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Die
Erfindung befaßt
sich mit einem Ansaugrohr einer Brennkraftmaschine, welches von
einem formstabilen Saugrohrkörper
mit einer Strömungsdurchtrittsöffnung gebildet
wird, in der zur Veränderung
des Durchflußquerschnitts
ein Stellelement angeordnet ist.
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Aus
DE 39 39 508 A1 ist
ein Ansaugrohr einer Brennkraftmaschine der vorstehend genannten Art
bekannt. Hierbei ist als Stellelement eine Drosselklappe in dem
Saugleitungsteil angeordnet, in welchem der aufbereitete Gemischstrom
aus Luft und Kraftstoff in Richtung zu dem Einlaßventil des Zylinders der Brennkraftmaschine
geleitet wird. Mit Hilfe dieser Drosselklappe als Stellelement wird
der aufbereitete Gemischstrom aus Luft und Kraftstoff beispielsweise
leistungsabhängig
und in Abhängigkeit von
weiteren Parametern gedrosselt, um mit Hilfe eines geringen Regelungsaufwandes
eine große
Homogenität
des Kraftstoff-/Luftgemisches mit Hilfe einer solcher Gemischaufbereitungseinrichtung
zu erzielen.
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Auch
aus
US 4,579,097 ist
eine Gemischaufbereitungseinrichtung für das Gemisch aus Luft und Kraftstoff
mit Hilfe eines Drosselorgans bekannt. Im an die Gemischaufbereitungszone
anschließenden Leitungsbereich
für die
Weiterleitung des aufbereiteten Gemisches aus Luft/Kraftstoff ist
eine Drosselklappe angeordnet.
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In
DE 40 13 894 A1 ist
eine elektronische Einspritzanlage für Ottomotoren beschrieben.
Insbesondere soll bei rasch veränderlichen
Motorbelastungen und Drehzahlen eine elektronische Einspritzanlage
bei minimalem Bauaufwand und Platzbedarf eine optimale Dosierung
zur Messung des Luftmassenstroms gestatten. Diese elektronische
Einspritzanlage nimmt eine direkte Kraftstoffeinspritzung unmittelbar
vor dem Eintritt des Ansaugluftstroms in die Brennkammer der Brennkraftmaschine
vor. Im Bereich der Ansaugleitung hingegen strömt lediglich Ansaugluft, während der
Massenstrom bei dieser elektronischen Einspritzanlage für Ottomotoren
gemessen werden soll.
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Aus
DE 37 37 828 C2 ,
DE 37 33 441 C1 ,
DE 38 22 005 A1 und
DE 37 41 880 A1 sind
verschiedene Ausführungsformen
eines Dichtkörpers
bekannt, welcher als Rückschlagventil
im Zusammenwirken mit einem Dichtsitz im Bereich eines Ansaugrohrs eingesetzt
wird. Alle diese Dichtkörper
bei den bekannten Rückschlag-Ventilauslegungsformen
nehmen eine von den Gaskräften
im Ansaugrohr abhängige
Lage bezüglich
des Ventilsitzes ein. Aufgrund von Pulsierungen der Ansaugströmung im
Ansaugrohr bedingt durch das Arbeiten der Einlaßventile zu der oder den Brennkammern
lassen sich daher in vorbestimmten Betriebszuständen nicht zuverlässig und
vor allem nicht definitiv und eindeutig alle Rückströmungen von der oder den Brennkammern
zu dem Saugrohrkörper
vermeiden. Daher kann der Dichtkörper
auch nicht immer zuverlässig
definitiv vollständig
seine geöffnete
Stellung gegenüber
dem Ventilsitz einnehmen.
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Auch
aus
US 4,271,862 ist
ein Rückschlagventil
bekannt, dessen Dichtkörper
beispielsweise konisch ausgebildet ist und einen sich in Öffnungsrichtung
erweiternden Querschnitt hat. Dieser Dichtkörper kann aus einem polymeren
Werkstoff beispielsweise bestehen.
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Demgegenüber liegt
der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Ansaugrohr einer Brennkraftmaschine
bereitzustellen, bei dem unabhängig
von den Gaskräften
der Strömung
im Saugrohrkörper
in zuverlässiger
Weise ein Rückströmen von
Gasen aus der oder den Brennkammern der Brennkraftmaschine in das
Ansaugrohr vermieden wird. Nach der Erfindung wird hierzu ein Ansaugrohr
einer Brennkraftmaschine angegeben, welches die Merkmale des Oberbegriffs
des Anspruches 1 aufweist, und welcher sich durch die Merkmale seines
Kennzeichens auszeichnet.
