EP3423694A1 - Frischluftzuführungseinrichtung für eine brennkraftmaschine eines kraftfahrzeugs - Google Patents

Frischluftzuführungseinrichtung für eine brennkraftmaschine eines kraftfahrzeugs

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EP3423694A1
EP3423694A1 EP17709629.4A EP17709629A EP3423694A1 EP 3423694 A1 EP3423694 A1 EP 3423694A1 EP 17709629 A EP17709629 A EP 17709629A EP 3423694 A1 EP3423694 A1 EP 3423694A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
flap
housing
frischluftzuführeinrichtung
fresh air
shaft
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP17709629.4A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Jochen Eichner
Daniel SCHATZ
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Mahle International GmbH
Original Assignee
Mahle International GmbH
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Filing date
Publication date
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Publication of EP3423694A1 publication Critical patent/EP3423694A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the invention relates to a Frischluftzu211 adopted for an internal combustion engine of a motor vehicle and an internal combustion engine with such a fresh air supply device.
  • a fresh air supply device comprises an internal combustion engine, a housing which is prepared for mounting on a cylinder head of an internal combustion engine. Furthermore, a flap arrangement can be arranged in the housing, which has flaps for controlling the cylinder of the internal combustion engine for controlling a fresh air flow to the respective cylinder. Moreover, it is in principle possible for the flap arrangement to comprise a common setting shaft, which is connected in a rotationally fixed manner to the flaps and which is rotatably mounted in bearings of the flap arrangement about an axis of rotation.
  • the present invention addresses the problem of providing for a fresh air supply an improved or at least another embodiment, which is characterized in particular by a simplified manufacturability and thus also by reduced manufacturing costs.
  • the basic idea of the invention is therefore to provide an actuating shaft of a flap arrangement of a fresh air supply device with a crank which is connected to a stop formed on the housing of the fresh air supply device. cooperates to restrict in this way the rotational movement of the actuating shaft to the rotation angle range required for the correct operation of the flap assembly.
  • the provision of a separate stop at the actuating shaft can be dispensed with in the case of the fresh air supply device according to the invention with the cranking invention described above, which is essential to the invention.
  • the flap assembly includes cylinders for the internal combustion engine at least one flap for controlling a fresh air flow through a fresh air path to the respective cylinder.
  • the flap assembly comprises a common control shaft which is rotatably connected to the at least one flap and which is rotatably mounted in bearings of the flap assembly about an axis of rotation.
  • the adjusting shaft comprises, at a distance from the at least one flap, at least one actuating shaft section in which the actuating shaft has a crank. The offset cooperates with a housing formed on the stop for limiting the rotational movement of the control shaft.
  • the adjusting shaft with respect to its rotational movement about the axis of rotation at least one end position, in which rests the at least one control shaft portion on the housing or a stationary connected to the housing component.
  • the housing or said component acts on the shaft portion of the actuating shaft as a stop.
  • the rotational movement of the actuating shaft can be restricted by suitable in the manner typically required to a certain angle of rotation range of less than 360 °.
  • the control shaft between a closed position, in which the at least one flap closes the fresh air path, and an open position in which the flap clears the fresh air path for flowing with fresh air with maximum flow cross-section, adjustable.
  • the flow cross-section of the fresh air can be adjusted continuously between a zero value and a maximum value by means of the actuating shaft using the cranking essential to the invention.
  • the actuating shaft with respect to its rotational movement about the axis of rotation on a first end position, in which the shaft portion rests against a first housing wall portion of the housing.
  • the first end position is identical to the closed position or, alternatively, identical to the open position. Since in this variant a part of the housing assumes the function of acting on the crank of the shaft as a stop member, the provision of a separate stop on the housing can be omitted. This simplifies the production of the fresh air supply device.
  • another component instead of the first housing wall section, another component, in particular separate from the housing, can assume the function of said stop. This allows the use of variously designed components as a stop.
  • the actuating shaft with respect to its rotational movement about the axis of rotation on the second end position different from the first end position, in which rests the at least one control shaft portion on a second housing wall portion of the housing.
  • the second end position is identical to the open position or, alternatively, identical to the closed position.
  • This variant also simplifies the production of the fresh air supply device.
  • the fresh air duct in the region of the control shaft at least a first and a second enclosure, wherein the second enclosure is arranged at a distance from the first enclosure.
  • At least the first enclosure encloses a controllable with the at least one flap flow cross-section.
  • the first control shaft section is arranged with the crank in an area between the two enclosures.
  • both borders limit the fresh air duct, which preferably supplies a certain cylinder of the internal combustion engine with fresh air.
  • the second flow cross section remains constant and thus allows, regardless of the set rotational position of the control shaft, the constant provision of a constant "offsets" of fresh air to the cylinders of the internal combustion engine is arranged with the crank in this variant between the two enclosures, the required for the control shaft section and for the co-operation with the stop stop can be kept low.
  • first and / or second housing wall portion may be arranged between the two enclosures.
  • only little space is required for the provision of said attack.
