DE4208616A1 - Vorrichtung zum mischen warmer und kalter ansaugluft fuer einen verbrennungsmotor - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Mischen warmer und kalter Ansaugluft für einen Verbrennungs­ motor nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus DE-A 33 19 055 bekannt. Das Verschließen und Öffnen der beiden Kanalauslässe für warme und kalte Luft wird dort durch eine schwenkbare Klappe bewirkt. In der einen Schwenkendlage verschließt die Klappe den Aus­ laß des einen Kanals und in der anderen Schwenkendla­ ge den Auslaß des anderen Kanals. Bei Lagen der Klap­ pe zwischen den beiden Schwenkendlagen sind die bei­ den Auslaßkanäle je nach Schwenklage der Klappe mehr oder weniger geöffnet und zwar in dem Sinne, daß beim Verschwenken der Klappe in eine Richtung die Auslaß­ öffnung des einen Kanals zu und diejenige des anderen Kanals abnimmt.

Der Nachteil einer solchen bekannten Klappensteuerung besteht u. a. darin, daß es bei einer Stellung der Klappe zwischen den beiden Endlagen durch die Ansaug­ luftströme zu einem ungewollten Flattern der Klappe kommen kann.

Hiervon ausgehend beschäftigt sich die Erfindung mit dem Problem, ein gegenüber einer solchen Klappe bes­ ser funktionsfähiges Verschlußteil zu schaffen.

Grundsätzlich gelöst wird diese Aufgabe durch die Ausbildung eines Verschlußteiles nach den kennzeich­ nenden Merkmalen des Anspruchs 1.

Ist lediglich ein Drehschieber vorgesehen, so sind auf diesem die Dichtflächen zweckmäßigerweise dem Merkmal des Anspruchs 2 entsprechend angeordnet.

Um eine möglichst lineare Regelungscharakteristik beim Auf- und Zusteuern der Kanalöffnungen zu erhal­ ten, ist es vorteilhaft, die Öffnungen nach Anspruch 3 jeweils in der Form eines langgestreckten Rechtecks mit Längserstreckung in Umfangsrichtung des Dreh­ schiebers auszubilden.

Um möglichst günstige Ausströmverhältnisse aus den Kanalöffnungen zu erhalten, empfiehlt sich eine An­ ordnung der Kanalöffnungen im Sinne des Anspruchs 4. Bei umfangsmäßiger Überlappung der Kanalöffnungen sind die die Öffnungen abdeckenden Flächen des Schie­ bers der Überlappung entsprechend abzusetzen, damit bei vollständigem Verschluß des einen Kanals der an­ dere vollständig geöffnet sein kann oder umgekehrt.

Eine weitere Verbesserung der Ausströmverhältnisse an den Kanalöffnungen läßt sich durch eine unterschied­ liche Höhenlage der Kanalöffnungen in Richtung der Drehschieberachse entsprechend Anspruch 5 erreichen.

Nach Anspruch 6 sollen die Kanalöffnungen in Richtung der Schieberachse nicht überlappen.

Eine besonders umfangreiche und günstige Erweiterung der Regelungsmöglichkeiten ergibt sich durch eine Aufteilung des Drehschiebers in Richtung der Schiebe­ rachse in zwei unabhängig voneinander drehbare Dreh­ schieber. Mit dieser Ausführung ist es möglich, jede Kanalöffnung bezüglich seiner Durchflußgröße unabhän­ gig von der anderen Kanalöffnung zu verstellen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeich­ nung dargestellt.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf einen als Verschlußteil dienenden Drehschieber für zwei in einen geschlossenen Raum führende Kanäle,

Fig. 2 einen Schnitt durch den Drehschieber mit angrenzenden Kanälen nach Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 eine Draufsicht auf eine alternative Ausführungsform zu der Einrichtung nach Fig. 1,

Fig. 4 eine Ansicht auf die Einrichtung nach Fig. 3 in Richtung der Pfeile IV-IV,

Fig. 5 einen Schnitt durch die Einrichtung nach Fig. 3 längs der Linie V-V,

Fig. 6 einen Schnitt durch die Einrichtung nach Fig. 3 längs Linie VI-VI,

Fig. 7 eine Darstellung in der Art nach Fig. 4 mit einem alternativ ausgebildeten Drehschieber, der in seiner Achs­ richtung in zwei unabhängig voneinander betätigbare Einzel-Drehschieber aufgeteilt ist,

Fig. 8-10 eine Einrichtung nach Fig. 3 mit einem geteilten Schieber entsprechend Fig. 7 mit unterschiedlichen Stellungen der in Längsrichtung voneinander getrennten Drehschieber.

