WO1998040612A1 - Schaltwalze - Google Patents

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Frank Muschkiet
Arthur Klotz
Rudolf Leipelt
Georg Mehne
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Filterwerk Mann + Hummel Gmbh
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    • F16K5/18—Special arrangements for separating the sealing faces or for pressing them together for plugs with cylindrical surfaces
    • F16K5/184—Special arrangements for separating the sealing faces or for pressing them together for plugs with cylindrical surfaces with the plugs or parts of the plugs mechanically pressing the seals against the housing
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    • F02B27/0268—Valves
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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 shift drum in particular for use in an intake manifold system for a multi-cylinder internal combustion engine according to the preamble of the main claim.
  • Such a shift drum is known for example from US Pat. No. 4,932,369.
  • This is arranged in a suction pipe system, an intake manifold being provided, from which individual suction pipes arranged side by side lead to a flange.
  • This intake manifold system is fastened to the cylinder head of a multi-cylinder internal combustion engine via this flange.
  • the individual intake pipes are cut by a longitudinal bore, in this longitudinal bore a shift drum is provided, which is designed such that the suction tube length is changed by switching.
  • the advantage of the invention is that the shift drum is provided with at least one spring-acting element which supports the sealing effect of the same in the closed position of the shift drum.
  • This spring-acting element can be made of a plastic or another suitable material. In the closed position, this element is in full contact with the channel opening of the individual suction pipes and seals them.
  • the spring-acting element can be arranged both on the inlet side of each individual suction pipe and on the outlet side of each individual suction pipe.
  • the spring-acting element is designed as a leaf spring, which can be fastened to the rotary slide with a snap connection or a rivet connection.
  • the attachment is conveniently in the middle of the leaf spring.
  • Another embodiment of the invention provides for the longitudinal bore to be designed with an elastic wall part. This elastic wall part also serves for tolerance compensation and also produces a clamping effect on the shift drum.
  • Another possibility for sealing the individual suction pipes with a spring-acting element provides this as a compression spring so that it exerts a force that moves the shift drum toward the opening of the individual suction pipes and thus improves the sealing effect.
  • Such a spring-acting element is snapped onto the shift drum and can be made of plastic or another suitable material.
  • the shift drum consists of individual segments, each segment being assigned to an individual suction pipe.
  • the segments are connected to one another in a torsionally rigid manner, on the other hand they are arranged so as to be radially movable so that tolerance compensation can also take place here.
  • the shift drum can be equipped with seals or sealing rings on the sections running between the individual intake pipes. These are designed like a piston ring seal.
  • Figure 1 is a top view of a shift drum in a
  • Figure 2 shows the sectional view of a shift drum in the open position
  • Figure 3 shows the sectional view of a shift drum in
  • Figure 4 shows the variant of a spring element on a shift drum 5 shows the variant shown in FIG. 4 in the closed position of an individual suction pipe
  • Figure 6 shows another variant of a spring element
  • Figure 7 shows another variant of a spring element
  • a top view according to FIG. 1 with a shift drum in an intake manifold shows an intake manifold 11 for a four-cylinder internal combustion engine.
  • Individual intake pipes 12, 13, 14, 15 go from the intake manifold 11 to a connecting flange, not shown here.
  • a switching drum 10 opens or closes so-called power channels, these consist of shorter individual suction pipes 16, 17, 18 19 which also open into the connecting flange.
  • the shift drum 10 has openings 20, 21, 22, 23, between which there are support webs 24, 25, 26, 27.
  • the shift drum is mounted in the intake manifold housing 29 via a slide bearing 28.
  • the shift drum has a lever arm 30, via which the shift drum can be rotated in two positions by means of an actuator (not shown here).
  • Figure 2 shows a section through the shift drum in the open position, the intake air flows according to arrow 31 through the single suction pipe 12. Above the single suction pipe 16 there is the single suction pipe 12.
  • the shift drum 10 is provided with a leaf spring element 32, which is centered on one Attachment point 33 of the shift drum 10 attached. The two free ends lie against the inner wall 34 of the intake manifold 11 and thus exert an opposing force on the shift drum 10.
  • Figure 3 shows the shift drum 10 in the closed position, the same parts are to be understood with the same reference numerals.
  • the leaf spring element 32 effectively closes the opening of the individual suction pipe 16 in the area 35 and in the area 36 (sealing area) and is also suitable for withstanding pulsations of the air flow in the individual suction pipes.
  • the inner wall 34 of the intake manifold 11 also shows a certain elasticity due to its one-sided decoupling from the structure of the intake manifold and is therefore able to compensate for larger tolerances in connection with the leaf spring element 32.
  • a single leaf spring element 32 is arranged in each of the individual suction pipes 16 to 19.
  • FIG. 4 shows a variant of the sectional view of a shift drum 10.
  • a spring element 37 is fastened to this, and a type of fastening is a snap-fit onto the correspondingly shaped shift drum.
  • Figure 5 shows the shift drum shown in Figure 4 in the closed position.
  • the spring element 37 is supported on the wall surface in the region of a support web and, by means of a force in the direction of the individual suction pipe 16, seals over the contour of the shift drum in the regions 38 and 39.
  • FIG. 7 shows a spring element 42 which engages in openings 43, 44 of the shift drum 10 and is therefore reliably fastened to the shift drum.

