EP4314539B1

EP4314539B1 - Ansaugsystem

Info

Publication number: EP4314539B1
Application number: EP22703930.2A
Authority: EP
Inventors: Bjoern Nordmann
Original assignee: Stellantis Auto SAS
Current assignee: Stellantis Auto SAS
Priority date: 2021-03-25
Filing date: 2022-02-04
Publication date: 2026-04-01
Anticipated expiration: 2042-02-04
Also published as: WO2022199919A1; CN117083453A; DE102021202929A1; EP4314539A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ansaugsystem mit einem Saugrohr und einer Drosselklappeneinheit, wie aus DE 10 2011 081 780 A1 bekannt, sowie ein Verfahren zum Zusammenbauen eines Ansaugsystems.
Bei diesem bekannten Ansaugsystem weisen das Saugrohr und die Drosselklappeneinheit komplementäre Flansche auf, die bei der Montage des Ansaugsystems aneinander verschraubt werden. Ein von dem Saugrohr abgewandtes Ende der Drosselklappeneinheit ist nicht gezeigt; wie an diesem Ende ggf. ein Reinluftrohr zu befestigen ist, ist DE 10 2011 081 780 A1 nicht entnehmbar.
Aus der WO 2015/083690 A1 ist eine Drosselklappeneinheit bekannt, mittels Schrauben die zwischen einem Saugrohr und einem Reinluftrohr klemmend verbunden sind.
Ferner offenbart die US 2 766 974 A eine Drosselklappeneinheit, die über Flansche am Saugrohr des Motors befestig und mittels Bolzen verschraubt ist.
Ein sukzessives Festschrauben der Drosselklappeneinheit am Saugrohr und anschließend des Reinluftrohrs an der Drosselklappeneinheit ist zeitaufwendig.
Wenn die Drosselklappeneinheit kurz genug ist, kann der Zusammenbau des Ansaugsystems vereinfacht und beschleunigt werden, indem erst die Drosselklappeneinheit auf das Saugrohr aufgesteckt, dann das Reinluftrohr auf die Drosselklappeneinheit aufgesteckt und schließlich das Reinluftrohr durch die Drosselklappeneinheit hindurch am Saugrohr verschraubt wird. In der Zeitspanne zwischen dem Aufstecken der Drosselklappeneinheit auf das Saugrohr und dem Verschrauben besteht die Möglichkeit, dass die Drosselklappeneinheit herunterfällt und dabei Schaden nimmt. Insbesondere bei einer Drosselklappeneinheit geringer Länge kann die Drosselklappe aus der Drosselklappeneinheit überstehen und durch den Sturz beschädigt werden. Die Drosselklappeneinheit muss dann verworfen und eine andere an ihrer Stelle montiert werden.
Es besteht daher ein hoher Bedarf an Fertigungs- und Montagetechnik, mit der sowohl hohe Produktivität erreicht werden als auch die Gefahr einer Beschädigung von Komponenten beim Einbau minimiert werden kann.
Um diesen Bedarf zu befriedigen, wird gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Ansaugsystem, wie nachfolgend beschrieben, vorgeschlagen. Das Ansaugsystem weist ein Saugrohr, eine Drosselklappeneinheit und ein Reinluftrohr auf, wobei die Drosselklappeneinheit eine an eine Saugrohreinlass des Saugrohrs anschließende erste Stirnseite und eine an einen Auslass des Reinluftrohrs anschließende zweite Stirnseite aufweist, und wobei der Saugrohreinlass und die erste Stirnseite zusammenwirkende, eine Anbauposition der Drosselklappeneinheit am Saugrohr eindeutig vorgebende erste Konturen aufweisen. Die ersten Konturen umfassen einen den Saugrohreinlass umgebenden Flansch des Saugrohrs, wobei in dem Flansch um den Saugrohreinlass eine Anzahl von Bohrungen verteilt angeordnet sind, die jeweils mit einer Durchgangsbohrungen in der der Drosselklappeneinheit und einer Durchgangsbohrung in einem Flansch um ein Auslass des Reinluftrohrs fluchtend ausgerichtet sind. Durch die Durchgangsbohrungen sind Schrauben geführt, die in ein Innengewinde der Bohrungen oder in eine hinter den Bohrungen platzierten Mutter eingreifen. Zweite Konturen der Drosselklappeneinheit und des Auslasses des Reinluftrohrs geben eine Anbauposition des Reinluftrohrs an der Drosselklappeneinheit (6) eindeutig vor. Die ersten Konturen umfassen wenigstens einen saugrohrseitigen Abschnitt einer zweiten Bohrung der Drosselklappeneinheit und einen in den saugrohrseitigen Abschnitt eingreifenden Stift des Saugrohrs. Die zweiten Konturen umfassen einen reinluftrohrseitigen Abschnitt der zweiten Bohrung und einen in den reinluftrohrseitigen Abschnitt eingreifenden Stift des Reinluftrohrs. An dem Flansch des Saugrohrs ist wenigstens ein Positionierstift verankert, der sich in einer ersten Bohrung der Drosselklappeneinheit bis durch eine zu der ersten Stirnseite parallele Ebene erstreckt, die den Schwerpunkt der Drosselklappeneinheit enthält.