  • the first and / or second housing wall section connects the two enclosures with each other.
  • the two housing wall sections can form a 90 ° angle with each other.
  • a further preferred embodiment is connected, in which the two housing wall sections are formed integrally on the housing.
  • This variant is particularly recommended if the housing is to be made of plastic and manufactured by means of a plastic injection molding process.
  • a virtual flap level is defined by a position of the at least one flap in the closed position of the actuating shaft.
  • the first or the second housing wall section is arranged in this valve plane or in a plane which extends parallel to this valve plane.
  • no flap is arranged in the at least one control shaft section.
  • control shaft has at least one additional control shaft section with a crank, in the region of which the at least one flap is connected in a rotationally fixed manner to the control shaft.
  • the flap can mechanically particularly stable and rotationally fixed to the shaft.
  • such a design of the shaft is to to the additional control shaft section a flap, preferably made of plastic, to inject.
  • the crank in the additional control shaft section thus serves to attach the flap of the flap assembly and not to limit the rotational movement of the control shaft by cooperating with a stop formed on the housing.
  • control shaft is integrally formed. This measure is accompanied by low production costs for the Frischluftzu211 adopted.
  • the control shaft including the at least one flap may preferably be made of a metal.
  • an axial direction is defined by the axis of rotation.
  • the adjusting shaft portion with the crank is an axial end portion of the actuating shaft. This allows an arrangement of the crank and the associated stop near a drive device for adjusting the control shaft. Thus, a possible mechanical breakage of the actuating shaft in the region of the stop can be detected particularly easily, since in this case all valves present on the actuating shaft are affected and can no longer be adjusted.
  • the fresh air supply device comprises a, preferably electrical, drive device which is drive-connected to a longitudinal end of the actuating shaft.
  • the control shaft is rotatably connected with at least two flaps, which are arranged at a distance from each other.
  • the control shaft section with the crank is arranged axially between the longitudinal end of the control shaft and the axially adjacent flap of the drive device. In this way, a possible mechanical breakage of the actuating shaft in the region of the stop can be detected particularly easily.
  • the invention further relates to an internal combustion engine with a fresh air supply device presented above. The advantages of the fresh air supply device explained above are therefore also transferred to the internal combustion engine.
  • FIG. 1 shows an example of a fresh air supply device according to the invention, in which the actuating shaft is in a first end position, which corresponds to an open position of the flap,
  • FIG. 5 shows the flap arrangement of FIGS. 1 to 4 in a separate representation
  • Fig. 6 shows a variant of the flap assembly of Figure 4, in which a plurality of flaps are arranged on the control shaft.
  • Figure 1 shows an example of a Frischluftzu réelle Road 1 according to the invention for an internal combustion engine not shown in the figures.
  • the fresh air supply device 1 comprises a housing 2 and one in the housing 2
  • the flap assembly 3 has the cylinder for the internal combustion engine (not shown) at least one flap 4 for controlling a fresh air flow through a fresh luftpf ad 5 through to the respective cylinder.
  • the flap assembly 3 comprises a control shaft 6 which is rotatably connected to the flap 4 and which is mounted in bearings (not shown in the figures for clarity) of the flap assembly 3 about a rotation axis D rotatably mounted on the housing 2.
  • the control shaft 6 including the at least one flap 4 may preferably be made of a metal.
  • control shaft 6 comprises a control shaft section 7, in which the control shaft 6 has a crank 8.
  • the fresh air path 5 has a first and a second enclosure 9a, 9b in the region of the control shaft 6, wherein the second enclosure 9b is arranged at a distance from the first enclosure 9a.
  • the first enclosure 9a summarizes a controllable with the flap 4 flow cross-section.
  • the second enclosure 9b summarizes a flow cross-section, which is not variable with a flap.
  • the control shaft portion 7 is arranged with the crank 8 in a region 14 of the housing 2 between the two enclosures 9a, 9b.
  • the actuating shaft 6 with the flap 4 is adjustable between an open position shown in Figure 1 and a closed position shown in Figure 2.
  • the flap 4 In the open position shown in Figure 1, the flap 4 is the fresh air path 5 for flowing with fresh air with maximum flow cross-section freely.
  • the flap 4 In the closed position according to FIG. 2, the flap 4 closes the fresh air path 5 enclosed by the surround 9a.
  • the adjusting shaft 6 has with respect to its rotational movement about the axis of rotation D a first end position and a second end position different from the first end position, in which the shaft portion on the housing 2 or a stationary connected to the housing member (not shown). This means that the housing 2 or the component acts on the control shaft section 7 of the control shaft 6 as a stop 13.
  • FIG. 1 shows the control shaft 6 in the first end position.
  • the control shaft section 7 rests against a first housing wall section 10a of the housing.
  • the first end position is identical to the open position of the control shaft 6.
  • Figure 3 shows the arrangement of Figure 1 in a view perpendicular to the axis of rotation D of the control shaft.
  • FIG. 2 shows the control shaft 6 in the second end position.