In der Zeichnung deuten die strichpunktierten Linien einen geschlossenen Raum 1 an, der beispielsweise von dem Gehäuse eines Ansaugfilters eines Verbrennungsmo­ tors gebildet sein kann.

In diesen geschlossenen Raum 1 münden ein Kaltluftka­ nal 2 und ein Warmluftkanal 3. Zwischen diesen beiden Kanälen ist um eine Achse 4 drehbar ein Drehschieber 5 gelagert.

Der Drehschieber 5 besitzt bei der Ausführung nach den Fig. 1 und 2 auf einem zylindrischen Außenmantel Dichtflächen 6 und 7, mit denen je nach Drehstellung des Drehschiebers 5 die Auslaßöffnungen der Kanäle 2 und 3 verschließbar sind. Umfangsmäßig angrenzend an die Dichtflächen 6 und 7 ist der Drehschieber mit Ausnehmungen 8 und 9 versehen, die bei umfangsmäßiger Zuordnung zu den Auslässen der Kanäle 2 und 3 diese nicht verschließen.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Stellung des Dreh­ schiebers 5 ist der Warmluftkanal 3 über die Ausneh­ mung 8 mit dem geschlossenen Raum 1 verbunden, wäh­ rend der Kaltluftkanal 2 durch die Dichtfläche 6 des Drehschiebers 5 gegenüber dem geschlossenen Raum 1 vollständig gedichtet ist.

Durch Drehung des Drehschiebers gegen den Uhrzeiger­ sinn ist eine gleichzeitige Öffnung beider Kanäle 2 und 3 möglich, wobei je nach Drehstellung die freie Öffnung des einen Kanals größer als diejenige des an­ deren Kanals ist. Bei maximal geöffnetem Kaltluftkanal 2 verschließt die Dichtfläche 7 den Warmluftkanal 3 vollständig.

Die Zwischenwand 10 zwischen den Ausnehmungen 8 und 9 sorgt bei der dargestellten Ausführungsform für eine gerichtete Strömung der Warm- und Kaltluftströme. Diese Zwischenwand kann auch ganz oder teilweise feh­ len.

Die Ausnehmungen 8 und 9 sowie die Dichtflächen 6 und 7 können in beliebiger Form angeordnet sein, wenn nur sichergestellt ist, daß die Kalt- und Warmluftkanäle durch Drehung des Drehschiebers 5 bezüglich der Größe ihrer Auslaßquerschnitte zwischen einem unteren und oberen Grenzwert größenmäßig variierbar sind.

Die Achsen des Warmluft- und des Kaltluftkanals 3 bzw. 2 müssen nicht auf einer gemeinsamen Geraden liegen, sondern können in einem beliebigen Winkel ge­ geneinander laufen. Ein Beispiel hierfür zeigt die Fig. 3. Dort liegen die Öffnungen der Kanäle 2 und 3 umfangsmäßig auf einer Seite derart eng beieinander, daß sie in dieser Richtung gerade noch nicht überlap­ pen. Zusätzlich sind die Kanäle 2 und 3 in Achsrich­ tung des Drehschiebers 5 auch noch übereinanderlie­ gend angeordnet, wobei sie in dieser Richtung eben­ falls so eng aneinander grenzen, daß sie gerade noch nicht überlappen.

Der Drehschieber 5 ist in diesem Fall als dreieckför­ miges Segment mit zylindrischer Dichtfläche für die Kanäle 2 und 3 ausgebildet. Bei dieser Ausführungs­ form ergeben sich günstige Strömungsverhältnisse der in dem geschlossenen Raum 1 aufeinander treffenden Warm- und Kaltluftansaugströme. Die zylindrische Dichtfläche wird bei dieser Ausführung von einem zy­ lindrischen Mantelabschnitt gebildet.

