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Patent Searching and Data


Title:
INDUCTION PIPE WITH INSERTABLE COMPONENTS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1999/024702
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an induction pipe for the induction tract of internal combustion engines, comprising an opening (11) in which various insertable components such as a hollow cylinder provided with windows (27) and an opening and closing drum (15) can be mounted. Said components enable multi-step or infinitely adjustable opening and closing induction pipe variants to be assembled. Alternately, insertable components can also be provided, making the geometry of said induction pipe non-modifiable. The housing (10) of the induction pipe remains unchanged. This enables modular systems to be created for one or several types of internal combustion engines, thereby improving efficiency in terms of production and storage.

Inventors:
DOBUSCH HEINZ (DE)
LEIPELT RUDOLF (DE)
PAFFRATH HOLGER (DE)
Application Number:
PCT/EP1998/007227
Publication Date:
May 20, 1999
Filing Date:
November 11, 1998
Export Citation:
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Assignee:
MANN & HUMMEL FILTER (DE)
DOBUSCH HEINZ (DE)
LEIPELT RUDOLF (DE)
PAFFRATH HOLGER (DE)
International Classes:
F02B27/02; (IPC1-7): F02B27/02
Foreign References:
EP0551209A11993-07-14
EP0636774A11995-02-01
DE3940486A11991-06-13
DE3807193A11989-06-01
DE3829522A11990-03-01
DE4499626T11996-02-22
DE3921081A11991-01-10
DE3825000A11989-02-02
EP0848145A21998-06-17
Attorney, Agent or Firm:
Voth, Gerhard (Filterwerk Mann+Hummel GmbH Ludwigsburg, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Saugrohr für den Ansaugtrakt von Brennkraftmaschinen, welches einen Einlaß (13) für die Ansaugluft und mehrere voneinander abgedichtete Saug kanäle (17) mit zylinderseitigen Austritten (18) aufweist, wobei im Saugrohr ein Einbauraum (11) zur Aufnahme mindestens einer Einlegekomponente (15,26,33,37,41) zur Bildung der Saugkanäle (17) im Inneren eines Saug rohrgehäuses (10) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Ein bau unterschiedlicher Einlegekomponenten, die sich insbesondere hinsicht lich ihrer Komplexität unterscheiden, in den Einbauraum möglich ist.
2. Saugrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Einbauraum (11) im wesentlichen zylindrische Innenkonturen aufweist.
3. Saugrohr nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Saugrohr für eine Brennkraftmaschine mit vförmiger Zylinderanord nung geeignet ist, wobei sich die Saugkanäle (17) schneckenförmig um den Einbauraum (11) winden und jeweils benachbarte Saugkanäle in entgegen gesetzter Richtung durchströmt werden.
4. Saugrohr nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlegekomponente ein hohles Einlegeteil (33) ist, durch das eine unveränderliche Geometrie der Saugkanäle (17) festgelegt ist, in den der Einlaß (13) mündet und der Öffnungen (35) zu den einzelnen Saugkanälen (17) aufweist.
5. Saugrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlegekomponente eine Schaltwalze (15) aufweist, welche drehbar ge lagert ist und einen Antrieb (23) aufweist, wobei die Länge des Ansaugwe ges zwischen Einlaß (13) und Austritten (18) von der Winkelstellung der Schaltwalze abhängt.
