EP0028745A1 - Stellgerät für eine in der Ladeluftleitung eines Verbrennungsmotors angeordnete Luftklappe - Google Patents

Stellgerät für eine in der Ladeluftleitung eines Verbrennungsmotors angeordnete Luftklappe Download PDF

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EP0028745A1
EP0028745A1 EP80106522A EP80106522A EP0028745A1 EP 0028745 A1 EP0028745 A1 EP 0028745A1 EP 80106522 A EP80106522 A EP 80106522A EP 80106522 A EP80106522 A EP 80106522A EP 0028745 A1 EP0028745 A1 EP 0028745A1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
air flap
air
flap
open position
actuator according
Prior art date
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Granted
Application number
EP80106522A
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English (en)
French (fr)
Other versions
EP0028745B1 (de
Inventor
Reinhard Fried
Heimo Hübner
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Knorr Bremse AG
Original Assignee
BBC Brown Boveri AG Switzerland
Knorr Bremse AG
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Filing date
Publication date
Application filed by BBC Brown Boveri AG Switzerland, Knorr Bremse AG filed Critical BBC Brown Boveri AG Switzerland
Priority to AT80106522T priority Critical patent/ATE5610T1/de
Publication of EP0028745A1 publication Critical patent/EP0028745A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0028745B1 publication Critical patent/EP0028745B1/de
Expired legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B33/00—Engines characterised by provision of pumps for charging or scavenging
    • F02B33/32—Engines with pumps other than of reciprocating-piston type
    • F02B33/42—Engines with pumps other than of reciprocating-piston type with driven apparatus for immediate conversion of combustion gas pressure into pressure of fresh charge, e.g. with cell-type pressure exchangers

Definitions

  • the invention relates to an actuator according to the preamble of claim 1.
  • an air flap in the charge air line which closes at least until the diesel engine starts and at the latest when the idling speed is exceeded after the starting process for the entire subsequent life of the diesel engine until it is switched off is open.
  • an air flap arranged and operated in this way is required, since otherwise, due to the transitions between charge air and exhaust gas circuits present here, exhaust gases flow into the charge air line during the start-up phase of the first work cycles of the diesel engine and the diesel engine immediately comes to a standstill again can bring.
  • the spring can also be a bimetallic spring which is selected such that the air flap only goes into the closed position after the motor has been stopped when the motor has cooled to a preselected temperature.
  • the object of the invention is to provide an actuator of the type mentioned, which serves the same purpose as the known and the proposed actuator, but which is significantly simplified in terms of its structure and function, which not only requires less space with less expensive manufacture and Assembly, but also increased functional reliability results.
  • the device by means of which the air flap can be moved into the open position and / or the device by means of which the open air flap is held the air flap in the open position should be considerably simplified. The object is achieved with the characterizing features of claim 1.
  • a diesel engine not shown, is designated by 1.
  • an intake line 3 leads to a charging device 4, which is connected to the engine 1 on the one hand via a charge air line 5 and on the other hand via an exhaust line 6.
  • the exhaust gases can flow out of the charging device 4 to the atmosphere through a line 7.
  • the actuator described in more detail below controls the air flap in a rest (blocking) position in which the air passage through the charge air line 5 is blocked, and in a working (opening) position in which the charge air line 5 for passage is released from compressed air.
  • a sniffing or bypass valve 10 is arranged behind the air flap 8, via which atmospheric air is drawn in by the engine 1 when the air flap 8 is closed from a certain negative pressure in the section of the charge air line 5 leading to the engine 1.
  • the charging device 4 can be of any type, preferably it is a pressure wave charging device in which the exhaust energy contained in the former is used to compress the latter without strictly defined separation of exhaust gas and charging air.
  • the mechanical drive of the charging device 4 required for this is not shown in FIG. 1.
  • Fig. 2 shows the pipe section 9 compared to Fig. 1 in an enlarged view and in section.
  • the air flap 8 is pivotally mounted about the axis 11.
  • the air flap 8 is drawn in solid lines in the locked position and in dashed lines in the open position.
  • the axis 11 is arranged in such a way that the air flap comes to lie parallel and close to the inner wall of the tube section 9 on the left in the drawing in the fully open position.
  • the air flap is held in the locked position shown by means of a spring, not shown. On the other hand, the air flap is moved against the spring force by the charge air pressure into the open position, which acts in the direction of arrow 12 against the air flap.
  • the motor sucks in fresh air via the snifting valve 10.
  • ferromagnetic plate 13 On the air flap there is a ferromagnetic plate 13 which, in the open position of the air flap, lies opposite one end of an electromagnet 14 which penetrates the wall of the tubular body with its iron core.
  • the electromagnet is switched on in the ignition circuit, not shown, of the vehicle.
  • the air flap is held in its open position by the electromagnet 14. If the ignition circuit is interrupted by switching off the engine, the magnetic field of the electromagnet breaks down and the air flap is pivoted back into its blocking position by the spring force acting on it.
  • the electromagnet is connected to the ignition circuit via a thermal switch 15.
  • the thermal switch is set so that it only closes the circuit when the engine is running when the engine or the exhaust gases have reached a predetermined temperature.