Dieser Positionierstift bietet der Drosselklappeneinheit in der Zeitspanne zwischen dem Aufstecken auf das Saugrohr und dem Verschrauben auch dann sicheren Halt, wenn die Richtung, in der die Drosselklappeneinheit auf das Saugrohr aufgesteckt wird, in Einbaulage des Ansaugsystems in einem Fahrzeug horizontal oder sogar leicht ansteigend verläuft.
Der Flansch ist vorzugsweise Bestandteil der besagten ersten Konturen.
Um die Sicherheit gegen Herunterfallen weiter zu verbessern, kann der Positionierstift lang genug bemessen sein, um sich über bis zu einer zweiten Stirnseite der Drosselklappeneinheit zu erstrecken, die, wenn das Ansaugsystem fertig montiert ist, an einen Auslass des Reinluftrohrs anschließt, oder sogar über diese zweite Stirnseite überstehen. So bietet der Positionierstift z.B. auch dann Schutz vor Herabfallen, wenn die Drosselklappeneinheit nicht unmittelbar am Saugrohreinlass anliegt, z.B. weil die Aufsteckrichtung horizontal ist und die Drosselklappeneinheit deshalb nicht durch ihr Eigengewicht gegen den Saugrohreinlass gedrückt ist, bzw. weil ein in aufgesteckten Zustand noch unverformter Dichtring zwischen Saugrohreinlass und Drosselklappeneinheit beide auf Distanz hält.
Gemäß einer Ausführungsform kann am Reinluftrohr eine Bohrung vorgesehen sein, in die das sich über die zweite Stirnseite hinaus erstreckende Ende des Positionierstifts eingreift. So können die Bohrung und der Positionierstift einen Teil der zweiten Konturen bilden.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Querschnitt des Positionierstiftes auf dessen gesamter Länge nicht größer als der Querschnitt der ersten Bohrung. So kann die Drosselklappeneinheit aufgesteckt werden, ohne dass Kraft für eine Deformation des Positionierstifts oder der Drosselklappeneinheit aufgewandt werden muss.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Querschnitt des Positionierstiftes bemessen, um an einer Innenfläche der ersten Bohrung der Drosselklappeneinheit reibschlüssig anzuliegen. Die Reibung trägt dazu bei, die Drosselklappeneinheit in der Zeitspanne zwischen dem Aufstecken der Drosselklappeneinheit auf das Saugrohr und dem Verschrauben von Drosselklappeneinheit und Reinluftrohr sicher an dem Saugrohr zu halten.
Gemäß einer Ausführungsform beträgt die Anzahl der Positionierstifte und ersten Bohrungen wenigstens je zwei. Zwei Positionierstifte und sie aufnehmende Bohrungen sind ausreichend, um eine Position, in der die Drosselklappeneinheit am Saugrohr platziert werden kann, eindeutig vorzugeben. Dadurch kann sichergestellt werden, dass sobald das Saugrohr platziert ist, auch die Drosselklappeneinheit sich in der richtigen Position befindet und beide ohne weitere Positionskorrektur am Saugrohr befestigt werden können.
Insbesondere kann die weiter oben erwähnte Bohrung des Reinluftrohrs in diesem Flansch gebildet sein.
Mittels einer der zweiten Bohrung in der Drosselklappeneinheit kann sowohl die Drosselklappeneinheit zum Saugrohr als auch das Reinluftrohr zur Drosselklappeneinheit positioniert werden.
Gemäß einer Ausführungsform beträgt die Zahl der zweiten Bohrungen, der in sie eingreifenden Stifte des Saugrohrs und der in sie eingreifenden Stifte des Reinluftrohrs wenigstens je zwei. Diese sind ausreichend, um die Anbauposition auch des Reinluftrohrs an der Drosselklappeneinheit eindeutig festzulegen.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Montage eines Ansaugsystems, wie voranstehend und nachfolgend beschrieben, aufweisend die Schritte:

Platzieren einer ersten Stirnseite der Drosselklappeneinheit an einem Saugrohreinlass des Saugrohrs in einer Anbauposition, in der ein Positionierstift des Saugrohrs sich in einer ersten Bohrung der Drosselklappeneinheit bis durch eine zu der ersten Stirnseite parallele Ebene erstreckt, die den Schwerpunkt der Drosselklappeneinheit enthält , und wobei sich ein Stift des Saugrohrs in der Anbauposition in eine zweite Bohrung einen saugrohrseitigen Abschnitts der Drosselklappeneinheit erstreckt;
Platzieren eines Auslasses mit einem umgebenden Flansch des Reinluftrohrs an einer zweiten Stirnseite, der Drosselklappeneinheit, so dass ein Stift des Reinluftrohrs in die zweite Bohrung an der zweiten Stirnseite eingreift;
Einklemmen der Drosselklappeneinheit zwischen dem Saugrohr und dem Reinluftrohr mittels Schrauben, die durch zueinander fluchtende Durchgangsbohrungen im Flansch des Reinluftrohrs und der Drosselklappeneinheit geführt und mit einem Innengewinde von Bohrungen in einem einen den Saugrohreinlass umgebenden Flansch oder mit einer hinter den Bohrungen platzierten Mutter in Eingriff gebracht werden.

Zum Einklemmen können insbesondere Schrauben dienen, die sich durch miteinander fluchtende Bohrungen des Saugrohrs und des Reinluftrohrs sowie vorzugsweise auch der Drosselklappeneinheit erstrecken.
Von den Bohrungen des Saugrohrs und des Reinluftrohrs kann jeweils eine ein Innengewinde aufweisen, um der Schraube Halt zu bieten.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren. Es zeigen:

Fig. 1: Teile eines erfindungsgemäßen Ansaugsystems,
Fig. 2: das erfindungsgemäße Ansaugsystem im zusammengebauten Zustand, und
Fig. 3: eine Drosselklappeneinheit, welche auf ein Saugrohr gesteckt ist.