  • the adjusting shaft section 7 bears against a second housing wall section 10b of the housing 2, which is different from the first housing wall section 10a.
  • the second end position is identical to the closed position of the control shaft 6.
  • Figure 4 shows the arrangement of Figure 2 in a view perpendicular to the axis of rotation D of the control shaft. 6
  • first end position may also be identical to the closed position and the second end position may be identical to the open position of the actuating shaft 6.
  • Both the first and the second housing wall section 10a, 10b are arranged laterally between the two enclosures 9a, 9b.
  • the first and the second housing wall sections 10a, 10b connect the two enclosures 9a, 9b with one another.
  • the two housing wall sections are integrally formed on the housing 2 and form a 90 ° angle with each other.
  • the second housing wall section 10b is arranged in this virtual flap plane or in a plane spaced and parallel to this virtual flap plane.
  • control shaft 6 in addition to at least one control shaft section 7 an additional control shaft section 1 1, also with a crank 12, in Area of which the flap 4 is rotatably connected to the control shaft 6.
  • control shaft 6 is integrally formed and consists of a metal.
  • the flap 4 off Plastic is molded onto the control shaft 6, in the region of the additional control shaft section 1 1, in which the crank 12 is present.
  • the flap arrangement 3 shown in FIG. 6 extracts that not only a single flap 4 can be arranged on the control shaft 6, but also several flaps 4 spaced apart from one another, each being used to control the flow cross section of a respective fresh air path (not shown in FIG ).
  • an axial direction A is defined by the axis of rotation D.
  • the adjusting shaft section 7 with the crank 8 is therefore an axial end section 22 of the control shaft 6.
  • This allows an arrangement of the crank 8 and the associated stop (not shown in Figure 6) in the immediate vicinity of an electric drive means 20 - this is only rough schematic in Figure 6
  • the actuating shaft section 7 with the crank 8 is arranged axially between a longitudinal end 21 of the control shaft 6 and the drive means 20 axially adjacent flap 4. In this way, a possible mechanical breakage of the actuating shaft 6 in the region of the stop 13 can be detected particularly easily, since in this case all valves 4 present on the actuating shaft 4 are affected and can no longer be adjusted by means of the electric drive device 20. This is particularly easy to detect.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Frischluftzuführeinrichtung (1) für eine Brennkraftma- schine, -mit einem Gehäuse (2) und mit einer im Gehäuse (2) angeordneten Klappena- nordnung (3), die für Zylinder der Brennkraftmaschine wenigstens eine Klappe (4) zum Steuern eines Frischluftstroms durch einen Frischluftpfad (5) hindurch zum jeweiligen Zylinder aufweist, -wobei die Klappenanordnung (3) eine gemeinsame Stellwelle (6) umfasst, die mit der wenigstens einen Klappe (4) drehfest verbunden ist und die in Lagern der Klappenanordnung (3) um eine Drehachse (D) drehbargelagert ist, -wobei die Stellwelle (6) wenigstens einen Stellwellenabschnitt (7) umfasst, in welchem die Stellwelle (6) eine Kröpfung (8) aufweist, die mit einem am Ge- häuse (2) ausgebildeten Anschlag (13) zur Begrenzung der Drehbewegung der Stellwelle (6) zusammenwirkt.

Description

Frischluftzuführungseinrichtung
für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs
Die Erfindung betrifft eine Frischluftzuführeinrichtung für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs sowie eine Brennkraftmaschine mit einer solchen Frischluftzuführungseinrichtung.
Üblicherweise umfasst eine Frischluftzuführeinrichtung eine Brennkraftmaschine ein Gehäuse, das zur Montage an einem Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine vorbereitet ist. Ferner kann im Gehäuse eine Klappenanordnung angeordnet sein, die für Zylinder der Brennkraftmaschine Klappen zum Steuern eines Frischluftstroms zum jeweiligen Zylinder aufweist. Außerdem ist es grundsätzlich möglich, dass die Klappenanordnung eine gemeinsame Stellwelle umfasst, die mit den Klappen drehfest verbunden ist und die in Lagern der Klappenanordnung um eine Drehachse drehbar gelagert ist.
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für eine Frischluftzuführeinrichtung eine verbesserte oder zumindest eine andere Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere durch eine vereinfachte Herstellbarkeit und somit auch durch reduzierte Herstellungskosten auszeichnet.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
Grundgedanke der Erfindung ist demnach, eine Stellwelle einer Klappenanordnung einer Frischluftzuführeinrichtung mit einer Kröpfung zu versehen, welche mit einem am Gehäuse der Frischluftzuführeinrichtung ausgebildeten Anschlag zu- sammenwirkt, um auf diese Weise die Drehbewegung der Stellwelle auf den für die korrekte Funktionsweise der Klappenanordnung erforderlichen Drehwinkelbereich einzuschränken. Die Bereitstellung eines separaten Anschlags an der Stellewelle kann bei der erfindungsgemäßen Frischluftzuführeinrichtung mit der voranstehend beschriebenen, erfindungswesentlichen Kröpfung entfallen. Dies führt zu erheblichen Kosteneinsparungen bei der Herstellung der Klappenanordnung und somit der gesamten Frischluftzuführeinrichtung.