  • the thermal switch only switches the electromagnet off from the voltage source after the motor has been stopped when it has cooled below the specified temperature. In this way, the hot engine can be briefly switched off or stalled without the air flap 8 closing immediately.
  • the air flap 8 is eccentric with respect to its flap surface and, according to FIG. 2, is mounted on one of its outer edges, then it is clear that the air flap must be limited by parallel side edges in the pivoting plane.
  • the pipe section 9 in which the air flap is to assume a position that closes the pipe section and a position that is essentially released, cannot be round.
  • the pipe section 9 must be specially adapted at least in the pivoting range of the flap, which, however, is not a design problem. It may be expedient to move the mounting of the flap axis or the flap shaft 11 not to the outermost surface edge of the flap, but rather to the center, but a sufficient distance from the center of the flap must be maintained, without which the flap is not exposed to the charge air pressure can be moved into the open position.
  • a flap bearing is shown in FIGS. 3 to 5, the flap 8 also being drawn in solid lines in its final position and in broken lines in the open position.
  • the flaps 8 are each held in the closed position by a spring force, as in FIG. 1.
  • the flaps 8 can thus only be pivoted against the spring force into their full opening position, indicated by dashed lines.
  • the pivoting into the open position is also carried out here solely by the charge air pressure, which is symbolized by the arrow 12. 3, the charge air pressure may also be sufficient to initiate only the opening movement of the flap.
  • the remainder of the opening stroke is then carried out by the electromagnet or it at least acts as a support for the opening stroke up to the full opening position of the flap.
  • a lever 16 which is made of a ferromagnetic material and is anchored into the cavity of a magnet coil 14 'through the pipe section 9 when the valve is pivoted into the open position, is attached at a distance from the bearing point 11.
  • the magnet coil 14 is connected directly or via a thermal switch to the ignition circuit. If current is present on the magnetic coil 14 'and the opening movement of the air flap is initiated by the charge air pressure, the lever 16 plunges into the cavity of the magnetic coil, which pulls it into itself, the valve being pivoted into the open position indicated by the dashed lines.
  • the air flap 8 remains against the spring force acting on it for resetting into the closed position until the power supply to the magnetic coil is switched off and the magnetic field of the magnetic coil breaks down. 1 can be done by switching off the engine and interrupting the ignition circuit or by interrupting the circuit through the thermal switch 15, as has been described in connection with FIG. 1.
  • the lever 16 is curved in a circular arc here so that it can be passed through a simple hole in the pipe section 9. As shown below with reference to FIG. 6, the lever 16 can also engage outside the pipe section on a shaft 11 holding the air flap 8, one end 11 'of which is extended beyond its bearing point in the pipe section. According to
  • Fig. 4 is on the air flap 8 instead of the lever 16, a lever 17 with a projection 18, which assumes the position shown in dashed lines in Fig. 4 with the flap in its open position.
  • the lever 17 with its projection 18 projects through the pipe section 9 at a location provided for this purpose, as is shown schematically in FIG. 4.
  • an electromagnet 19 Outside the pipe section 9 there is an electromagnet 19, the armature 20 of which is provided with a hook-like projection 21.
  • the electromagnet 19 is connected to a voltage source, the armature 20 is attracted. If the air flap has already been pivoted into the open position by the charge air pressure, the hook-like projection 21 engages behind the projection or notch on the lever 17, as a result of which the air flap is held in the open position.
  • the air flap can then only pivot back into the closed position drawn in solid lines by the force of the spring acting on it when the current to the electromagnet 19 is interrupted and as a result its armature 20 is lowered, as a result of which the lever 17 is released again.
  • the electromagnet can be connected to the ignition circuit by a thermal switch 15.
  • the lever 17 can also be attached outside the tube section 8 to a shaft carrying the air flap, as will be described with reference to FIG. 7.
  • the lever with its projection can nevertheless snap or snap in behind the projection 21 on the armature.
  • resilient members not shown, which allow the lever to snap or snap behind the projection 21 of the armature in order to hold the air flap in the open position. Only when the current flow to the electromagnet is interrupted does the armature 20 drop and the air flap is released again in order to pivot back into the closed position.
  • the holding function for the air flap 8 is not performed by an electromagnet or a coil, but by a bistable body 22, which is arranged outside the pipe section and the end of which Reaches a locking position when a certain engine or exhaust gas temperature is reached. At a lower temperature, the bistable body 22 assumes a rest position that differs significantly from the locking position. 5, the bistable body 22 is drawn with solid lines in its rest position.
  • the bistable body assumes the position shown in broken lines in FIG. 5, in which it reaches behind the projection 18 in order to hold the air flap in its open position. It is clear that the bimetallic body can also be arranged within the tube section 9. It is then not necessary to guide the lever 17 with the projection 18 through a wall opening in the pipe section 9. On the other hand, the bimetallic body for locking the air flap in its open position can also engage behind a lever 17 on a shaft holding the air flap 8, as shown in FIG. 8.
  • FIGS. 6 to 10 show exemplary embodiments in which the air flap 8 is held on a shaft 10 which is mounted in the wall of the pipe section 9.
  • the shaft 11 is in each case extended at one end 11 ′ to engage a lever 17.