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Abstract

Es wird eine Schaltwaltze (10) insbesondere zur Verwendung in einer Saugrohranlage für eine Mehrzylinderbrennkraftmaschine vorgeschlagen. Ein Ansaugverteiler (11) besteht aus nebeneinander angeordneten Einzelsaugrohren (16-19), welche in einem Flansch enden, wobei in einer Längsbohrung der Einzelsaugrohre die Schaltwalze (10) angeordnet ist zum Verschließen und Öffnen der Einzelsaugrohre (16-19). An der Schaltwalze ist wenigstens ein federwirksames Element (32) vorgesehen, welches in der geschlossenen Stellung der Schaltwalze die Dichtwirkung derselben unterstützt.

Description

Schaltwalze
Die Erfindung betrifft eine Schaltwalze insbesondere zur Verwendung in einer Saugrohranlage für eine Mehrzylinderbrennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.
Eine solche Schaltwalze ist beispielsweise aus dem US PS 4932369 bekannt. Diese ist in einer Saugrohranlage angeordnet wobei ein Ansaugverteiier vorgesehen ist, von welchem nebeneinander angeordnete Einzelsaugrohre zu einem Flansch führen. Über diesen Flansch wird diese Saugrohranlage an dem Zylinderkopf einer Mehrzylinderbrennkraftmaschine befestigt. Die Einzelsaugrohre werden von einer Längsbohrung geschnitten, in dieser Längsbohrung ist eine Schaltwalze vorgesehen, welche derart gestaltet ist, daß durch das Umschalten die Saugrohrlänge verändert wird.
Es ist weiterhin aus der DE OS 43 44 504 eine Saugrohranlage für eine Mehrzylinderbrennkraftmaschine bekannt. Diese weist ebenfalls eine Schaltwalze auf, welche in einer Längsbohrung angeordnet ist, wobei mit dieser Schaltwalze zusätzliche Leistungskanäle ein-bzw. ausgeschaltet werden können. Sofern die Ansauganlage aus Kunststoff besteht, ist es erforderlich, die Fertigungstoleranzen durch entsprechende Maßnahmen wie z.B. einer eingepreßten Metallhülse auszugleichen. Die Herstellung wird damit sehr aufwendig, außerdem besteht das Problem, daß eine Wiederverwertung des Kunststoffbauteils und der eingebauten Metallhülse nicht oder nur nach einer entsprechend aufwendigen Montage möglich ist. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einer Schaltwalze, insbesondere für eine Saugrohranlage zu schaffen, die einfach aufgebaut ist und bei welcher Fertigungstoleranzen keinen Einfluß auf die Dichtheit des Systems haben. Diese Aufgabe wird, ausgehend von dem Oberbegriff des Hauptanspruchs, durch dessen kennzeichnenden Merkmale gelöst.
Der Vorteil der Erfindung liegt darin, daß die Schaltwalze mit wenigstens einem federwirksamen Element versehen ist, welches in der geschlossenen Stellung der Schaltwalze die Dichtwirkung derselben unterstützt. Dieses federwirksame Element kann aus einem Kunststoff oder einem anderen geeigneten Werkstoff hergestellt sein. In der geschlossen Stellung liegt dieses Element vollflächig an der Kanalöffnung der Einzelsaugrohre an und dichtet diese ab. Das federwirksame Element kann sowohl auf der Eintrittsseite jedes Einzelsaugrohres, als auch auf der Austrittsseite jedes Einzelsaugrohres angeordnet sei.
Bei der Anordnung ist lediglich zu beachten, daß Querströmungen in der Längsbohrung vermieden werden. In einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, das federwirksame Element als Blattfeder zu gestalten, wobei diese an dem Drehschieber mit einer Rastverbindung oder einer Nietverbindung befestigt werden kann. Die Befestigung erfolgt zweckmäßigerweise in der Mitte der Blattfeder. Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, die Längsbohrung mit einem elastische Wandteil zu gestalten. Dieses elastische Wandteil dient ebenfalls zur Toleranzkompensation und erzeugt ferner eine Klemmwirkung auf die Schaltwalze. Eine weitere Möglichkeit zur Abdichtung der Einzelsaugrohre mit einem federwirksame Element sieht vor dieses als Druckfeder so auszugestalten, daß es eine Kraft ausübt die die Schaltwalze zu der Öffnung der Einzelsaugrohre hinbewegt und damit die Dichtwirkung verbessert. Ein solches federwirksames Element ist an der Schaltwalze eingerastet und kann aus Kunststoff oder einem anderen geeigneten Werkstoff bestehen. In einer Weiterbildung der Schaltwalze besteht diese aus einzelnen Segmenten, wobei jedes Segment einem Einzelsaugrohr zugeordnet ist. Die Segmente sind miteinander torsionssteif verbunden, andererseits sind sie radialbeweglich angeordnet, so daß auch hier ein Toleranzausgleich stattfinden kann. Zur Vermeidung einer Querströmung in der Längsbohrung kann die Schaltwalze auf den zwischen den Einzelsaugrohren verlaufenden Abschnitten mit Dichtungen oder Dichtungsringen ausgestattet sein. Diese sind nach Art einer Kolbenringdichtung gestaltet.