Eine erfindungsgemäße Frischluftzuführeinrichtung für eine Brennkraftmaschine umfasst ein Gehäuse und eine im Gehäuse angeordnete Klappenanordnung. Die Klappenanordnung weist für Zylinder der Brennkraftmaschine wenigstens eine Klappe zum Steuern eines Frischluftstroms durch einen Frischluftpfad hindurch zum jeweiligen Zylinder auf. Die Klappenanordnung umfasst eine gemeinsame Stellwelle, die mit der wenigstens einen Klappe drehfest verbunden ist und die in Lagern der Klappenanordnung um eine Drehachse drehbar gelagert ist. Erfindungsgemäß umfasst die Stellwelle im Abstand zur wenigstens einen Klappe wenigstens einen Stellwellenabschnitt, in welchem die Stellwelle eine Kröpfung aufweist. Die Kröpfung wirkt mit einem am Gehäuse ausgebildeten Anschlag zur Begrenzung der Drehbewegung der Stellwelle zusammen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist die Stellwelle bezüglich ihrer Drehbewegung um die Drehachse wenigstens eine Endposition auf, in welcher der wenigstens eine Stellwellenabschnitt am Gehäuse oder einem ortsfest mit dem Gehäuse verbundenen Bauteil anliegt. Bei dieser Konfiguration wirkt das Gehäuse bzw. besagtes Bauteil auf den Wellenabschnitt der Stellwelle als Anschlag. Auf diese Weise kann die Drehbewegung der Stellwelle durch geeignet in der typischerweise erforderlichen Weise auf einen bestimmten Drehwinkelbereich von weniger als 360° eingeschränkt werden. Besonders bevorzugt ist die Stellwelle zwischen einer eine Schließstellung, in welcher die wenigstens eine Klappe den Frischluftpfad verschließt, und einer Offenstellung, in welcher die Klappe den Frisch luftpfad zum Durchströmen mit Frischluft mit maximalem Strömungsquerschnitt freigibt, verstellbar. Bei dieser Variante kann mit Hilfe der Stellwelle unter Verwendung der erfindungswesentlichen Kröpfung der Strömungsquerschnitt der Frischluft stufenlos zwischen einem Null- Wert und einem Maximalwert verstellt werden.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung weist die Stellwelle bezüglich ihrer Drehbewegung um die Drehachse eine erste Endposition auf, in welcher der Wellenabschnitt an einem ersten Gehäusewandabschnitt des Gehäuses anliegt. Bei dieser Variante ist die erste Endposition identisch mit der Schließstellung oder, alternativ dazu, identisch mit der Offenstellung. Da bei dieser Variante ein Teil des Gehäuses die Funktion eines auf die Kröpfung der Welle als Anschlag wirkenden Bauteils übernimmt, kann die Bereitstellung eines separaten Anschlags am Gehäuse entfallen. Dies vereinfacht die Herstellung der Frischluftzuführungseinrichtung. In einer anderen Variante kann anstelle des ersten Gehäusewandabschnitts ein anderes, insbesondere zum Gehäuse separates, Bauteil die Funktion besagten Anschlags übernehmen. Dies erlaubt die Verwendung verschiedenartig ausgebildeter Bauteile als Anschlag.
Bei einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung weist die Stellwelle bezüglich ihrer Drehbewegung um die Drehachse eine von der ersten Endposition verschiedene zweite Endposition auf, in welcher der wenigstens eine Stellwellenabschnitt an einem zweiten Gehäusewandabschnitt des Gehäuses anliegt. Bei dieser Variante ist die zweite Endposition identisch mit der Offenstellung oder, alternativ dazu, identisch mit der Schließstellung. Auch diese Variante vereinfacht die Herstellung der Frischluftzuführungseinrichtung. In einer anderen Variante kann anstelle des ersten Gehäusewandabschnitts ein anderes, insbesondere zum Gehäuse separates, Bauteil die Funktion besagten Anschlags übernehmen.
Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform weist der Frischluftkanal im Bereich der Stellwelle wenigstens eine erste und eine zweite Einfassung auf, wobei die zweite Einfassung im Abstand zur ersten Einfassung angeordnet ist. Wenigstens die erste Einfassung fasst einen mit der wenigstens einen Klappe steuerbaren Strömungsquerschnitt ein. Dabei ist der erste Stellwellenabschnitt mit der Kröpfung in einem Bereich zwischen den beiden Einfassungen angeordnet. Bei dieser Variante begrenzen beide Einfassungen den Frischluftkanal, der vorzugsweise einen bestimmten Zylinder der Brennkraftmaschine mit Frischluft versorgt. Mittels der ersten Klappe kann also der erste Strömungsquerschnitt zwischen einem Null-Wert und einem Maximalwert variiert werden. Für den Fall, dass in der zweiten Einfassung keine Klappe vorgesehen ist, bleibt der zweite Strömungsquerschnitt konstant und erlaubt somit, unabhängig von der eingestellten Drehposition der Stellwelle, die ständige Bereitstellung eines konstanten„Offsets" an Frischluft an die Zylinder der Brennkraftmaschine. Da der Stellwellenabschnitt mit der Kröpfung bei dieser Variante zwischen den beiden Einfassungen angeordnet ist, kann der für den Stellwellenabschnitt und für den mit der Kröpfung zusammenwirkenden Anschlag erforderliche gering gehalten werden.