Fig. 1 zeigt eine perspektivische Explosionsdarstellung des Ansaugsystems 1. Das Ansaugsystem 1 weist ein Saugrohr 2, eine Drosselklappeneinheit 6 und ein Reinluftrohr 8 auf. Das Saugrohr 2 verfügt über einen Saugrohreinlass 4. Der Saugrohreinlass 4 ist von einem Flansch 32 umgeben. Eine der Drosselklappeneinheit 6 zugewandte Dichtfläche des Flansches 32 ist eben mit einer nicht eingezeichneten Oberflächennormalen, die in der Einbaulage des Saugrohrs 4 in einem Kraftfahrzeug im Wesentlichen horizontal orientiert ist. Von dem Flansch 32 stehen in Richtung der Oberflächennormalen Positionierstifte 18 sowie zwei Stifte 16 ab, die kürzer sind als die Positionierstifte 18. Ebenfalls in Richtung der Oberflächennormalen orientierte Bohrungen 20, vorzugsweise Gewindebohrungen, sind im Flansch 32 um den Saugrohreinlass 4 verteilt.
Wie in Fig. 1 dargestellt weist die Drosselklappeneinheit 6 ein Gehäuse mit einem zentralen Durchgang auf, in dem eine Drosselklappe schwenkbar montiert ist. Das Gehäuse hat eine erste Stirnseite 28, welche dem Flansch 32 des Saugrohrs 2 zugewandt ist, und eine zweite Stirnseite 30, welche dem Reinluftrohr 8 zugewandt ist. Eine zwischen den Stirnseiten 28, 30 parallel zu beiden verlaufende Ebene 0 enthält den Schwerpunkt der Drosselklappeneinheit 6. Der Abstand zwischen den Stirnseiten 28, 30 ist kleiner als der Durchmesser des sich von einer Stirnseite 28 zur anderen 30 erstreckenden zentralen Durchgangs, so dass die Drosselklappe in einer Offenstellung über die Stirnseiten 28, 30 überstehen kann. Im Gehäuse der Drosselklappeneinheit 6 sind eine erste Bohrung 12, eine zweite Bohrung 10 und eventuell eine Durchgangsbohrung 22 um den zentralen Durchgang verteilt und erstrecken sich in Richtung der Oberflächennormalen.
Das Reinluftrohr 8 weist an einem der Drosselklappeneinheit 6 zugewandten Ende einen von einem Flansch 38 umgebenen Auslass 36 auf. An dem Flansch 38 ist zwei Stifte 14 verankert. Die Stifte 14 liegen den Stiften 16 spiegelbildlich gegenüber.
Beim Zusammenbau des Ansaugsystems wird zunächst Drosselklappeneinheit 6 auf den Saugrohreinlass 4 des Saugrohrs 2 gesteckt. Dabei nehmen, wie in Fig. 2 gezeigt, zwei erste Bohrungen 12 der Drosselklappeneinheit 6 die Positionierstifte 18 des Saugrohrs 2 auf. Die Positionierstifte 18 erstrecken sich von Flansch 32 aus über die gesamte Länge der Bohrungen 12 und kreuzen dabei die Ebene 0. Der Querschnitt der Positionierstifte 18 ist so bemessen, dass diese reibschlüssig an den Innenseiten der Bohrungen 12 anliegen. Um einerseits einen sicheren Reibschluss zu gewährleisten, andererseits aber zu verhindern, dass übermäßige Reibung das Aufstecken der