  • an electromagnet 14 according to FIG. 2 an electromagnet 19 according to FIG. 4 and a bimetallic body 22 according to FIG. 5 for holding the air flap 8 in its open position according to FIG. 5.
  • the conditions are chosen so that the When the air flap is open, shaft 11 is rotated into a position in which the levers can lie close to or next to the electromagnet or bimetallic body, so that the electromagnets hold the lever 16 only by magnetic attraction when connected to a voltage source (Fig. 6 ) or couple the armature 20 with the lever 17 (Fig. 7) or latch the bimetallic body 22 with the lever 17 at the selected engine temperature.
  • a piston rod 23 is pushed into the pivoting range of the lever, the piston 26 of which can be displaced in a cylinder 25 against the force of a spring 24 by the oil pressure of the engine.
  • the cylinder 25 is connected to the oil circuit of the engine via a line 27.
  • an electric servomotor 24 ′ acts on the shaft end 11 ′ of the air flap shaft 11, which outputs a torque to the shaft when the motor is switched on, on the basis of which the air flap is held in the open position.
  • the servomotor 24, like the electric motor 14, can be switched on in the ignition circuit of the vehicle.
  • the coupling between the shaft end 11 'and the servomotor is selected such that the air flap can be pivoted freely into the open position by the charge air pressure and is held in the open position only when the servomotor is switched on.
  • the servomotor can be connected to the circuit via the thermal switch 15.
  • the air flap for its pivotable mounting in the charge air line can also be held on a shaft led out of the charge air line, to which a mechanical spring acts to rotate the shaft into the closed position of the air flap and which for the opposite rotation of the shaft into the open position of the air flap is connected via a lever mechanism to at least one piston which is acted upon by the pressure of the air accumulated in the charge air line and / or by the vacuum.
  • the piston can be designed so that in its one end position, in which the air flap is open, it comes to lie against an electromagnet which is switched on in the ignition circuit and holds it in this position as long as the ignition circuit is closed. If the piston is made of plastic, it can be firmly connected to an iron plate, for example, on an end face facing the electromagnet / 11 be, which is held magnetically by the switched-on electromagnet in one end position of the piston.

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Abstract

Stellgerät für eine in der Ladeluftleitung (9) eines insbesondere mittels eines Druckwellen-Aufladegerätes aufgeladenen Verbrennungsmotors angeordnete Luftklappe (8), die während der kalten Startphase des Verbrennungsmotors durch Federkraft in ihrer Absperrstellung gehalten wird. Der Motor erhält in dieser Zeit die Verbrennungsluft über ein Bypassventil (10). Die Luftklappe (8) wird am Ende der Startphase entgegen der Federkraft durch den in der Ladeluftleitung herrschenden Druck in ihre Öffnungsstelle gesteuert. Es ist eine Haltevorrichtung (13, 14) vorgesehen, durch die die Luftklappe in ihrer Öffnungsstelung festgehalten wird, wobei die Haltefunktion der Haltevorrichtung bei eingeschaltetem Zündstromkreis und/oder bei einer vorgegebenen Motor-bzw. Abgastemperatur wirksam ist. Nach dem Stillsetzen des Motors wird die Haltevorrichtung unwirksam und die Luftklappe wird durch die Federkraft wieder in ihre Schließstellung zurückgeführt. Vorzugsweise ist die Luftklappe in Bezug auf ihre Klappenfläche außermittig gelagert (11). Die Haltevorrichtung kann ein in den Zündstromkreis des Fahrzeuges eingeschalteter Elektromagnet (14) sein, der unmittelbar auf die Luftklappe oder auf Vorrichtungen zur Verstellung der Luftklappe einwirkt. Der eingeschaltete Elektromagnet kann zusätzlich zu seiner Haltefunktion die Öffnungsbewegung der Luftklappe oder die Bewegung der Vorrichtung zur Öffnung der Luftklappe unterstützen.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Stellgerät gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
  • Um das Anlassen eines beispielsweise aufgeladenen Dieselmotors zu erleichtern, ist es bekannt, in der Ladeluftleitung eine Luftklappe anzuordnen, die zumindest bis zum Anspringen des Dieselmotors geschlossen und spätestens beim erstmaligen Oberschreiten der Leerlaufdrehzahl nach dem Anlaßvorgang während der ganzen folgenden Laufzeit des Dieselmotors bis zu dessen Abstellen geöffnet ist. Insbesondere bei mit Druckwellen- Aufladegeräten ausgestatteten Dieselmotoren ist eine derartig angeordnete und betätigte Luftklappe erforderlich, da ansonsten infolge der hier vorhandenen Obergänge zwischen Ladeluft- und Abgaskreis während der Anlaufphase bei den ersten Arbeitstakten des Dieselmotors Abgase in die Ladeluftleitung einströmen und den Dieselmotor sofort wieder zum Stillstand bringen können.