6. Saugrohr nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Schaltwalze (15) und den Saugkanälen (17) eine Zylinderwandung (26) an geordnet ist, wobei die Zylinderwandung mehrere Fenster (27) pro Saugka nal (17) aufweist, die in Abhängigkeit von der Winkelstellung der Schaltwalze (15) eine Verbindung zwischen einem im Inneren der Schaltwalze liegenden Sammelraum (17) und den Saugkanälen (17) herstellen und in anderen Win kelstellungen durch zwischen der Schaltwalze und der Zylinderwandung un tergebrachte Fensterdichtungen (28) verschlossen sind.
7. Saugrohr nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinder wandung (26) als Teil der Einlegekomponente ausgeführt ist und derart in den Einbauraum (11) eingesetzt ist, daß sie die Saugkanäle untereinander abdichtet.
8. Saugrohr nach Anspruch 3 in Verbindung mit einem der Anspüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Fenster (27) derart versetzt auf der Schaltwalze (15) angeordnet sind, daß sie durch Drehung der Schaltwalze jeweils diejenigen der Fenster (27) abdecken, die bei den Saugkanälen ent gegengesetzter Durchflußrichtung die gleiche Saugrohrlänge gewährleisten.
9. Saugrohr nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Fensterdichtungen (28) in Fensternuten (31) in der Schaltwalze (15) ge führt sind und durch Federelemente (32), die sich im Nutgrund der Fenster nuten abstützen, an die Zylinderwandung angedrückt werden.
10. Saugrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einiegekomponente (15,26,33,37,41) aus Stellscheiben (37) und Dichtscheiben (41) besteht, die einander abwechselnd und gegeneinander dichtend durch mindestens eine Welle (36) gelagert sind, wobei die Dicht scheiben (41) an den Wänden des Einbauraumes (11) anliegen und die Verstellscheiben einen Antrieb (23) aufweisen.
11. Saugrohr nach dem auf den Anspruch 3 zurückbezogenen Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (23) derart ausgebildet ist, daß eine gegensinnige Drehung jeweils benachbarter Stellscheiben (41) zustan dekommt.
12. Saugrohr nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß jede zweite Stellscheibe als feste Stellscheibe (37f), die verdrehsicher auf der Welle (36) angebracht ist, ausgeführt ist, und die anderen Stellscheiben als lose Stell scheiben (371) drehbar auf der Welle gelagert sind, wobei letztere über ein Umkehrgetriebe durch eine der benachbarten festen Stellscheiben (37f) an treibbar sind.
13. Saugrohr nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb zwei gegensinnig drehende Wellen (36a, 36b) aufweist, wobei die Stell scheiben (37) abwechselnd fest auf eine der beiden Wellen aufgesteckt sind und die Dichtscheiben (41) eine Außenkontur aufweisen, welche die Kontu ren der Stelischeiben beider Wellen beinhaltet.
14. Saugrohr nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb zwei gegensinnig drehbare Wellen (36a, 36b) aufweist, die über Zahnräder (55) jeweils mit jeder zweiten der Stellscheiben (37) über eine an der Stell scheibe angebrachte Innenverzahnung (51) drehmomentschlüssig verbun den sind, während außerdem auf den Wellen (36a, 36b) und mindestens ei ner Achse (53) Losräder zur Lagerung der Stellscheiben vorgesehen sind.
Description:
Beschreibung Saugrohr mit Einlegekomponente Stand der Technik Die Erfindung betrifft ein Saugrohr für den Ansaugtrakt von Brennkraftmaschi- nen mit mindestens einer Einlegekomponente zur Bildung von Saugkanälen im Inneren des Saugrohrs nach der Gattung des Patentanspruches 1.