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Bei
der erfindungsgemäßen Auslegung
ersetzt das Rückschlagventil
die beim Stand der Technik übliche
Drosselklappe, und das Rückschlagventil verhindert
ein Rückströmen von
Gasen aus dem Brennraum der Brennkraftmaschine. Pulsierende Gasströmungen ergeben
sich insbesondere bei Ventilüberschneidungen
beim Betrieb der Brennkraftmaschine, und insbesondere bei niedrigen
Drehzahlen ist das Rückströmen durch
die relativ geringe Gasgeschwindigkeit nachteilig. Ferner kann das
Rückschlagventil
der erfindungsgemäßen Auslegung
den Gasvolumenstrom durch das Ansaugrohr steuern. Da ein Rückströmen in das
Ansaugrohr bei allen Betriebszuständen der Brennkraftmaschine
zuverlässig vermieden
wird, ergibt sich bei niedrigen Drehzahlen eine Art Aufladungseffekt,
so daß man
bei niedrigen Motordrehzahlen eine relativ vergrößerte Leistung der Brennkraftmaschine
erzielen kann. Ferner ist das Rückschlagventil
in wirtschaftlicher und fertigungstechnischer Hinsicht einfach herstellbar,
und der Dichtsitz des Rückschlagventils
kann zur Erzielung eines teilearmen Aufbaus des Ansaugrohrs einen
Teil des Saugrohrkörpers
beispielsweise bilden. Mit Hilfe der bei der erfindungsgemäßen Auslegung
vorgesehenen Betätigungseinrichtung
ist der Dichtkörper
unabhängig
vom Differenzdruck am Dichtkörper
in den vollständig
geöffneten
und vom Ventilsitz abgehobenen oder vollständig geschlossenen Zustand
gebracht. Somit läßt sich
der Dichtkörper
unabhängig von
den Strömungsverhältnissen
im Saugrohr in seinen vorbestimmten Endlagen bezüglich des Ventilsitzes entweder
zum vollständigen Öffnen der
Durchströmungsöffnung oder
zum vollständigen
Schließen derselben
bringen. Gegebenenfalls in Abhängigkeit von
weiteren Steuerungsparametern kann der Dichtkörper dann auch in der jeweiligen
Endlage gehalten werden. Die Betätigungseinrichtung
gestattet somit, daß in
Abhängigkeit
von dem Arbeitsbereich der Brennkraftmaschine, wie hoher Drehzahlbereich oder
niedriger Drehzahlbereich, die jeweils hierfür bestimmte und geeignete Endlage
des Dichtkörpers bezüglich des
Ventilsitzes zuverlässig
eingenommen wird, um ein zuverlässiges
Arbeiten der Brennkraftmaschine in Abhängigkeit von den jeweiligen
Betriebsbereichen sicherzustellen, und insgesamt zu erreichen, daß Gase aus
der oder den Brennkammern der Brennkraftmaschine nicht in das Ansaugrohr
zurückströmen können, um
Leistungsverminderungen der Brennkraftmaschine in diesen Arbeitsbereichen
zu verhindern.
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Vorzugsweise
kann der Dichtkörper
auf einer in Richtung des Dichtsitzes wirkenden Druckfeder abgestützt und
durch Differenzdruck betätigbar
sein. Der Dichtkörper
wird hierbei durch die Feder in Richtung des Ventilsitzes gedrückt und
in Abhängigkeit von
der durch die Strömung
aufgebrachten Gaskraft in Richtung Offenstellung bewegt. Der Durchflußquerschnitt
durch die Durchtrittsöffnung
ist bei einer derartigen Ausgestaltung unabhängig vom Differenzdruck und
der Federkraft, die auf den Dichtkörper einwirken.
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Vorzugsweise
kann der Dichtkörper
im wesentlichen konisch ausgebildet sein und einen sich in Öffnungsrichtung
erweiternden Querschnitt aufweisen. Eine solche Ausgestaltung ist
insbesondere bei einem Rückschlagventil
zweckmäßig, da
der Dichtkörper
der Gasströmung
in der gewünschten
Strömungsrichtung
nur einen relativ geringen Strömungswiderstand
entgegensetzt, während
er in umgekehrter Strömungsrichtung
mit dem Dichtsitz in Eingriff bringbar ist und die Durchtrittsöffnung zuverlässig verschließt. Ferner
wird durch die strömungsgünstige Ausgestaltung
des Dichtkörpers
die Bildung von Verwirbelungen der Gasströmung verhindert.