  • In der älteren DE-OS 26 31 257 ist bereits ein Stellgerät für eine in der Ladeluftleitung eines insbesondere mittels eines Druckwellen-aufladegerätes aufgeladenen Dieselmotors angeordnete Luftklappe vorgeschlagen worden, die ein Absperrventil aufweist, das in eine Beaufschlagungsleitung von einer Druckölleitung des Dieselmotors zu einem Beaufschlagungsraum für einen die Luftklappe betätigenden Stellkolben eingeordnet ist, der andererseits von einer ständig wirksamen Kraft belastet ist, wobei das Absperrventil in Öffnungsrichtung von einem in einer Schaltrichtung vom Druck in der Ladeluftleitung entgegen der Kraft einer Feder belasteten Steuerkolben betätigbaren und nur bei fehlendem öldruck schließbar ist und wobei das Absperrventil vom Stellkolben gesteuert und nur in der Ruhestellung des Stellkolbens in der die Luftklappe geschlossen ist, bei fehlendem öldruck schließbar ist.
  • Darüberhinaus ist bereits in einem älteren, nicht vorveröffentlichten Vorschlag vorgeschlagen worden, die Luftklappe zu ihrer schnwekbaren Lagerung in der Ladeluftleitung an einer aus der Ladeluftleitung herausgeführten Welle festzuhalten, an die zum Drehen der Welle in die Schließstellung der Luftklappe wenigstens eine Feder angreift und die zum entgegengesetzten Drehen der Welle in die Öffnungsstellung der Luftklappe über ein Hebelgetriebe mit wenigstens einem vom Druck der in der Ladeluftleitung angestauten Luft und/oder von Vakuum beaufschlagten Kolben verbunden ist.
  • Dabei kann die Feder auch eine Bimetallfeder sein, die derart gewählt ist, daß die Luftklappe nach dem Stillsetzen des Motors erst in die Schließstellung geht, wenn der Motor auf eine vorgewählte Temperatur abgekühlt ist.
  • In dem älteren Vorschlag ist auch schon vorgeschlagen worden, die schwenkbare Lagerung der Luftklappe, im Bezug auf die Klappenfläche, außermittig anzuordnen, so daß über die derart unsymmetrische Druckbeaufschlagung der Klappe durch den in der Ladeluftleitung herrschenden Druck zumindest die öffnungsbewegung der Klappe einleitbar ist.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein Stellgerät der eingangs genannnten Art anzugeben, das den gleichen Zweck wie das bekannte und das vorgeschlagene Stellgerät erfüllt, das aber hinsichtlich seines Aufbaues und seiner Funktion jedoch wesentlich vereinfacht ist, woraus nicht nur ein geringerer Platzbedarf bei konstengünstigerer Herstellung und Montage, sondern auch eine erhöhte Funktionssicherheit resultiert. Insbesondere soll die Vorrichtung mittels derer die Luftklappe in die öffnungsstellung bewegbar ist und/oder die Vorrichtung mittels derer die offene Luftklappe die Luftklappe in der öffnungsstellung gehalten wir, wesentlich vereinfacht sein. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
  • Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche.
  • In der Zeichnung ist die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen in weitgehend vereinfachter schematischer Darstellung wiedergegeben. Hierbei zeigt:
    • Fig. 1 die Anordnung eines erfindungsgemäßen Stellgerätes an einem Dieselmotor und
    • Fig. 2 bis 10 verschiedene erfindungsgemäße Stellgeräte.
  • In Fig. 1 ist ein nicht näher dargestellter Dieselmotor mit 1 bezeichnet. Von einem Ansaugfilter 2 führt eine Ansaugleitung 3 zu einem Aufladegerät 4, das einerseits über eine Ladeluftleitung 5 und andererseits über eine Abgasleitung 6 mit dem Motor 1 verbunden ist. Durch eine Leitung 7 können die Abgase vom Aufladegerät 4 zur Atmosphäre abströmen. In die Ladeluftleitung 5 ist eine steuerbare Luftklappe 8 eingeordnet, die sich in einem Rohrabschnitt 9 befindet.
  • Das im nachfolgenden mehr im einzelnen beschriebene Stellgerät steuert die Luftklappe in eine Ruhe- (Sperr-) Stellung, in der der Luftdurchgang durch die Ladeluftleitung 5 gesperrt ist,und in eine Arbeit- (öffnungs-) Stellung, in der die Ladeluftleitung 5 zum Durchgang von verdichteter Luft freigegeben ist.
  • Im Strömungsweg zum Motor 1 ist hinter der Luftklappe 8 ein Schnüffel- oder Bypassventil 10 angeordnet, über das bei geschlossener Luftklappe 8 ab einem bestimmten Unterdruck in dem zum Motor 1 führenden Abschnitt der Ladeluftleitung 5 atmosphärische Luft vom Motor 1 angesaugt wird.
  • Das Aufladegerät 4 kann von beliebiger Bauart sein, vorzugsweise ist es ein Druckwellen- Aufladegerät, in welchem ohne streng definierter Trennung von Abgas und Aufladeluft die in ersterem enthaltene Auspuffenergie zur Kompression der letzteren ausgenützt wird. Der hierzu erforderliche mechanische Antrieb des Aufladegerätes 4 ist in Fig. 1 nicht dargestellt.