Das Vorsehen von Einlegeteilen in die Gehäuseschalen eines Saugrohres ist bekannt. Wie zum Beispiel aus der DE 44 99 626 deutlich wird, werden derarti- ge Einlegeteile zur Bildung von Saugkanälen zu den Zylindern im Saugrohr verwendet. Auf diese Weise iäßt sich die komplexe Geometrie von Saugrohren mit vergleichsweise einfachen, gußtechnisch unproblematischen Einzelteilen verwirklichen.

Ein weiterer Grund für das Vorsehen von Einlegekomponenten ist die Verwirkli- chung von Schaltsaugrohren. Wie in der DE 39 21 081 beschrieben, kann die Einlegekomponente zum Beispiel aus einer Schaltwalze bestehen, die die Ver- brennungsluft in Abhängigkeit von ihrer Stellung vom Einlaß des Saugrohres zu unterschiedlichen Öffnungen in den Saugkanälen leitet. Die unterschiedlichen Öffnungen in den Saugkanälen sind derart angeordnet, daß durch Verstellen der Einlegekomponente eine mehrstufige Längenschaltung der Saugkanäle möglich wird. Durch eine Einlegekomponente gemäß der DE 38 25 000 kann auch eine stufenlose Verstellung der Saugkanallänge erreicht werden. Dies wird durch eine drehbar gelagerte Schaltwalze erreicht, die einen Wandab- schnitt der Saugkanäle bildet und mit je einer Öffnung zu den Saugkanälen versehen ist. Durch Drehung der Schaltwalze wird die Saugkanallänge von die- sen Öffnungen bis zu den Zylindereinlässen verstellt. Bei Schaltsaugrohren für Brennkraftmaschinen mit V-Anordnung der Zylinder sind die jeweils benachbar- ten Saugkanäle mit gegensinniger Durchflußrichtung angeordnet. Wie in der EP 848 145 A2 beschrieben, kann das Problem der Längenverstellung der Saug- kanäle durch Anordnung von gegensinnig drehenden Schaltscheiben gelöst werden. Diese können zum Beispiel auf zwei Wellen gelagert sein, wobei der axiale Abstand der Antriebswellen zu einem Versatz der Schaltscheiben führt.

Die dargestellten Saugrohrgestaltungen sind dazu geeignet, unterschiedliche Anforderungen an Saugrohre zu erfüllen. Feste Einlegeteile werden vorrangig zur Herstellung kostengünstiger Saugrohre verwendet. Einlegekomponenten, die durch Verstellung zu unterschiedlichen Saugkanallängen führen, stellen aufwendige Systeme dar, die vorrangig in Verbrennungskraftmaschinen für ge- hobene Ansprüche an Leistung und Komfort eingebaut werden.

Zur Erweiterung der Fahrzeugpalette werden häufig ähnlich aufgebaute Ver- brennungskraftmaschinen, die gleiche Anschlußmaße aufweisen mit unter- schiedlichen Varianten von Saugrohren versehen. Die Saugrohre sind dann auf den jeweiligen Anwendungsfall angepaßt. Die in den oben genannten Schriften realisierten Saugrohrgeometrien rufen bei der Verwirklichung einer breitgestreu- ten Fahrzeugpalette jedoch eine große Anzahl von Einzelkomponenten hervor.

Für diese müssen kostenaufwendige Gußwerkzeuge hergestellt werden, wo- durch deren Rentabilität verringert wird. Erhöhte Kosten entstehen auch durch eine aufwendigere Lagerhaltung für Ersatzteile bzw. für den logistischen Auf- wand bei der Endmontage der Fahrzeuge. Hierdurch können zusätzliche Ko- sten entstehen, die die Verwirklichung einer großen Variantenvielfalt der Fahr- zeugpalette unmöglich machen können.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung ein Saugrohr zu schaffen, welches in der Herstellung und in der Montage wirtschaftlich ist, welches flexibel im Einsatz ist und welches sich mit geringem konstruktiven Aufwand an unterschiedliche An- wendungsfälle anpassen laft. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelost.

Vorteile der Erfindung Das erfindungsgemäße Saugrohr weist ein Gehäuse auf, welches in bekannter Weise einen Einlaß für die Verbrennungsluft und Auslässe zu den Zylindern aufweist. Weiterhin ist ein Einbauraum zur Aufnahme mindestens einer Einle- gekomponente vorgesehen. Die Einlegekomponente ist an der Bildung der Saugkanäle beteiligt. Hierbei kann sie Wandteile der Saugkanäle beinhalten.