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Wenn
in bevorzugter Weise der Dichtkörper aus
einem polymeren Werkstoff hergestellt ist, ist die Masse des Dichtkörpers und
somit die Trägheit
desselben sehr gering. Somit kann er sich schon bei bereits geringen Änderungen
des Differenzdruckes bewegen. Die Wandstärke des Dichtkörpers aus
polymerem Werkstoff kann 0,3 bis 0,6 mm, vorzugsweise 0,4 bis 0,5
mm betragen. Auch kann gegebenenfalls der Dichtkörper aus Federstahl hergestellt
werden. Dann kann sich die Wandstärke auf 0,15 bis 0,3 mm, vorzugsweise
auf 0,2 bis 0,25 mm belaufen. Wenn man den Dichtkörper aus
Federstahl herstellt, besteht vorzugsweise der Dichtsitz zur Erzielung
einer zuverlässigen
Abdichtung aus polymerem Werkstoff oder hat zumindest eine Beschichtung
mit einem polymeren Werkstoff.
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Der
Dichtkörper
kann an zumindest einem speichenförmigen Steg befestigt sein,
der sich vom Saugrohrkörper
im wesentlichen radial in die Durchtrittsöffnung erstreckt. Der Steg
dient als Führung
des Dichtkörpers
in Bewegungsrichtung und es erfolgt somit eine exakte Zuordnung
von Dichtkörper
und Dichtsitz relativ zueinander. Der Steg kann gegebenenfalls ein
strömungsgünstiges
Profil aufweisen, um dem in Richtung der Brennkraftmaschine strömenden Gas
möglichst
wenig Widerstand entgegen zu setzen. Der Steg und der Saugrohrkörper können beide
aus polymerem Werkstoff bestehen und sind beispielsweise mittels
Ultraschallschweißen
miteinander verbunden.
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Vorzugsweise
kann die Betätigungseinrichtung
durch einen relativ zum Dichtsitz in radialer Richtung hin- und
herbewegbaren Hubkörper
gebildet werden, der von dem Steg führend umschlossen ist, wobei
der Hubkörper
und der Dichtkörper
miteinander unverlierbar durch ein Federelement elastisch nachgiebig
zugeordnet sind. Der Hubkörper
kann jeweils signalleitend mit einer Stelleinrichtung verbunden
sein. Die Federkraft ist durch die Hubbewegung des Hubkörpers, der
die Feder abstützt,
variabel. Bei maximalem Hub des Hubkörpers in Richtung des Dichtsitzes
wird der Dichtkörper
mit diesem in Eingriff gebracht und die Durchtrittsöffnung durch
den Saugrohrkörper
verschlossen. Bei maximalem Hub des Hubkörpers in entgegengesetzter
Richtung wird der Dichtkörper
so weit vom Dichtsitz abgerückt,
daß er den
Saugrohrkörper
nicht mehr verschließen
kann, so daß der
Dichtsitz vollständig
offen gehalten ist. Daher sollte die Feder auch Zugkräfte übertragen können.
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Bei
einer den Dichtkörper
antreibenden Betätigungseinrichtung
erhält
man den Vorteil, daß eine unerwünschte lokale
Drosselung der Strömung
vermieden wird. Wenn der Dichtkörper
nur durch Differenzdruck bewegbar ist, führt die lokale Drosselung bei
konstantem Druckgefälle
innerhalb des Ansaugrohrs zu einer Verringerung des Volumenstroms
und zu einer relativ verringerten Füllung der Brennräume der
Brennkraftmaschine. Die lokale Drosselung und die Verringerung des
Volumenstroms lassen sich durch das bei der Erfindung vorgesehene
ansteuerbare Rückschlagventil
vermeiden. Somit ist nicht mehr der Differenzdruck der Strömung primär für die Bewegung
des Ventilkörpers
ursächlich,
sondern es wird von außen
eine zusätzliche
Beaufschlagungsenergie für
die Beschleunigung und Bewegung des Dichtkörpers zugeführt. Die zeitliche Zuordnung
der Beschleunigungsenergie erfolgt derart, daß die Bewegung des Dichtkörpers dem
Aufbau des Differenzdrucks unmittelbar vorangeht. Idealerweise erfolgt die
Bewegung des Dichtkörpers
dann exakt in analoger Weise der Gasströmung, jedoch vollkommen ohne
Differenzdruck und damit ohne Drosselung durch den Ventilkörper. Auch
Mischformen zwischen differenzdruckbetätigbarem Dichtkörper und
Betätigung
des Dichtkörpers
durch eine Betätigungseinrichtung
sind möglich.