  • Fig. 2 zeigt den Rohrabschnitt 9 gegenüber Fig. 1 in vergrößerter Darstellung und im Schnitt. Die Luftklappe 8 ist außermittig um die Achse 11 schwenkbar gelagert. Hierbei ist die Luftklappe 8 in ausgezogenen Linien in der Sperrstellung und in gestrichelten Linien in der öffnungsstellung gezeichnet. Die Achse 11 ist derart angeordnet, daß die Luftklappe in der vollen Öffnungsstellung parallel und nahe der in der Zeichnung linken Innenwandung des Rohrabschnittes 9 zu liegen kommt.
  • Die Luftklappe wird mittels einer nicht dargestellten Feder in der dargestellten Sperrstellung gehalten. Andererseits wird die Luftklappe entgegen der Federkraft vom Ladeluftdruck in die öffnungsstellung bewegt, der in Richtung des Pfeiles 12 gegen die Luftklappe wirkt.
  • Solange sich die Luftklappe 8 in der Schließstellung befindet, saugt der Motor über das Schnüffelventil 10 Frischluft an.
  • An der Luftklappe befindet sich ein ferromagnetisches Plättchen 13, das in der öffnungsstellung der Luftklappe gegenüber dem einen Ende eines Elektromagneten 14 zu liegen kommt, der mit seinem Eisenkern die Wandung des Rohrkörpers durchdringt.
  • Der Elektromagnet ist in den nicht dargestellten Zündstromkreis des Fahrzeuges eingeschaltet. Bei eingeschaltetem Zündstromkreis wird die Luftklappe in ihrer Öffnungsstellung von dem Elektromagneten 14 festgehalten. Wird der Zündstromkreis durch Abschalten des Motors unterbrochen, so bricht das Magnetfeld des Elektromagneten zusammen und die Luftklappe wird durch die auf sie wirkende Federkraft in ihre Sperrstellung zurückgeschwenkt.
  • Nach einer besonderen Ausführung ist der Elektromagnet über einen Thermoschalter 15 an den Zündstromkreis angeschlossen. Der Thermoschalter ist derart eingestellt, daß er den Stromkreis bei laufendem Motor erst schließt, wenn der Motor bzw. die Abgase eine vorgegebene Temperatur angenommen haben. Andererseits schaltet der Thermoschalter den Elektromagneten nach dem Stillsetzen des Motors erst voAeSpannungsquelle ab, wenn er unter die vorgegebene Temperatur abgekühlt ist. Auf die Weise kann der heiße Motor kurzzeitig abgeschaltet bzw. abgewürgt werden, ohne daß die Luftklappe 8 sofort schließt.
  • Sofern die Luftklappe 8 im Bezug auf ihre Klappenfläche außermittig und gemäß Fig. 2 an einem ihrer äußeren Ränder gelagert ist, dann ist es klar, daß die Luftklappe in der Schwenkebene von parallelen Seitenkanten begrenzt sein muß. Entsprechend kann der Rohrabschnitt 9 in dem die Luftklappe eine den Rohrabschnitt abschließende und eine den Rohrabschnitt im wesentlichen freigegebene Stellung einnehmen soll, nicht rund ausgebildet sein.
  • Vielmehr muß der Rohrabschnitt 9 zumindestens im Schwenkbereich der Klappe dieser besonders angepaßt sein, was jedoch kein konstruktives Problem darstellt. Es kann zweckmäßig sein, die Lagerung der Klappenachse bzw. der Klappenwelle 11 nicht an den äußersten Flächenrand der Klappe, sondern mehr in die Mitte hinein zu verlegen, wobei jedoch ein genügender Abstand vom Klappenzentrum eingehalten werden muß, ohne den die Klappe von dem Ladeluftdruck nicht in die Öffnungsstellung bewegt werden kann. Eine solche Klappenlagerung zeigen die Fig. 3 bis 5, wobei auch hier die Klappe 8 jeweils in ihrer Abschlußstellung in ausgezogenen Linien und in offener Stellung in gestrichelten Linien gezeichnet ist.
  • In den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 3 bis 5 werden die Klappen 8 jeweils wie in Fig. 1 durch eine Federkraft in der Schließstellung gehalten. Die Klappen 8 sind also nur entgegen der Federkraft in ihre durch gestrichelte Linien angedeutete volle öffnungsstellung verschwenkbar. Die Verschwenkung in die Öffnungsstellung erfolgt hier ebenfalls allein durch den Ladeluftdruck, der durch den Pfeil 12 symbolisiert ist. Der Ladeluftdruck kann nach Fig. 3 aber auch dazu ausreichen, nur die öffnungsbewegung der Klappe einzuleiten. Der restliche öffnungshub wird dann von dem Elektromagneten ausgeführt oder er wirkt wenigstens unterstützend auf den öffnungshub bis in die volle öffnungsstellung der Klappe.
  • Hierzu ist von der Klappe 8 mit Abstand von der Lagerstelle 11 ein Hebel 16 angebracht, der aus einem ferromagnetischen Material besteht und beim Verschwenken der Klappe in die öffnungsstellung durch den Rohrabschnitt 9 hindurch ankerartig in den Hohlraum einerMagnetspule 14' eingreift. Die Magnetspule 14 ist direkt oder über einen Thermoschalter an den Zündstromkreis angeschlossen. Liegt an der Magnetspule 14' Strom und wird die Öffnungsbewegung der Luftklappe von dem Ladeluftdruck eingeleitet, so taucht der Hebel 16 in den Hohlraum der Magnetspule ein, die diesen in sich hineinzieht, wobei die Klappe in die gestrichelt angedeutete öffnungsstellung geschwenkt wird.