Insbesondere ist durch die Einlegekomponente jedoch die Beeinflussung der Saugkanallänge möglich. Dies kann durch Schaltwalzen erfolgen. Eine andere Möglichkeit ist das Vorsehen von Klappen, die zum Beispiel Bypassöffnungen in den Saugkanälen verschließen. Die Einlegekomponente kann aus mehreren Teilen bestehen, die gemeinsam die gewünschte Funktion erzielen. Die Werk- stoffe für das Saugrohr und die Einlegekomponenten sind insbesondere Kunststoff oder Leichtmetall, wie Aluminium oder Magnesium.

Der wesentliche Vorteil des erfindungsgemäßen Saugrohres liegt in der Gestal- tung des für den Einbau der Einlegekomponente vorgesehenen Einbauraumes.

Dieser ist in seiner Innenkontur derart gestaltet, daß sich unterschiedliche Ein- legekomponenten einsetzen lassen. Diese unterscheiden sich insbesondere in ihrer Komplexität. Auf diese Weise kann in demselben Saugrohrgehäuse eine Vielfalt von Innenstrukturen erzeugt werden. Hierzu muß konstruktiv eine ein- deutige Trennung der Aufgaben des Saugrohrgehäuses und der Einlegekom- ponenten vorgesehen werden. Weiterhin müssen die unterschiedlichen Einle- gekomponenten hinsichtlich der geometrischen Anforderungen Gemeinsamkei- ten aufweisen. So ist zum Beispiel unabhängig von der Art der Einlegekompo- nente immer eine Abdichtung der Saugkanäle gegeneinander notwendig, damit diese ihre positive Wirkung auf das Ansaugverhalten der Brennkraftmaschine entfalten können.

Eine besondere Ausführungsform der Erfindung schiägt daher vor, den Einbau- raum mit im wesentlichen zylindrischen Konturen zu versehen. Dadurch wird ein klar definierter und vielseitig verwendbarer Einbauraum geschaffen. Die Anpassung des Einbauraums an die zylindrische Innenkontur ist vorrangig in den Bereichen notwendig, in denen das Saugrohrgehäuse mit der Einlegekom- ponente in Kontakt kommt. Dabei muß nicht unbedingt eine kreiszylindrische Innenkontur verwirklicht werden. Es sind insbesondere elyptische oder aus zwei Teilkreisen bestehende Querschnittsflächen des zylindrischen Einbau- raumes denkbar. Im Normalfall ist der Einbauraum derart gestaltet, daß die Saugkanäle das Einlegeteil schneckenförmig umlaufen. Ein zylindrischer Ein- bauraum hat zusätzlich den Vorteil, daß der Einbau der Einlegekomponente mit einer Fügerichtung parallel zur Mittelachse des Zylinders erfolgen kann. Es kann daher auf eine Teilung des Gehäuses verzichtet werden, weil der Einbau in die Gehäuseschalen vor deren Zusammensetzen nicht notwendig ist. Hier- durch entsteht eine größeren Gestaltungsfreiheit für das Saugrohrgehäuse.

Dieses kann zum Beispiel im Kernausschmeizverfahren hergestellt werden.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführung des Erfindungsgedankens ist das Saugrohr für den Einbau in eine Brennkraftmaschine mit v-förmiger Zylin- deranordnung vorgesehen. Hierbei muß die Einlegekomponente aus mehreren Teilen zusammengesetzt sein. Zu diesen Teilen gehören insbesondere die Stellscheiben, die sich zur Längenveränderung der Saugkanäle wechselweise gegeneinander drehen müssen. Dies liegt daran, daß die Saugkanäle zu den beiden Zylinderbänken jeweils gegensinnig durchströmt werden. Sofern für die- se Bauform ein im wesentlichen zylindrischer Einbauraum geschaffen wird, ist dieser besonders gut für Einbaukomponenten auch geringerer Komplexität ge- eignet.