Bei vergleichsweise geringem Volumenstrom in Richtung der Brennkraftmaschine kann
der Dichtkörper
hierbei zunächst
durch die Betätigungseinrichtung
bewegt werden. Wenn beispielsweise im Teillastbereich eine Drosselung
erwünscht
ist, kann die Bewegung des Dichtkörpers nur differenzdruckbeaufschlagt
erfolgen. Im Vollastbereich hingegen, wenn eine minimale Strömung der Gasströmung erwünscht ist,
ist eine entsprechende aktive Ansteuerung des Dichtkörpers möglich.
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Vorzugsweise
kann die Stelleinrichtung von einem Servomotor gebildet werden,
um eine stufenlose und exakte Betätigung des Dichtkörpers hierdurch
zu ermöglichen.
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Alternativ
kann die Betätigungseinrichtung von
einem Elektromagneten gebildet werden, dessen Magnetspule relativ
unbeweglich mit dem Steg verbunden ist, und dessen Magnetanker mit
dem Dichtkörper
starr verbunden ist. Der Magnetanker und der Dichtkörper sind
miteinander unverlierbar durch ein Federelement in axialer Richtung
elastisch nachgiebig zugeordnet. Die Taktfrequenz zum Öffnen und Schließen des
Rückschlagventils
kann über
die elektrische Ansteuerbarkeit des Elektromagneten erfolgen.
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Der
Elektromagnet kann signalleitend mit einem Steuergerät verbunden
sein. Das Steuergerät kann
beispielsweise durch die elektronische Motorsteuerung der Brennkraftmaschine
gebildet werden. Eine Vielzahl von Signalen, beispielsweise die
Drehzahl, die Stellung des Gaspedals und weitere Informationen,
stehen zur Betätigung
des Elektromagneten zur Verfügung.
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Bei
einer weiteren alternativen Ausgestaltungsform kann die Betätigungseinrichtung
von einer Gasfeder gebildet werden, die einen druckbeaufschlagbaren
Gasstrom erfaßt,
der auf der dem Dichtsitz zugewandten Seite durch den Dichtkörper begrenzt
ist. Der Dichtkörper
ist hierbei durch eine rollbalgartig ausgebildete Membrane gasdicht
mit den benachbarten Begrenzungswandungen verbunden. Die Begrenzungswandungen
und der Steg können einstückig ineinander übergehend
ausgebildet sein. Der Steg kann mit einer Bohrung versehen sein,
die als Druckanschluß ausgebildet
ist. Durch den Druckanschluß wird
der Gasstrom bedarfsweise mit einem Über- oder einem Unterdruck beaufschlagt.
Somit kann der Dichtkörper
in Offenstellung oder in Geschlossenstellung unabhängig vom
Differenzdruck am Dichtkörper
zuverlässig
gehalten werden.
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Bei
einer weiteren Ausgestaltungsform kann die Betätigungseinrichtung über ein
Gestänge
mit dem Dichtkörper
verbunden sein. Die externe Erzeugung der notwendigen Bewegung und
ihr zeitlicher Verlauf sowie die Größe des Hubs können zum
Beispiel mechanisch mit verstellbaren Exzentern oder Nocken gesteuert
werden. Bei einer derartigen mechanischen Betätigungseinrichtung kann man
in vorteilhafterweise hohe Kräfte
auf den Dichtkörper
problemlos übertragen.
Ferner kann an Stelle einer hydraulischen Ansteuerung gegebenenfalls
eine pneumatische Ansteuerung vorgesehen sein.