Besonders zweckmäßig können der erste und/oder zweite Gehäusewandabschnitt zwischen den beiden Einfassungen angeordnet sein. Bei dieser Variante wird für die Bereitstellung besagten Anschlags nur wenig Bauraum benötigt.
Besonders wenig Bauraum erfordert eine vorteilhafte Weiterbildung, bei welcher der erste und/oder zweite Gehäusewandabschnitt die beiden Einfassungen miteinander verbindet. Besonders zweckmäßig können die beiden Gehäusewandabschnitte einen 90°- Winkel miteinander ausbilden. Mittels dieser Maßnahme lässt sich auf technisch einfache Weise der zwischen der Offen- und Schließstellung normalerweise erforderliche rechte Winkel realisieren.
Mit besonders geringen Fertigungskosten ist eine weitere bevorzugte Ausführungsform verbunden, bei welcher die beiden Gehäusewandabschnitte integral am Gehäuse ausgeformt sind. Diese Variante empfiehlt sich insbesondere, wenn das Gehäuse aus Kunststoff hergestellt und mittels eines Kunststoffspritzverfah- rens hergestellt werden soll.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist durch eine Lage der wenigstens einen Klappe in der Schließstellung der Stellwelle eine virtuelle Klappenebene definiert. Bei dieser Variante ist der erste oder der zweite Gehäusewandabschnitt in dieser Klappenebene oder in einer Ebene angeordnet, die sich parallel zu dieser Klappenebene erstreckt. Auf diese Weise kann die Frischluftzuführeinrichtung konstruktiv einfach realisiert werden, was die Fehleranfälligkeit der Frischluftzuführeinrichtung, insbesondere deren Klappenanordnung, in nicht unerheblichem Maße mindern kann.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung ist in dem wenigstens einen Stellwellenabschnitt keine Klappe angeordnet.
Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform weist die Stellwelle wenigstens einen zusätzlichen Stellwellenabschnitt mit einer Kröpfung auf, im Bereich dessen die wenigstens eine Klappe drehfest mit der Stellwelle verbunden ist. Auf diese Weise lässt sich die Klappe mechanisch besonders stabil und drehfest an der Welle fixieren. Insbesondere eignet sich eine derartige Ausbildung der Welle, um an den zusätzlichen Stellwellenabschnitt eine Klappe, vorzugsweise aus Kunststoff, anzuspritzen. Die Kröpfung im zusätzlichen Stellwellenabschnitt dient also zur Anbringung der Klappe der Klappenanordnung und nicht dazu, durch Zusammenwirken mit einem am Gehäuse ausgebildeten Anschlag die Drehbewegung der Stellwelle zu begrenzen.
Besonders bevorzugt ist die Stellwelle einstückig ausgebildet. Auch diese Maßnahme geht mit geringen Herstellungskosten für die Frischluftzuführeinrichtung einher. Die Stellwelle einschließlich der wenigstens einen Klappe kann bevorzugt aus einem Metall hergestellt sein.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird durch die Drehachse eine axiale Richtung definiert. Bei dieser Ausführungsform ist der Stellwellenabschnitt mit der Kröpfung ein axialer Endabschnitt der Stellwelle. Dies erlaubt eine Anordnung der Kröpfung und des zughörigen Anschlags nahe bei einer Antriebseinrichtung zum Verstellen der Stellwelle. Somit kann ein etwaiger mechanischer Bruch der Stellewelle im Bereich des Anschlags besonders einfach erkannt werden, da in diesem Fall alle auf der Stellwelle vorhandenen Klappen betroffen sind und nicht mehr verstellt werden können.
Besonders bevorzugt umfasst die Frischluftzuführungseinrichtung eine, vorzugsweise elektrische, Antriebseinrichtung, die mit einem Längsende der Stellwelle antriebsverbunden ist. Die Stellwelle ist mit wenigstens zwei Klappen drehfest verbunden, die im Abstand zueinander angeordnet sind. Der Stellwellenabschnitt mit der Kröpfung ist axial zwischen dem Längsende der Stellwelle und der der Antriebseinrichtung axial benachbarten Klappe angeordnet. Auf diese Weise kann ein etwaiger mechanischer Bruch der Stellewelle im Bereich des Anschlags besonders einfach erkannt werden. Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Brennkraftmaschine mit einer vorangehend vorgestellten Frischluftzuführungseinrichtung. Die voranstehend erläuterten Vorteile der Frischluftzuführeinrichtung übertragen sich daher auch auf die Brennkraftmaschine.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.