Drosselklappeneinheit 6 unnötig erschwert, haben die Positionierstifte einen unrunden, die Innenseiten der Bohrungen 12 jeweils nur an mehreren Punkten ihres Umfangs berührenden Querschnitt, z.B. in Form eines Vielecks, Kreuzes oder Sterns. Die Positionierstifte 18 können ferner aus einem anderen, leichter verformbaren Material als der Flansch 32 und das Gehäuse der Drosselklappeneinheit 6, z.B. aus Kunststoff, geformt sein. So können die Positionierstifte 18 ein Herunterfallen der Drosselklappeneinheit 6 vom Saugrohr 2 verhindern, wenn die Drosselklappeneinheit 6 noch nicht mit dem Saugrohr 2 verschraubt ist, und zwar selbst dann, wenn die Oberflächennormale, entlang derer die Drosselklappeneinheit 6 auf die Positionierstifte aufgeschoben wird, in Richtung zum Flansch 32 hin leicht ansteigend verläuft. In der Praxis kann die Neigung der Oberflächennormalen gegen die Horizontale bis zu 10° betragen.
Zwei Stifte 16 des Saugrohrs 2 sind jeweils in einem saugrohrseitigen Abschnitt von zweiten Bohrungen 10 aufgenommen. Die Stifte 16 sind zu kurz, um die Stirnfläche 30 oder auch nur die Ebene 0 zu erreichen, ein reinluftrohrseitiger Abschnitt der zweiten Bohrungen 10 ist leer. Der Eingriff der Stifte 18, 16 des Flansches 32 in die Bohrungen 12, 10 der Drosselklappeneinheit 6 legen deren Position am Saugrohr 2 eindeutig fest; in dieser Position fluchten die Bohrungen 20 des Flansches 32 mit den Durchgangsbohrungen 22 der Drosselklappeneinheit 6.
Eine Position, in der das Reinluftrohr 8 auf die zweite Stirnseite 30 der Drosselklappeneinheit 6 gesteckt werden kann, ist durch die Anforderung, dass die Stifte 14 des Reinluftrohrs 8 in die reinluftrohrseitigen Abschnitte der zweiten Bohrungen 10 eingreifen müssen, eindeutig festgelegt. In dieser Position fluchten Durchgangsbohrungen 24 im Flansch 36 des Reinluftrohrs 8 mit den Durchgangsbohrungen 22 der Drosselklappeneinheit 6. Um das Reinluftrohr 8 am Saugrohr zu befestigen und die Drosselklappeneinheit 6 zwischen dem Saugrohr 2 und dem Reinluftrohr 8 einzuklemmen, genügt es, Schrauben 26 in die Durchgangsbohrungen 24, 22 einzuführen und mit dem Innengewinde der Bohrungen 20 (oder, wenn die Bohrungen 20 kein Gewinde aufweisen, mit einer hinter den Bohrungen 20 platzierten Mutter) in Eingriff zu bringen.
Fig. 3 zeigt das Ansaugsystem 1 in einem montierten Zustand. Dabei sind das Reinluftrohr 8 und die Drosselklappeneinheit 6 am Saugrohr 2 mittels der Schrauben 26 befestigt. Wie in der endmontierten Stellung des Ansaugsystems 1 zu sehen ist, ragt der Positionierstift 18 aus der ersten Stirnseite 28 der Drosselklappeneinheit 6 hervor, insbesondere aus der ersten Bohrung 12 heraus.