Diese und weitere Merkmale von bevorzugten Weiterbildungen der Erfindung gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei der Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird.
Die Erfindung wird nachfolgenden Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Es zeigt
Figur 1 die Draufsichtdarstellung auf eine Schaltwalze in einer
Saugrohranlage.
Figur 2 die Schnittdarstellung einer Schaltwalze in Offenstellung
Figur 3 die Schnittdarstellung einer Schaltwalze in
Geschlossenstellung
Figur 4 die Variante eines Federelements an einer Schaltwalze Figur 5 die in Figur 4 gezeigte Variante in der Geschlossensteliung eines Einzelsaugrohres
Figur 6 eine weitere Variante eines Federelements
Figur 7 eine weitere Variante eines Federelements
Eine Draufsichtdarstellung gemäß Figur 1 mit einer Schaltwalze in einer Saugrohranlage zeigt einen Ansaugverteiler 11 für eine Vierzylinderbrennkraftmaschine. Von dem Ansaugverteiler 11 gehen Einzelsaugrohre 12, 13, 14, 15 zu einem hier nicht dargestellten Anschlußflansch. Eine Schaltwalze 10 öffnet oder schließt sogenannte Leistungskanäle, diese bestehen aus kürzeren Einzelsaugrohren 16, 17, 18 19 welche ebenfalls in den Anschlußflansch einmünden. Die Schaltwalze 10 weist Öffnungen 20, 21 , 22, 23, auf, zwischen diesen befinden sich Stützstege 24, 25, 26, 27. Die Schaltwalze ist über ein Gleitlager 28 in dem Ansaugverteilergehäuse 29 gelagert. Auf der gegenüberliegenden Seite weist die Schaltwalze einen Hebelarm 30 auf, über welchen mit einem hier nicht dargestellten Stellglied die Schaltwalze in zwei Stellungen gedreht werden kann.
Figur 2 zeigt einen Schnitt durch die Schaltwalze in der Offenstellung, dabei strömt die Ansaugluft gemäß dem Pfeil 31 durch das Einzelsaugrohr 12. Oberhalb des Einzelsaugrohres 16 befindet sich das Einzelsaugrohr 12. Die Schaltwalze 10 ist mit einem Blattfederelement 32 versehen, dieses ist mittig an einem Befestigungspunkt 33 der Schaltwalze 10 befestigt. Die beiden freien Enden liegen an der Innenwandung 34 des Ansaugverteilers 11 an und üben damit auf die Schaltwalze 10 eine entgegengerichtete Kraft aus. Figur 3 zeigt die Schaltwalze 10 in der Geschlossenstellung, gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen verstehen. Das Blattfederelement 32 schließt im Bereich 35 und im Bereich 36 (Dichtungsbereich) die Öffnung des Einzelsaugrohres 16 wirksam ab und ist auch geeignet, Pulsationen der Luftströmung in den Einzelsaugrohren zu widerstehen. Die Innenwandung 34 des Ansaugverteilers 11 zeigt aufgrund ihrer einseitigen Entkopplung von der Struktur des Ansaugverteilers ebenfalls eine gewisse Elastizität und ist damit in der Lage, in Verbindung mit dem Blattfederelement 32 größere Toleranzen zu kompensieren. Selbstverständlich ist in jedem der Einzelsaugrohre 16 bis 19 ein einzelnes Blattfederelement 32 angeordnet.
Figur 4 zeigt in einer Variante die Schnittdarstellung einer Schaltwalze 10. Auf dieser ist ein Federelement 37 befestigt, als Befestigungsart bietet sich ein Aufschnappen auf die entsprechend geformte Schaltwaize an.
Figur 5 zeigt die in Figur 4 dargestellte Schaltwalze in der Geschlossenstellung. Das Federelement 37 stützt sich an der Wandfläche im Bereich eines Stützsteges ab und bewirkt durch eine Kraft in Richtung des Einzelsaugrohres 16 ein Abdichten über die Kontur der Schaltwalze in den Bereichen 38 und 39.
In Figur 6 ist eine Vaπante eines Federeiements 40 gezeigt, dieses ist mit einer Einhängelasche 41 versehen.
Figur 7 zeigt ein Federelement 42, welches in Öffnungen 43, 44 der Schaltwalze 10 eingreift und damit zuverlässig auf der Schaltwalze befestigt ist.