Es zeigen, jeweils schematisch
Fig. 1 ein Beispiel einer erfindungsgemäßen Frischluftzuführeinrichtung, bei welcher sich die Stellwelle in einer ersten Endposition befindet, welche einer Offenposition der Klappe entspricht,
Fig. 2 die Frischluftzuführeinrichtung der Figur 1 , wobei sich die Stellwelle in einer zweiten Endposition befindet, welche einer Schließstellung der Klappe entspricht, Fig. 3 die Anordnung der Figur 1 in einer Ansicht senkrecht zu einer Drehachse der Stellwelle,
Fig. 4 die Anordnung der Figur 2 in der Ansicht senkrecht zur Drehachse der Stellwelle,
Fig. 5 die Klappenanordnung der Figuren 1 bis 4 in separater Darstellung,
Fig. 6 eine Variante der Klappenanordnung der Figur 4, bei welcher mehrere Klappen an der Stellwelle angeordnet sind.
Figur 1 zeigt ein Beispiel einer erfindungsgemäßen Frischluftzuführeinrichtung 1 für eine in den Figuren nicht näher dargestellten Brennkraftmaschine. Die Frischluftzuführeinrichtung 1 umfasst ein Gehäuse 2 und eine im Gehäuse 2
angeordneten Klappenanordnung 3. Die Klappenanordnung 3 weist die für Zylinder der Brennkraftmaschine (nicht gezeigt) wenigstens eine Klappe 4 zum Steuern eines Frischluftstroms durch einen Frisch luftpf ad 5 hindurch zum jeweiligen Zylinder auf. Die Klappenanordnung 3 umfasst eine Stellwelle 6, die mit der Klappe 4 drehfest verbunden ist und die in Lagern (in den Figuren der Übersichtlichkeit nicht gezeigt) der Klappenanordnung 3 um eine Drehachse D drehbar am Gehäuse 2 gelagert ist. Die Stellwelle 6 einschließlich der wenigstens einen Klappe 4 kann bevorzugt aus einem Metall hergestellt sein.
Wie Figur 1 erkennen lässt, umfasst die Stellwelle 6 einen Stellwellenabschnitt 7, in welchem die Stellwelle 6 eine Kröpfung 8 aufweist.
Wie die Figuren 1 und 2 erkennen lassen, ist im Bereich des Stellwellenabschnitts 7 keine Klappe 4 vorgesehen. Entsprechend der Figur 1 weist der Frischluftpfad 5 im Bereich der Stellwelle 6 eine erste und eine zweite Einfassung 9a, 9b auf, wobei die zweite Einfassung 9b im Abstand zur ersten Einfassung 9a angeordnet ist. Die erste Einfassung 9a fasst einen mit der Klappe 4 steuerbaren Strömungsquerschnitt ein. Die zweite Einfassung 9b fasst hingegen einen Strömungsquerschnitt ein, der nicht mit einer Klappe variierbar ist. Wie die Figuren 1 und 2 anschaulich belegen, ist der Stellwellenabschnitt 7 mit der Kröpfung 8 in einem Bereich 14 des Gehäuses 2 zwischen den beiden Einfassungen 9a, 9b angeordnet.
Die Stellwelle 6 mit der Klappe 4 ist zwischen einer in Figur 1 gezeigten Offenstellung und einer in Figur 2 dargestellten Schließstellung verstellbar. In der Offenstellung gemäß Figur 1 gibt die Klappe 4 den Frisch luftpfad 5 zum Durchströmen mit Frischluft mit maximalem Strömungsquerschnitt frei. In der Schließstellung gemäß Figur 2 verschließt die Klappe 4 den von der Einfassung 9a eingefassten Frischluftpfad 5.
Die Stellwelle 6 weist bezüglich ihrer Drehbewegung um die Drehachse D eine erste Endposition und eine von der ersten Endposition verschiedene zweite Endposition auf, in welchen der Wellenabschnitt am Gehäuse 2 oder einem ortsfest mit dem Gehäuse verbunden Bauteil (nicht gezeigt) anliegt. Dies bedeutet, dass das Gehäuse 2 bzw. das Bauteil auf den Stellwellenabschnitt 7 der Stellwelle 6 als Anschlag 13 wirkt.
Die Figur 1 zeigt die Stellwelle 6 in der ersten Endposition. In der ersten Endposition liegt der Stellwellenabschnitt 7 an einem ersten Gehäusewandabschnitt 10a des Gehäuses an. Im Beispiel der Figuren ist die erste Endposition identisch mit der Offenstellung der Stellwelle 6. Zur Verdeutlichung zeigt die Figur 3 die Anordnung der Figur 1 in einer Ansicht senkrecht zur Drehachse D der Stellwelle 6. Die Figur 2 zeigt die Stellwelle 6 in der zweiten Endposition. In der zweiten Endposition liegt der Stellwellenabschnitt 7 an einem zweiten Gehausewandabschnitt 10b des Gehäuses 2 an, der vom ersten Gehausewandabschnitt 10a verschieden ist. Im Beispiel der Figuren ist die zweite Endposition identisch mit der Schließstellung der Stellwelle 6. Zur Verdeutlichung zeigt die Figur 4 die Anordnung der Figur 2 in einer Ansicht senkrecht zur Drehachse D der Stellwelle 6.