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Die
Erfindung wird nachstehend an Hand von bevorzugten Ausführungsformen
unter Bezugnahme auf die beigefügte
Zeichnung näher
erläutert. Darin
zeigt:
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1 eine
schematische Schnittansicht einer ersten Ausführungsform eines Ansaugrohrs
einer Brennkraftmaschine,
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2 eine
schematische Schnittansicht einer weiteren bevorzugten Ausführungsform,
bei der der Dichtkörper
zusätzlich
zur Differenzdruckbeaufschlagung durch eine mechanische Betätigungseinrichtung
in seinem Öffnungsverhalten
beeinflußt
wird,
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3 eine
schematische Schnittansicht einer dritten bevorzugten Ausführungsform,
bei der die Betätigungseinrichtung
durch ein mechanisch betätigbares
Gestänge
gebildet wird,
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4 eine
schematische Ansicht einer Betätigungseinrichtung
in Form eines Elektromagneten gemäß einer Ausführungsvariante,
und
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5 eine
weitere Ausführungsvariante
einer Betätigungseinrichtung,
ausgelegt in Form einer Gasfeder.
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In
den 1 bis 5 ist jeweils ein Ausführungsbeispiel
dargestellt, das einen schematisch dargestellten Ausschnitt aus
einem Ansaugrohr einer Verbrennungskraftmaschine zeigt. Das Ansaugrohr besteht
aus einem formstabilen Saugrohrkörper 2 der
in den hier gezeigten Ausführungsbeispielen
aus polymerem Werkstoff besteht. Innerhalb der Durchtrittsöffnung 3 des
Saugrohrkörpers 2 ist
ein Rückschlagventil 4 angeordnet,
das einen Dichtkörper 5 und
einen Dichtsitz 6 umfaßt.
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Das
Rückschlagventil 4 verhindert,
daß pulsierende
Gasströmungen,
die durch die Kolbenbewegung und die Ventilüberschneidung der Verbrennungskraftmaschine 1 entstehen,
in das Ansaugrohr zurückströmen und
dadurch zu einer Verringerung der Füllung der Brennräume und
einer damit verbundenen Leistungsverminderung führen. In der gewünschten
Strömungsrichtung 22 gibt
der Dichtkörper 5 den
Durchtrittsquerschnitt 3 durch das Ansaugrohr 2 mit
einem vergleichsweise geringen Strömungswiderstand frei. Der Dichtkörper 5 ist
derart geformt, daß er
in Strömungsrichtung
einen sich konisch erweiternden Querschnitt aufweist. Bewegen sich
Gasströmungen
pulsationsbedingt entgegen der Strömungsrichtung 22,
werden der Dichtkörper 5 und der
Dichtsitz 6 dichtend miteinander in Eingriff gebracht.
Die Durchtrittsöffnung 3 durch
den Saugrohrkörper 2 ist
dann verschlossen.
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Hinsichtlich
einer möglichst
geringen Massenträgheit
sind die in diesen Ausführungsbeispielen dargestellten
Dichtkörper 5 aus
polymerem Werkstoff herge stellt. Der Dichtsitz 6 besteht
aus einem elastomeren Werkstoff, der bei Anschlagberührungen
mit dem Dichtkörper
die Entstehung von Anschlaggeräuschen
verhindert und eine sichere Abdichtung während einer langen Gebrauchsdauer
gewährleistet.
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In 1 ist
ein erstes Ausführungsbeispiel dargestellt,
bei dem der Dichtkörper 5 nur
durch Differenzdruck betätigbar
ist. Der kegelförmig
ausgebildete Dichtkörper 5 ist
im Bereich seines Aufnahmebolzens von dem Steg 7 außenumfangsseitig
umschlossen, wobei der Steg 7 speichenförmig ausgebildet ist. Die Speichen
weisen einen in Strömungsrichtung 22 tropfenförmigen Querschnitt
auf, was in strömungstechnischer
Hinsicht vorteilhaft ist. Das Federelement 10 ist in diesem
Ausführungsbeispiel als
Schraubendruckfeder ausgebildet und stützt sich einerseits unter Vorspannung
am Steg 7 und andererseits im Dichtkörper 5 ab. Die Federelastizität der Schraubendruckfeder
ist derart bemessen, daß bei größtmöglich auftretendem
Differenzdruck der Führungsbolzen
des Dichtkörpers
an einem Endanschlag des Steges 7 anliegt. Der Endanschlag 23 ist in
diesem Ausführungsbeispiel
durch einen Gummikörpe
gebildet, der zusätzlich
die Funktion einer Endlagendämpfung übernimmt.