Bezugszeichen

1: Ansaugsystem
2: Saugrohr
4: Saugrohreinlass
6: Drosselklappeneinheit
8: Reinluftrohreinheit
10: zweite Bohrung
12: erste Bohrung
14: Stift
16: Stift
18: Positionierstift
20: Bohrung
22: Durchgangsbohrung
24: Durchgangsbohrung
26: Schraube
28: erste Stirnseite
30: zweite Stirnseite
32: Flansch
34: Bohrung
36: Auslass
38: Flansch

Claims

Ansaugsystem (1) aufweisend ein Saugrohr (2), eine Drosselklappeneinheit (6) und ein Reinluftrohr (8), wobei die Drosselklappeneinheit eine an einen Saugrohreinlass (4) des Saugrohrs anschließende erste Stirnseite (28) aufweist, und wobei der Saugrohreinlass (4) und die erste Stirnseite (28) zusammenwirkende, eine Anbauposition der Drosselklappeneinheit (6) am Saugrohr (2) eindeutig vorgebende erste Konturen aufweisen, wobei die ersten Konturen einen den Saugrohreinlass (4) umgebenden Flansch (32) des Saugrohrs (2) umfassen, wobei in dem Flansch (32) um den Saugrohreinlass (4) eine Anzahl von Bohrungen (20) verteilt angeordnet sind, die jeweils mit einer Durchgangsbohrungen (22) in der der Drosselklappeneinheit (6) und einer Durchgangsbohrung (24) in einem Flansch (38) um ein Auslass (36) des Reinluftrohrs (8) fluchtend ausgerichtet sind, so dass Schrauben (26) durch die Durchgangsbohrungen (24, 22) geführt in ein Innengewinde der Bohrungen (20) oder in eine hinter den Bohrungen (20) platzierten Mutter eingreifen, und wobei zweite Konturen der Drosselklappeneinheit (6) und des Auslasses (36) des Reinluftrohrs (8) eine Anbauposition des Reinluftrohrs (8) an der Drosselklappeneinheit (6) eindeutig vorgeben, wobei die ersten Konturen wenigstens einen saugrohrseitigen Abschnitt einer zweiten Bohrung (10) der Drosselklappeneinheit (6) und einen in den saugrohrseitigen Abschnitt eingreifenden Stift (16) des Saugrohrs (2) umfassen, und die zweiten Konturen einen reinluftrohrseitigen Abschnitt der zweiten Bohrung (10) und einen in den reinluftrohrseitigen Abschnitt eingreifenden Stift (14) des Reinluftrohrs (8) umfassen, wobei wenigstens ein Positionierstift (18) an dem Flansch (32) des Saugrohrs (2) verankert ist, der sich in einer ersten Bohrung (12) der Drosselklappeneinheit (6) bis durch eine zu der ersten Stirnseite (28) parallele Ebene erstreckt, die den Schwerpunkt der Drosselklappeneinheit enthält.
Ansaugsystem nach Anspruch 1, bei dem die Drosselklappeneinheit (8) eine an einen Auslass des Reinluftrohrs (8) anschließende zweite Stirnseite (30) aufweist und der Positionierstift (18) des Saugrohrs (2) sich wenigstens bis zu der zweiten Stirnseite (30) oder über die zweite Stirnseite (30) hinaus erstreckt.
Ansaugsystem nach Anspruch 2, bei dem der Positionierstift (18) sich in eine Bohrung (34) des Reinluftrohrs (8) erstreckt.
Ansaugsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Querschnitt des Positionierstiftes (18) auf dessen gesamter Länge nicht größer ist als der Querschnitt der ersten Bohrung (12).
Ansaugsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Querschnitt des Positionierstiftes (18) bemessen ist, um an einer Innenfläche der ersten Bohrung (12) der Drosselklappeneinheit (6) reibschlüssig anzuliegen.
Ansaugsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Anzahl der Positionierstifte (18) und ersten Bohrungen (12) wenigstens je zwei beträgt.
Verfahren zum Zusammenbauen eines Ansaugsystems aus einem Saugrohr (2), einer Drosselklappeneinheit (6) und einem Reinluftrohr (8) mit den Schritten
- Platzieren einer ersten Stirnseite (28) der Drosselklappeneinheit (6) an einem Saugrohreinlass (4) des Saugrohrs (2) in einer Anbauposition, in der ein Positionierstift (18) des Saugrohrs (2) sich in einer ersten Bohrung (12) der Drosselklappeneinheit (6) bis durch eine zu der ersten Stirnseite (28) parallele Ebene erstreckt, die den Schwerpunkt der Drosselklappeneinheit (6) enthält, und wobei sich ein Stift (16) des Saugrohrs (2) in der Anbauposition in eine zweite Bohrung (10) einen saugrohrseitigen Abschnitts der Drosselklappeneinheit (6) erstreckt;

- Platzieren eines Auslasses (36) mit einem umgebenden Flansch (38) des Reinluftrohrs (8) an einer zweiten Stirnseite der Drosselklappeneinheit (6), so dass ein Stift (14) des Reinluftrohrs (8) in die zweite Bohrung (10) an der zweiten Stirnseite eingreift;

- Einklemmen der Drosselklappeneinheit (6) zwischen dem Saugrohr (2) und dem Reinluftrohr (8) mittels Schrauben (26), die durch zueinander fluchtende Durchgangsbohrungen (24, 22) im Flansch (38) des Reinluftrohrs (8) und der Drosselklappeneinheit (6) geführt und mit einem Innengewinde von Bohrungen (20) in einem einen den Saugrohreinlass (4) umgebenden Flansch (32) oder mit einer hinter den Bohrungen (20) platzierten Mutter in Eingriff gebracht werden.