Die Öffnungsquerschnitte der Kanäle 2 und 3 sind je­ weils als langgestreckte Rechtecke ausgebildet, wobei sich die Längserstreckung der Rechtecke in Drehschie­ berumfangsrichtung erstreckt. Auf diese Weise läßt sich durch Schließen und Öffnen der Öffnungen eine lineare Regelcharakteristik für die Mischung zwischen kalter und warmer Ansaugluft realisieren.

Eine weitere Verbesserung der Regelmöglichkeiten er­ gibt sich durch die in Fig. 7 geteilte Ausführung des Drehschiebers in zwei in Drehschieberachsrichtung un­ abhängig voneinander betätigbare Einzel-Drehschieber 11 und 12.

Bei dieser Ausführung mögliche Stellungen der Einzel- Drehschieber 11 und 12 zeigen die Fig. 8-10.

Bei der Darstellung in Fig. 8 sind beide Kanäle 2 und 3 vollständig geöffnet.

Fig. 9 zeigt eine Drehschieberstellung, bei der beide Drehschieber 11 und 12 in Umfangsrichtung deckungs­ gleich übereinanderliegen, wodurch mit dem in dieser Darstellung nicht sichtbaren Drehschieber 12 der Warmluftkanal 3 vollständig verschlossen ist und der Drehschieber 11 den Kaltluftkanal 2 vollständig öff­ net.

Bei der Stellung der Drehschieber 11 und 12 nach Fig. 10 ist dagegen die Öffnung des Kaltluftkanals 2 voll­ ständig verschlossen, während die Öffnung des Warm­ luftkanals 3 vollständig geöffnet ist.

Selbstverständlich sind sämtliche Zwischenstellungen zwischen den in den Fig. 8-10 dargestellten Stel­ lungen der Drehschieber 11 und 12 möglich.

Claims (7)

1. Vorrichtung zum Mischen warmer und kalter Ansaug­ luft für einen Verbrennungsmotor, bei der die warme und kalte Ansaugluft in getrennten Zuführ­ kanälen in einen gemeinsamen Raum geführt werden und das Mischungsverhältnis mit Hilfe eines die Kanalauslaßöffnungen öffnenden oder verschließen­ den beweglichen Verschlußteiles variierbar ist, gekennzeichnet durch die Merkmale

• a) das Verschlußteil ist mindestens ein Dreh­ schieber (5; 11, 12) mit auf einem gemeinsa­ men zylindrischen Außenmantel liegenden, auf die Öffnungen der Kanäle (2, 3) aufbringba­ ren, Dichtflächen (6, 7) und daran angren­ zenden in bezug auf die Kanalöffnungen nicht verschließbar wirkenden Bereichen (8, 9),
• b) der bzw. die Drehschieber (5; 11, 12) ist/sind um die Achse (4) des zylindrischen Au­ ßenmantels drehbar.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß lediglich ein Drehschieber (5) vorgesehen ist, auf dem die Dichtflächen (6, 7) so angeord­ net sind, daß durch Drehen des Drehschiebers ein Öffnen des einen Kanalauslasses ein Verschließen des anderen Kanalauslasses und umgekehrt bewirkt wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen der Kanäle (2, 3) jeweils die Form eines langgestreckten Rechtecks mit Längser­ streckung in Umfangrichtung des Drehschiebers (5; 11, 12) besitzen.

4. Vorrichtung nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen der Kanäle (2, 3) an ihren um­ fangsmäßig gegeneinander liegenden Enden wesent­ lich enger oder sogar überlappend aneinander lie­ gen als an ihren jeweils anderen umfangsmäßigen Enden und daß der Schieber (5; 11, 12) auf seinem Weg zwischen seinen umfangsmäßig extremen End­ stellungen über den Bereich der eng bzw. überlap­ pend zusammenliegenden Kanalöffnungskanten hinweg bewegt wird.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen der Kanäle (2, 3) in Richtung der Achse des Schiebers (5; 11, 12) auf unter­ schiedlichen Höhen liegen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen der Kanäle (2, 3) in Richtung der Achse (4) des Drehschiebers (5; 11, 12) nicht überlappen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehschieber in Richtung senkrecht zu seiner Achse geteilt ist, wobei zwei Drehschieber (11, 12) unabhängig voneinander drehbar sind.