  • In dieser Stellung verbleibt die Luftklappe 8 entgegen auf sie wirkenden Federkraft zur Rückstellung in die Schließstellung, bis die Stromzufuhr zur Magnetspule abgeschaltet wird und das Magnetfeld der Magnetspule zusammenbricht. Das kann entsprechend der Ausführung nach Fig. 1 durch Abschalten des Motors und Unterbrechen des Zündstromkreises oder durch eine Unterbrechung des Stromkreises durch den Thermoschalter 15 geschehen, wie er im Zusammenhang in Fig. 1 beschrieben worden ist.
  • Der Hebel 16 ist hier kreisbogenförmig gekrümmt, damit er durch ein einfaches Loch im Rohrabschnitt 9 hindurchgeführt werden kann. Wie nachfolgend anhand von Fig. 6 gezeigt, kann der Hebel 16 aber auch außerhalb des Rohrabschnittes an einer die Luftklappe 8 haltenden Welle 11 angreifen, deren eines Ende 11' hierzu über seine Lagerstelle im Rohrabschnitt hinaus verlängert ist. Gemäß
  • Fig. 4 befindet sich an der Luftklappe 8 statt des Hebels 16 ein Hebel 17 mit einem Vorsprung 18, der mit der Klappe in ihrer öffnungsstellung die in Fig. 4 gestrichelt gezeichnete Stellung einnimmt. In dieser Stellung durchragt der Hebel 17 mit seinem Vorsprung 18 den Rohrabschnitt 9 an einer hierzu vorgesehenen Stelle, wie es in Fig. 4 schematisch dargestellt ist. Außerhalb des Rohrabschnittes 9 befindet sich ein Elektromagnet 19, dessen Anker 20 mit einem hakenartigen Vorsprung 21 versehen ist. Bei Anschluß des Elektromagneten 19 an einer Spannungsquelle wird der Anker 20 angezogen. Sofern die Luftklappe vom Ladeluftdruck bereits in die öffnungsstellung geschwenkt worden ist, greift der hakenartige Vorsprung 21 hinter den Vorsprung bzw. Einkerbung am Hebel 17, wodurch die Luftklappe in der öffnungsstellung festgehalten ist. Die Luftklappe kann dann erst durch die Kraft der auf sie einwirkenden Feder in die in ausgezogenen Linien gezeichnete Schließstellung zurückschwenken, wenn der Strom zum Elektromagneten 19 unterbrochen ist und infolgedessen sein Anker 20 abgesenkt ist, wodurch der Hebel 17 wieder frei kommt. Auch hier kann der Elektromagnet durch einen Thermoschalter 15 an den Zündstromkreis angeschlossen sein. Außerdem kann der Hebel 17 auch außerhalb des Rohrabschnittes 8 an einer die Luftklappe tra- genden Welle angebracht sein, wie noch anhand von Fig. 7 beschrieben wird.
  • Ist der Elektromagnet 19 bereits erregt und der Anker demzufolge angezogen, bevor die Luftklappe in ihre volle öffnungsstellung geschwenkt worden ist, dann kann dennoch der Hebel mit seinem Vorsprung hinter den Vorsprung 21 am Anker einrasten bzw. einschnappen. Hierzu sind an sich bekannte nicht näher dargestellte federelastische Glieder vorhanden, die ein Einschnappen bzw. Einrasten des Hebels hinter dem Vorsprung 21 des Ankers erlauben, um die Luftklappe in der öffnungsstellung festzuhalten. Erst wenn der Stromfluß zum Elektromagneten unterbrochen ist, fällt der Anker 20 ab und die Luftklappe wird wieder freigegeben, um in die Abschlußstellung zurückzuschwenken.
  • Die Auführung nach Fig. 5 unterscheidet sich nach den bisher beschriebenen Ausführungsformen insoweit, als die Haltefunktion für die Luftklappe 8 nicht von einem Elektromagneten bzw. einer Spule übernommen wird, sondern von einem bistabilen Körper 22, der außerhalb des Rohrabschnittes angeordnet ist und dessen Ende bei Erreichen einer bestimmten Motor- bzw. Abgastemperatur eine Verriegelungsstellung einnimmt. Bei einer geringeren Temperatur nimmt der bistabile Körper 22 eine von der Verriegelungsstellung deutlich abweichende Ruhestellung ein. In Fig. 5 ist der bistabile Körper 22 mit ausgezogenen Linien in seiner Ruhestellung gezeichnet. An der außermittig gelagerten Luftklappe 8 befindet sich ein Hebel 17 mit seinem hakenartigen Vorsprung 18. Ist die Luftklappe aus ihrer Absperrstellung vom Ladeluftdruck 12 in ihre öffnungsstellung geschwenkt, wie es die gestrichelten Linien in Fig. 5 andeuten, dann ragt der Hebel 17 mit dem Vorsprung 18 durch eine öffnung in den Rohrabschnitt 9.