In einer Variante können die erste Endposition auch identisch mit der Schließstellung und die zweite Endposition identisch mit der Offenstellung der Stellwelle 6 sein. Sowohl der erste als auch der zweite Gehausewandabschnitt 10a, 10b sind lateral zwischen den beiden Einfassungen 9a, 9b angeordnet. Im Beispiel der Figuren 1 und 2 verbinden der erste und der zweite Gehausewandabschnitt 10a, 10b die beiden Einfassungen 9a, 9b miteinander. Die beiden Gehäusewandabschnitte sind integral am Gehäuse 2 ausgeformt und bilden dabei einen 90°- Winkel miteinander aus.
Durch die in Figur 2 gezeigte Lage der Klappe 4 in der Schließstellung der Stellwelle 6 wird eine virtuelle Klappenebene definiert. Der zweite Gehäusewandabschnitt 10b in dieser virtuellen Klappenebene oder in einer zu dieser virtuellen Klappenebene im Abstand und parallel angeordnete Ebene angeordnet.
Der Figur 5, welche die Klappenanordnung 3 mit der Stellwelle 6 und der Klappe 4 in separater Darstellung zeigt, lässt sich entnehmen, dass die Stellwelle 6 zusätzlich zum wenigstens einen Stellwellenabschnitt 7 einen zusätzlichen Stellwellenabschnitt 1 1 , ebenfalls mit einer Kröpfung 12, aufweist, im Bereich dessen die Klappe 4 drehfest mit der Stellwelle 6 verbunden ist. Vorzugsweise ist die Stellwelle 6 einstückig ausgebildet und besteht aus einem Metall. Die Klappe 4 aus Kunststoff ist an die Stellwelle 6 angespritzt, und zwar im Bereich des zusätzlichen Stellwellenabschnitts 1 1 , in welchem die Kröpfung 12 vorhanden ist.
Der in Figur 6 gezeigten Klappenanordnung 3 entnimmt man, dass an der Stellwelle 6 nicht nur eine einzige Klappe 4 angeordnet sein kann, sondern - im Abstand zueinander - mehrere Klappen 4, welche jeweils zum Steuern des Strömungsquerschnitt eines jeweiligen Frischluftpfad (in Figur 5 nicht gezeigt) dienen können.
Wie Figur 6 des Weiteren erkennen lässt, wird durch die Drehachse D eine axiale Richtung A definiert. Der Stellwellenabschnitt 7 mit der Kröpfung 8 ist demnach ein axialer Endabschnitt 22 der Stellwelle 6. Dies erlaubt eine Anordnung der Kröpfung 8 und des zugehörigen Anschlags (in Figur 6 nicht gezeigt) in unmittelbarer Nähe einer elektrischen Antriebseinrichtung 20 - diese ist in Figur 6 nur grobschematisch angedeutet - zum Antreiben bzw. Verstellen der Stellwelle 6. Der Stellwellenabschnitt 7 mit der Kröpfung 8 ist dabei axial zwischen einem Längsende 21 der Stellwelle 6 und der der Antriebseinrichtung 20 axial benachbarten Klappe 4 angeordnet. Auf diese Weise kann ein etwaiger mechanischer Bruch der Stellewelle 6 im Bereich des Anschlags 13 besonders einfach erkannt werden, da in diesem Fall alle auf der Stellwelle 4 vorhandenen Klappen 4 betroffen sind und nicht mehr mittels der elektrischen Antriebseinrichtung 20 verstellt werden können. Dies ist besonders leicht zu detektieren.
*****

Claims

Ansprüche
1 . Frischluftzuführeinrichtung (1 ) für eine Brennkraftmaschine,
- mit einem Gehäuse (2) und mit einer im Gehäuse (2) angeordneten Klappenanordnung (3), die für Zylinder der Brennkraftmaschine wenigstens eine Klappe (4) zum Steuern eines Frischluftstroms durch einen Frischluftpfad (5) hindurch zum jeweiligen Zylinder aufweist,
- wobei die Klappenanordnung (3) eine gemeinsame Stellwelle (6) umfasst, die mit der wenigstens einen Klappe (4) drehfest verbunden ist und die in Lagern der Klappenanordnung (3) um eine Drehachse (D) drehbar gelagert ist,
- wobei die Stellwelle (6) wenigstens einen Stellwellenabschnitt (7) umfasst, in welchem die Stellwelle (6) eine Kröpfung (8) aufweist, die mit einem am Gehäuse (2) vorhandenen Anschlag (13) zur Begrenzung der Drehbewegung der Stellwelle (6) zusammenwirkt.
