des Ansaugsystems ist es von besonderer Bedeutung, dass die einteilige Klappenanordnung 3 und der einteilige Lagerrahmen 4 aus Kunststoffen mit unterschiedlichen Schmelzpunkten spritzgegossen werden. Je nachdem, ob die Klappenanordnung 3 bzw. der Lagerrahmen 4 aus ei­ nem Material mit einem höherem oder einem geringeren Schmelzpunkt her­ gestellt wird, kann die Klappenanordnung 3 dabei in den Lagerrahmen 4 hineingespritzt oder der Lagerrahmen 4 um die Klappenanordnung 3 herum­ gespritzt werden. Dadurch ist die Lagerwelle 13 der Klappenanordnung 3 vollständig innerhalb der Lageröffnungen 18 des Lagerrahmens 4 gehalten.
Zur Verbesserung der Reibeigenschaften können zwischen der Lagerwelle 13 der Klappenanordnung 3 und den Lageröffnungen 18 des Lagerrahmens 4 zusätzlich auch separate hohlzylindrische Lagerhülsen vorgesehen sein.

Claims (12)

1. Ansaugsystem einer Brennkraftmaschine mit
  • - einem Grundkörper, der eine Anzahl von im Wesentlichen neben­ einander angeordneten Einlasskanälen aufweist,
  • - einer Klappenanordnung zum Steuern der Einlasskanäle, und
  • - einem in den Grundkörper einsetzbaren Lagerrahmen für die Klappenanordnung,
dadurch gekennzeichnet, dass die Klappenanordnung (3) und der La­ gerrahmen (4) aus Kunststoffen mit unterschiedlichen Schmelzpunkten spritzgegossen sind, wobei die Lagerwelle (13) der Klappenanordnung (3) vollständig innerhalb von Lageröffnungen (18) des Lagerrahmens (4) gehalten ist, so dass die Klappenanordnung (3) und der Lagerrah­ men (4) eine untrennbare Einheit bilden.
2. Ansaugsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwi­ schen der Lagerwelle (13) der Klappenanordnung (3) und den Lager­ öffnungen (18) des Lagerrahmens (4) Lagerhülsen vorgesehen sind.
3. Ansaugsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Klappenanordnung (3) in den Lagerrahmen (4) hineingespritzt ist.
4. Ansaugsystem nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, dass der Lagerrahmen (4) um die Klappenanordnung (3) her­ umgespritzt ist.
5. Ansaugsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Klappenanordnung (3) so ausgebildet ist, dass die Klappen (12) bezüglich der Lagerwelle (13) auskragend angeordnet sind.
6. Ansaugsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Klappenanordnung (3) so ausgebildet ist, dass die Klappen bezüglich der Lagerwelle (13) in einer Ebene liegend ange­ ordnet sind.
7. Ansaugsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, dass der Lagerrahmen (4) im Wesentlichen langgestreckt ausgebildet ist und eine Anzahl von zylindrischen Einlasskanalab­ schnitten (14) und daran angeformten Querstegen (15) aufweist.
8. Ansaugsystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlasskanalabschnitte (14) sowie die Querstege (15) des Lagerrah­ mens (4) an ihrer Stirnseite eine Nut (19) für die Aufnahme einer Dich­ tung aufweisen.
9. Ansaugsystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung an den Lagerrahmen (4) anvulkanisiert ist.
10. Ansaugsystem nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Außenwandung (16) der zylindrischen Einlasskanal­ abschnitte (14) des Lagerrahmens (4) konisch und die zugeordnete In­ nenwandung (8) der Einlasskanäle (2) des Grundkörpers (1) korres­ pondierend ausgebildet ist.
11. Ansaugsystem nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekenn­ zeichnet, dass für die zylindrischen Einlasskanalabschnitte (14) des Lagerrahmens (4) ringförmige Auflageflächen (11) in den Einlasskanä­ len (2) des Grundkörpers (1) vorgesehen sind.
12. Ansaugsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekenn­ zeichnet, dass zur Positionierung des Lagerrahmens (4) eine Anzahl von Positionierelementen vorgesehen ist.
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