  • Besitzt jetzt der Motor bzw. das Abgas die vorhergesehene Temperatur, so nimmt der bistabile Körper die in Fig. 5 gestrichelte Stellung ein, in der er zum Festhalten der Luftklappe in ihrer öffnungsstellung hinter den Vorsprung 18 greift. Es ist klar, daß der Bimetallkörper auch innerhalb des Rohrabschnittes 9 angeordnet sein kann. Es ist dann nicht erforderlich den Hebel 17 mit dem Vorsprung 18 durch eine Wandöffnung im Rohrabschnitt 9 zu führen. Andererseits kann der Bimetallkörper zur Sperrung der Luftklappe in ihrer öffnungsstellung auch hinter einen Hebel 17 an einer die Luftklappe 8 haltenden Welle greifen wie es in Fig. 8 gezeigt ist. Sollte der Bimetallkörper sich bereits in seinerverriegelungsstellung befinden, bevor die Luftklappe mit dem Hebel 17 in die volle öffnungsstellung geschwenkt ist, so ist auch hierbei eine Kupplung zwischen dem Bimetallkörper und dem Hebel 17 aufgrund von federelastischen Klinken oder dergleichen Gliedern am Hebel möglich was keiner näheren Ausführung bedarf.
  • Die Fig. 6 bis 10 zeigen Ausführungsbeispiele, in denen die Luftklappe 8 jeweils an einer Welle 10 festgehalten ist, die in der Wandung des Rohrabschnittes 9 gelagert ist. Die Welle 11 ist in den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 6 bis 8 und 10 jeweils an ihrem einen Ende 11' zum Angriff eines Hebels 17 verlängert. Gegenüber dem Hebel 17 befindet sich zum esthalten der Luftklappe 8 in ihrer öffnungsstellung gemäß Fig. 6 ein Elektromagnet 14 entsprechend Fig. 2, ein Elektromagnet 19 entsprechend Fig. 4 und ein Bimetallkörper 22 entsprechend Fig. 5. Die Verhältnisse sind so gewählt, daß die Welle 11 bei offener Luftklappe jeweils in eine Lage gedreht sind, in der die Hebel dicht vor oder neben dem Elektromagneten bzw. Bimetallkörper zu liegen komnen, so daß die Elektromagneten beim Anschluß an eine Spannungsquelle den Hebel 16 nur durch magnetische Anziehungskräfte festhalten (Fig. 6) oder den Anker 20 mit dem Hebel 17 kuppeln (Fig.7) oder den Bimetallkörper 22 bei der gewählten Motortemperatur mit dem Hebel 17 verklinken.
  • In Fig. 10 wird statt eines Magnetankers oder eines Bimetallkörpers in den Schwenkbereich des Hebels eine Kolbenstange 23 geschoben, deren Kolben 26 entgegen der Kraft einer Feder 24 in einem Zylinder 25 durch den öldruck des Motors verschiebbar ist. Hierzu ist der Zylinder 25 über eine Leitung 27 an den Ölkreislauf des Motors angeschlossen.
  • In Fig. 9 greift an das Wellenende 11' der Luftklappenwelle 11 ein elektrischer Stellmotor 24' an, der beim Einschalten des Motors an die Welle einen Drehmoment abgibt, aufgrund dessen die Luftklappe in der Öffnungsstellung gehalten wird. Der Stellmotor 24 kann wie der Elektromotor 14 in den Zündstromkreis des Fahrzeuges eingeschaltet sein. Die Kupplung zwischen dem Wellenende 11' und dem Stellmotor ist so gewählt, daß die Luftklappe ungehindert vom Stellmotor durch den Ladeluftdruck in die öffnungsstellung verschwenkt werden kann und erst beim Einschalten des Stellmotors in die Uffnungsstellung gehalten wird. Wie auch der Elektromagnet 14, kann der Stellmotor über den Thermoschalter 15 an den Stromkreis angeschlossen sein.
  • Wie bereits in dem eingangs erwähnten älteren nicht vorveröffentlichten Vorschlag vorgeschlagen, kann die Luftklappe zu ihrer schwenkbaren Lagerung in der Ladeluftleitung auch an einer aus der Ladeluftleitung herausgeführten Welle festgehalten sein, an die zum Drehen der Welle in die Schließstellung der Luftklappe eine mechanische Feder angreift und die zum entgegengesetzten Drehen der Welle in die Öffnungsstellung der Luftklappe über ein Hebelgetriebe mit wenigstens einem vom Druck der in der Ladeluftleitung angestauten Luft und/oder vom Vakuum beaufschlagten Kolben verbunden ist.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung kann der Kolben so ausgebildet sein, daß er in seiner einen Endstellung,in der die Luftklappe geöffnet ist, gegenüber einem in den Zündstromkreis eingeschalteten Elektromagneten zu liegen kommt, der ihn in dieser Stellung festhält, solange der Zündstromkreis geschlossen ist. Besteht der Kolben aus Kunststoff, so kann er an einer dem Elektromagneten zugewandten Stirnfläche z.B. mit einer Eisenplatte fest verbunden /11 sein, die von dem eingeschalteten Elektromagenten in der einen Endstellung des Kolbens magnetisch festgehalten wird.