Der Führungsbolzen kann
beispielsweise rohrförmigt
gestaltet sein, um Beeinträchtigungen
der Funktion durch ein Luftpolster zwischen dem Steg und dem Führungsbolzen
zu vermeiden. Nach einer anderen Ausgestaltung könnte der Steg beispielsweise
in axialer Richtung im Anschluß an
die Aufnahmebohrung für
den Führungsbolzen
mit einer Bohrung relativ verkleinerten Durchmessers versehen sein,
die einen Druckaufbau in diesem Bereich verhindert.
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In 2 ist
ein zweites Ausführungsbeispiel dargestellt,
das ähnlich
gestaltet ist, wie das Ausführungsbeispiel
aus 1. Zusätzlich
zu der differenzdruckbedingen Drosselung des Durchflußquerschnitts
besteht bei dem Ansaugrohr aus 2 die Möglichkeit,
unabhängig
vom Differenzdruck am Dichtkörper 5 den
Saugrohrkörper 2 vollständig zu verschließen oder
vollständig
in Offenstellung zu halten. Dies wird dadurch ermöglicht,
daß der
Dichtkörper 5 von
einer Betätigungseinrichtung
betätigbar
ist, die relativ zum Dichtsitz 6 in axialer Richtung 8 hin- und
herbewegbar ist. Die Betätigungseinrichtung wird
in diesem Ausfüh rungsbeispiel
durch einen Hubkörper 9 gebildet,
der verschiebbar im Steg 7 gehalten ist. Der Hubkörper 9 ist
durch eine hier nicht dargestellte Stelleinrichtung, die beispielsweise
durch einen Servomotor gebildet sein kann, beweglich. Die Federkraft
des Federelements 10, das auch in diesem Ausführungsbeispiel
als Schraubendruckfeder ausgebildet ist, ist durch die Hubbewegung
des Hubkörpers 9 variabel.
Um ein sicheres Verschließen
der Durchtrittsöffnung
zu ermöglichen,
kann der Hubkörper 9 so
lange in Richtung des Dichtsitzes 6 bewegt werden, bis
der Dichtkörper 5 mit
diesem in Eingriff ist, und der Durchtrittsquerschnitt auch bei
größtmöglichem
Differenzdruck verschlossen bleibt. Bei maximalem Hub in entgegengesetzter
Richtung kann der Dichtkörper 5 soweit
vom Dichtsitz 6 entfernt werden, daß ein offener Durchtrittsquerschnitt
jederzeit gewährleistet
ist. Hierzu ist allerdings Voraussetzung, daß das Federelement 10 auch
Zugkräfte übertragen kann.
Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn die Schraubendruckfeder
in axialer Richtung einerseits mit einem Schnapprand des Hubkörper 9 und
in axialer Richtung andererseits mit einem Schnapprand des Dichtkörpers 5 formschlüssig verbunden
ist. In den 1 und 2 befinden
sich die Dichtkörper 5 in
einer Mittelstellung, wobei die Betätigung des Dichtkörpers 5 zumindest
teilweise durch die Gasströmung
erfolgt.
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In 3 ist
ein Ausführungsbeispiel
gezeigt, das in funktionstechnischer Hinsicht im wesentlichen dem
Ausführungsbeispiel
aus 2 entspricht. Anstelle des Hubkörpers, der
durch einen Servomotor betätigbar
ist, ist die Stelleinrichtung 11 in diesem Ausführungsbeispiel
durch ein mechanisches Gestänge
betätigbar.
Die gewünschte
Anpassung der Federsteifigkeit an den jeweiligen Betriebszustand der
Verbrennungskraftmaschine wird dadurch bewirkt, daß die Feder
durch das Gestänge
unterschiedlich stark vorspannbar ist. Die Erzeugung der notwendigen
Bewegung des Gestänges
kann, z.B. mit verstellbaren Exzentern oder Nocken erfolgen. Sowohl
die Hubhöhe
als auch die Taktfrequenz und die Veränderung des Hubs über der
Zeit erfolgen machenisch., Bei geeigneter Auslegung können vergleichsweise
hohe Kräfte übertragen
werden. Das Federelement 10 ist wie in dem vorher beschriebenen
Beispiel zur Übertragung
von Druck- und Zugkräften
in geeigneter Weise einerseits am Gestänge und andererseits am Dichtkörper 5 befestigt.
Abweichend von den zuvor beschriebenen Beispielen ist dem Dichtkörper auf
der der Verbrennungskraftmaschine 1 abgewandten Seite ein
weiterer Steg zugeordnet, der eine exakte Führung des Dichtkörpers 5 bezogen
auf den Dichtsitz 6 gewährleistet.