Durch das erfindungsgemäße Saugrohr iäßt sich auf diese Weise ein Bauka- stensystem entwickeln. Es läßt sich zum Beispiel für eine Brennkraftmaschine ein Saugrohrgehäuse herstellen, welches zur Aufnahme einer stufenlos ver- stellbaren, einer mehrstufig verstellbaren und einer nicht verstellbaren Einlege- komponente eignet. Es lassen sich also dabei sogar schaltbare und nicht schaltbare Saugrohrvarianten realisieren. Dadurch werden im Vergleich zum Stand der Technik, die Werkzeugkosten für die Saugrohrgehäuse zweier der drei beschriebenen Varianten eingespart. Dabei muß das Baukastensystem nicht auf ein Saugrohr einer einzigen Brennkraftmaschine beschränkt bleiben.

Für die scheibenförmig aufgebaute Einlegekomponente ist es zum Beispiel denkbar, daß diese für unterschiedlich viele Zylinderzahlen, beispielsweise 6 oder 8 Zylinder, Verwendung findet. Wird die Geometrie des Einbauraums bei- behalten, so kann für eine andere Brennkraftmaschine auch ein Saugrohrge- häuse geschaffen werden, welches sich der bereits bestehenden Einlegekom- ponenten bedient. Auf diese Weise werden die Werkzeugkosten für unter- schiedliche Einlegekomponenten eingespart. Die Vereinfachung der Lagerhal- tung sowie die Einsparung von Werkzeugkosten erhöhen die Wirtschaftlichkeit der Saugrohre erheblich. Weiterhin kann durch Erreichung höherer Stückzahlen eine Verringerung der Herstellkosten der Einzelteile erreicht werden.

Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung, weist das Saugrohr ein hohles Einlegeteil auf, welches starr mit dem Saugrohr verbunden wird.

Durch dieses Einlegeteil werden die Saugkanäle teilweise mitgebildet, wobei durch entsprechende Öffnungen die Durchleitung von Verbrennungsluft vom Hohlraum des Einlegeteils in die Saugkanäle möglich ist. Der Hohlraum kann bei dieser Variante einen Sammelraum bilden, in den ein Einlaß für die Ver- brennungsluft mündet. Auf diese Weise wird mit vorhandenen Gehäuseteilen und einem sehr einfachen Einlegeteil eine kostengünstige Variante für das Saugrohr geschaffen.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß die Einlegekompo- nente eine Schaltwalze aufweist, die durch einen Antrieb verdreht werden kann. Durch Drehung der Schaltwalze kann die Länge des Ansaugweges zwi- schen Einlaß und Austritten des Saugrohres verstellt werden. Dabei kann die Schaltwalze einstückig oder mehrstückig aufgebaut sein. Es ist zum Beispiel möglich, die Schaltwalze in einen Zylindermantel unterzubringen, dessen Zylin- derwandung die Saugkanäle gegeneinander abdichtet und von dem für die Schaltwalze verbleibenden Einbauraum trennt. In der Zylinderwandung sind pro Saugkanal mehrere Fenster vorgesehen. Die Schaltwalze weist nur ein Fenster pro Saugkanal auf, welches durch Drehung derselben mit verschiedenen Fen- stern des Zylindermantels in Deckung gebracht werden kann. In Abhängigkeit vom gewähiten Fenster werden unterschiedliche Längen der Saugkanäle reali- siert. Eine bevorzugt zweistufige Längenschaltung der Saugrohre wird gemäß dieser Variante mit einem geringen Aufwand an Baukomponenten möglich.

Es ist vorteilhaft, den Zylindermantel als Teil der Einlegekomponente auszufüh- ren. Auf diese Weise entsteht eine kompakte leicht zu handhabende Baueinheit die in das Saugrohrgehäuse eingesetzt werden kann. Wird auf den Zylinder- mantel verzichtet, so kann die einstückige Schaltwalze auch zur stufenlosen Verstellung eines Saugrohres für einen Verbrennungsmotor mit reihenförmiger Zylinderanordnung verwendet werden. Eine Abdichtung der einzelnen Saugka- näle ist dann mit Hilfe der Schaltwalze zu realisieren. Hierdurch ergibt sich für das Einzelteil der Schaltwalze eine weitere Anwendungsmöglichkeit, wodurch die Wirtschaftlichkeit dieser Variante erhöht werden kann.