Claims (15)

1. Stellgerät für eine in der Ladeluftleitungeines insbesondere mittels eines Druckwellen-Aufladegerätes aufgeladenen Verbrennungsmotors angeordnete Luftklappe, die während der kalten Startphase des Verbrennungsmotors durch Federkraft in ihrer Absperrstellung gehalten ist, wobei der Motor die Verbrennungsluft über ein Bypassventil erhält, die am Ende der Startphase entgegen der Federkraft in ihre öffnungsstellung gesteuert und während des Motorlaufs in ihrer öffnungsstellung gehalten wird und die nach dem Stillsetzen des Motors durch die Federkraft wieder in ihre Schließstellung zurückgeht, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftklappe durch den in der Ladeluftleitung herrschenden Druck nach der Kaltstartphase in die öffnungsstellung oder wenigstens in Öffnungsrichtung gesteuert ist und eine Haltevorrichtung vorgesehen ist, durch die die Luftklappe in ihrer Öffnungsstellung festgehalten ist, wobei die Haltefunktion der Haltevorrichtung bei eingeschaltetem Zündstromkreis und/oder bei einer vorgegebenen Motor- bzw. Abgastemperatur wirksam ist.
2. Stellgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftklappe in Bezug auf ihre Klappenfläche außermittig gelagert ist.
3. Stellgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltevorrichtung ein in den Zündstromkreis des Fahrzeuges eingeschalteter Elektromagnet ist, der unmittelbar auf die Luftklappe oder auf Vorrichtungen zur Verstellung der Luftklappe einwirkt.
4. Stellgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der eingeschaltete Elektromagnet zusätzlich zu seiner Haltefunktion die öffnungsbewegung der Luftklappe oder die Bewegung der Vorrichtung zur öffnung der Luftklappe unterstützt.
5. Stellgerät nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil der Luftklappe bzw. ein Teil der die Luftklappe steuernden Vorrichtung aus einem ferromagnetischen Material besteht, das zur Unterstützung der öffnungsbewegung der Luftklappe und/oder zum Festhalten der Luftklappe in ihrer öffnungsstellung von dem eingeschalteten Elektromagneten angezogen wird.
6. Stellgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß mit Abstand von der Klappenlagerung an der Luftklappe wenigstens ein Hebel aus einem ferromagnetischen Material angreift, der ankerartig in eine Magnetspule eingreift, die den Elektromagneten bildet.
7. Stellgerät nach Anspruch 3 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftklappe auf einer Welle festgehalten ist, die zum Verschwenken der Luftklappe drehbar gelagert ist, wobei außerhalb der Ladeluftleitung an die Welle wenigstens ein Hebel angreift, der zur Un- - terstützung der öffnungsbewegung der Luftklappe und/oder zum Festhalten der Luftklappe in ihrer Öffnungsstellung von dem eingeschalteten Elektromagneten angezogen wird.
8. Stellgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltevorrichtung wenigstens eine mechanische Rastierung ist, die aus einer unwirksamen Stellung in eine wirksame Stellung zum Festhalten der Luftklappe in der Öffnungsstellung bringbar ist.
9. Stellgerät nach Anspruch 8, dadurch gkennzeichnet, daß an der Luftklappe und/oder an der die Luftklappe tragenden Welle wenigstens ein Hebel angreift, der in der Öffnungsstellung der Luftklappe mit der Rastierung gekuppelt ist.
10. Stellgerät nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastierung von einem in den Zündstromkreis eingeschalteten Elektromagneten gesteuert ist.
11. Stellgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltevorrichtung ein in den Zündstromkreis des Fahrzeuges eingeschalteter elektrischer Stellmotor ist, der im Betrieb auf die die Luftklappe tragende Welle ein die Luftklappe in der Öffnungsstellung haltendes Drehmoment abgibt.
12. Stellgerät nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltevorrichtung über einen von der Motorwärme bzw. von der Abgastemperatur gesteuerten Thermoschalter in den Zündstromkreis eingeschaltet ist.
13. Stellgerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastierung von einem Bimetallkörper gebildet ist, der bei einer vorgegebenen Motor- bzw. Ladelufttemperatur seine Rasterstellung einnimmt, in der er mit einem an den der Luftklappe oder an der Luftklappenwelle angreifenden Hebel gekuppelt ist und der bei einer Motortemperatur unterhalb der vorgegebenen Temperatur den Hebel wieder freigibt.
14. Stellgerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastierung vom Öldruck des Fahrzeuges gesteuert ist.
15. Stellgerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltevorrichtung sich in ihrer wirksamen Stellung befindet, bevor die Luftklappe die volle öffnungsstellung eingenommen hat, und daß bei Erreichen der vollen öffnungsstellung der Luftklappe ein mit der Luftklappe oder der Luftklappenwelle verbundener Hebel zum Festhalten der Luftklappe in ihrer Uffnungsstellung federelastisch in die Haltevorrichtung einklinkt, und daß die Haltevorrichtung bei einer Verschiebung bzw. Verschwenkung in ihre unwirksame Stellung den Hebel freigibt.
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