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Dieses
System kann bei entsprechender Ansteuerung auch mit einer starren
Verbindung zwischen dem Dichtkörper 5 und
der Stelleinrichtung 11 anstelle der Feder 10 versehen
werden.
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In 4 ist
ein viertes Ausführungsbeispiel gezeigt,
das als Betätigungseinrichtung
einen Elektromagnet umfaßt.
Bei der Auswahl des Elektromagnet ist auf eine ausreichende Leistungsfähigkeit
bezüglich
der Taktfrequenz und des Hubes zu achten. Der Elektromagnet 13 umfaßt eine
Magnetspule 14 die einen Magnetanker 15 umschließt, der
starr mit dem Dichtkörper 5 verbunden
ist. Aus Sicherheitsgründen
ist es vorgesehen, daß der
Dichtkörper 5 nur bei
Strombeaufschlagung des Elektromagnet 13 in Offenstellung
bringbar ist. Eine Störung
der Stromversorgung hat dann eine Unterbrechung des Luft-Kraftstoffgemischs
in die Brennräume
der Verbrennungskraftmaschine 1 zur Folge und bedingt deren
Stillstand. In diesem Ausführungsbeispiel
ist der Dichtkörper 5 ausschließlich durch
den Elektromagnet 13 betätigbar, der signalleitend mit
einem Steuergerät 16 verbunden
ist. Das Steuergerät 16 bildet
in diesem Ausführungsbeispiel
gleichzeitig die Motorsteuerung. Auch in diesem Ausführungsbeispiel
ist auf der von der Verbrennungskraftmaschine 1 abgewandten
Seite des Dichtkörpers 5 ein
weiterer Steg zur Führung
und exakten Positionierung der Dichtkörpers 5 gegenüber dem
Dichtsitz 6 vorgesehen.
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In 5 ist
eine fünftes
Ausführungsbeispiel gezeigt,
bei dem die Betätigungseinrichtung
im Gegensatz zu den zuvor beschriebene Ausführungsbeispielen durch eine
Gasfeder 17 gebildet ist. Die Gasfeder 17 umfaßt einen
druckbeaufschlagbaren Gasraum 18, der durch den Steg 7 und
den relativ beweglichen Dichtkörper 5 begrenzt
ist, wobei der Steg 7 und der Dichtkörper 5 durch eine
rollbalgartig ausgebildet Membran 19 gasdicht aneinander
festgelegt sind. Die Druckbeaufschlagung des Gasraums 18 erfolgt über einen
Druckanschluß 21,
der beispielsweise aus einer Bohrung bestehen kann, die den Steg 7 durch dringt.
Die Druckeinstellung und damit die Federsteifigkeit der Gasfeder
erfolgt durch unterschiedlich hohe Drücke, mit denen der Gasraum 18 über den
Druckanschluß 21 beaufschlagt
wird. Die Durchtrittsöffnung
durch das Ansaugrohr kann vollständig geöffnet oder
vollständig
verschlossen werden. Beim Anlagen eines Unterdruckes hebt der Dichtkörper 5 vollständig vom
Dichtsitz 6 ab und ruht, wie hier dargestellt, an Anschlägen 24,
so daß das
Rückschlagventil 4 vollständig in
Offenstellung gehalten wird. Bei Beaufschlagung des Druckraumes 18 mit
einem Überdruck
von zumindest 3 bar wird der Dichtkörper 5 in Richtung
des Dichtsitzes 6 bewegt und auch bei maximaler Druckdifferenz
während
des Betriebs der Verbrennungskraftmaschine dichtend mit diesem in Eingriff
gebracht. Zwischen den beiden Extremdrücken, mit denen der Gasraum 18 beaufschlagbar
ist, kann jeder beliebige Druck eingestellt werden, so daß die Federsteifigkeit
des Systems variabel und damit für
jeden Motorbetriebspunkt frei einstellbar ist. Der Dichtkörper 5 ist
in diesem Ausführungsbeispiel kugelsegmentförmig ausgeführt, so
daß auch
bei geringen radialen Verlagerungen eine gut Abdichtung gewährleistet
ist.. In Zwischenstellungen des Dichtkörpers 5 zwischen seinen
beiden Anschlagpositionen ist eine zusätzliche Beeinflussung des Öffnungsquerschnittes
durch die Kraft der Gasströmung
möglich.