2. Frischluftzuführeinrichtung nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Stellwelle (6) bezüglich ihrer Drehbewegung um die Drehachse (D) wenigstens eine Endposition aufweist, in welcher der Stellwellenabschnitt (7) mit der Kröpfung (8) am Gehäuse (2) oder an einem ortsfest mit dem Gehäuse (2) verbunden Bauteil anliegt, so dass das Gehäuse bzw. das Bauteil auf den ersten Stellwellenabschnitt (7) der Stellwelle (6) als Anschlag (13) wirkt.
3. Frischluftzuführeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass die Stellwelle (6) zwischen einer eine Schließstellung, in welcher die wenigstens eine Klappe (4) den Frischluftpfad (5) verschließt, und einer Offenstellung, in welcher die Klappe (4) den Frischluftpfad (5) zum Durchströmen mit Frischluft mit maximalem Strömungsquerschnitt freigibt, verstellbar ist.
4. Frischluftzuführeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Stellwelle (6) bezüglich ihrer Drehbewegung um die Drehachse (D) eine (erste) Endposition aufweist, in welcher der wenigstens eine Stellwellenabschnitt (7) an einem (ersten) Gehäusewandabschnitt (10a) des Gehäuses (2) anliegt,
wobei die erste Endposition identisch mit der Schließstellung oder identisch mit der Offenstellung ist.
5. Frischluftzuführeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Stellwelle (6) bezüglich ihrer Drehbewegung um die Drehachse (D) eine von der ersten Endposition verschiedene zweite Endposition aufweist, in welcher der wenigstens eine Stellwellenabschnitt (7) an einem zweiten Gehäusewandabschnitt (10b) des Gehäuses (2) anliegt,
wobei die zweite Endposition identisch mit der Offenstellung oder identisch mit der Schließstellung ist.
6. Frischluftzuführeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
der Frischluftkanal (5) im Bereich der Stellwelle (6) wenigstens eine erste und eine zweite Einfassung (9a, 9b) aufweist,
wobei die zweite Einfassung (9b) im Abstand zur ersten Einfassung (9a) angeordnet ist, und wobei wenigstens die erste Einfassung (9a) einen mit der wenigstens einen Klappe (4) steuerbaren Strömungsquerschnitt einfasst,
wobei der erste Stellwellenabschnitt (7) mit der Kröpfung (8) in einem Bereich (14) zwischen den beiden Einfassungen angeordnet ist.
7. Frischluftzuführeinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
der erste und/oder zweite Gehäusewandabschnitt (10a, 10b) zwischen den beiden Einfassungen (9a, 9b) angeordnet ist.
8. Frischluftzuführeinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
der erste und/oder zweite Gehäusewandabschnitt (10a, 10b) die beiden Einfassungen (9a, 9b) miteinander verbindet.
9. Frischluftzuführeinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
die beiden Gehäusewandabschnitte (10a, 10b) im Wesentlichen einen 90°- Winkel miteinander ausbilden.
10. Frischluftzuführeinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, dass
die beiden Gehäusewandabschnitte (10a, 10b) integral am Gehäuse (2) ausgeformt sind.
1 1 .Frischluftzuführeinrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, dass
durch eine Lage der wenigstens einen Klappe (4) in der Schließstellung der Stellwelle (6) eine virtuelle Klappenebene definiert ist, wobei der erste oder der zweite Gehäusewandabschnitt (10a, 10b) in dieser Klappenebene angeordnet ist oder in einer Ebene angeordnet ist, die sich parallel zu dieser Klappenebene erstreckt.
12. Frischluftzuführeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
in dem wenigstens einen Stellwellenabschnitt (7) keine Klappe (5) angeordnet ist.
13. Frischluftzuführeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Stellwelle (6) wenigstens einen zusätzlichen Stellwellenabschnitt (1 1 ) mit einer Kröpfung (12) aufweist, im Bereich dessen die wenigstens eine Klappe (5) drehfest mit der Stellwelle (6) verbunden, insbesondere an dieser angebracht, ist.
14. Frischluftzuführeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Stellwelle (6) einstückig ausgebildet ist.
15. Frischluftzuführeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
- durch die Drehachse (D) eine axiale Richtung (A) definiert ist,
- der Stellwellenabschnitt (7) mit der Kröpfung (8) ein axialer Endabschnitt (22) der Stellwelle (6) ist.
16. Frischluftzuführeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - die Frischluftzuführungseinrichtung (1 ) eine, vorzugsweise elektrische, Antriebseinrichtung (20) umfasst, die mit einem Längsende (21 ) der Stellwelle (6) antriebsverbunden ist,
- die Stellwelle (6) mit wenigstens zwei Klappen (4) drehfest verbunden ist, die im Abstand zueinander angeordnet sind,
- der Stellwellenabschnitt (7) mit der Kröpfung (6) axial zwischen dem Längsende (21 ) der Stellwelle (6) und der der Antriebseinrichtung (20) axial benachbarten Klappe (4) angeordnet ist.
17. Brennkraftmaschine mit einer Frischluftzuführeinrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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