Claims

Patentansprüche
1. Schaltwalze, insbesondere zur Verwendung in einer Saugrohranlage für eine Mehrzylinderbrennkraftmaschine, mit einem Ansaugverteiler und nebeneinander angeordneten Einzelsaugrohren, welche in einem Flansch enden wobei in einer Längsbohrung der Einzelsaugrohre die Schaltwalze angeordnet ist zum Verschließen und Öffnen der Einzelsaugrohre, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein federwirksames Element (32) vorgesehen ist welches in der geschlossenen Stellung der Schaltwalze (10) die Dichtwirkung derselben unterstützt.
2. Schaltwalze nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß das federwirksame Element (32)nach Art einer Blattfeder gestaltet ist und federnd im Bereich der Eintritts-oder Austrittsöffnung jedes Einzeisaugrohres (16-19) zu der die Schaltwalze (10) aufnehmenden Längsbohrung anliegt.
3. Schaltwalze nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das federwirksame Element (32) an der Schaltwalze (10) mit einer Rastverbindung oder einer Nietverbindung (33) befestigt ist.
4. Schaltwalze nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsbohrung zur Aufnahme der Schaltwalze (10) ein wenigstens abschnittsweise verlaufendes elastisches Wandteil aufweist.
5. Schaltwalze nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß das federwirksame Element (32) derart auf der Schaltwalze (10) angeordnet ist, daß es eine Kraft ausübt, die in der Geschlossenstellung die Schaltwalze (10) an die Öffnungen zu den Einzelsaugrohren (16-19) andrückt.
6. Schaltwalze nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das federwirksame Element (32) an der Schaltwalze (10) eingerastet ist.
7. Schaltwalze nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß diese aus einzelnen Segmenten besteht, welche torsionssteif und radialbeweglich miteinander gekoppelt sind.
8. Schaltwalze nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß diese auf den zwischen den Einzelsaugrohren (16-19) verlaufenen Abschnitten Dichtungsringe aufweist.
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