Wird die mit Fenstern versehene einstückige Schaltwalze für eine Brennkraft- maschine mit einer V-förmigen Zylinderanordnung verwendet, so müssen die Fenster, die in der Schaltwalze als Öffnung dienen, für jeweils benachbarte Saugkanäle versetzt angeordnet werden. Auf diese Weise kann durch Drehung der Schaltwalze in eine Drehrichtung eine gleiche Länge der Saugkanäle er- reicht werden, obwohl diese gegensinnig durchströmt werden. Um die Fenster zu verschließen sind in der Schaltwalze Fensterdichtungen vorgesehen, die die Fenster umrahmen. Es ist jedoch keine Abdichtung des Fensters im Zylinder- mantel mit der längsten Saugkanallänge notwendig. Dieses kann bei Realisie- rung kürzerer Saugkanallängen geöffnet bleiben, da sich die Ansaugluft den Weg des geringsten Widerstandes, also durch das Fenster für die kürzere Saugkanallänge sucht. Für Brennkraftmaschinen mit v-förmiger Zylinderanord- nung ergibt sich durch Verwendung einer einstückigen Schaltwalze im Ver- gleich zur bereits bekannten Scheibenbauform eine enorme Verringerung an Einzelteilen. In diesem Fall ! äßt sich nicht nur die Wirtschaftlichkeit eines Bau- kastensystems, sondern auch der Lösungsvariante als solcher wesentlich ver- bessern.

Es ist vorteilhaft, die Fensterdichtung in der Schaltwalze zu befestigen. Hierzu werden um den Fensterrahmen Fensternuten vorgesehen, die zur Führung der Dichtungen geeignet sind. Weiterhin sind Federelemente vorgesehen, die sich im Nutgrund der Fensternuten abstützen, und die Fensterdichtungen an die Zylinderwandung des Zylindermantels andrücken, wodurch die Dichtwirkung erzielt wird. Die Federelemente können zum Beispiel aus einer Wellfeder be- stehen, die vor Montage der Fensterdichtung in die Fensternut eingebracht wird. Allerdings kann das Federelement auch in die Fensterdichtung integriert sein. Zu diesem Zweck werden Biegeelemente an den in der Fensternut be- findlichen Rand der Fensterdichtung angespritzt. Dank dieser nur örtlich wir- kenden Fensterdichtungen wird die Reibung und damit die Stellkraft, die zum Verdrehen der Schaltwalze nötig ist deutlich verringert.

Für stufenlos längenveränderlicher Saugrohre ist eine andere Art der Abdich- tung sinnvoll. Hierbei wird die Schaltwalze aufgelöst in einzelne Schaltschei- ben. Zwischen diesen Schaltscheiben sind jeweils Dichtscheiben montiert, die im Außengehäuse feststehen. Zum Außengehäuse hin abgedichtet sind diese Dichtscheiben durch einen elastischen Ringwulst. Der Dichtbereich zwischen Dichtscheiben und Stellscheiben ist gleichzeitig der Bereich eines axialen Gleitlagers. Über eine stirnseitig angeordnete Schraubenfeder wird dieses Pa- ket aus Stell-und Dichtscheiben axial gerade so stark verspann, daß die Saug- kanake gegeneinander ausreichend dicht sind und das Scheibenpaket sich trotzdem noch leicht genug drehen iäßt. Eine solche Anordnung ist durch ihren modularen Aufbau besonders vielseitig verwendbar und la (3t sich sowohl für Reihenmotoren verwenden, bei denen die Scheiben alle in die gleiche Richtung gedreht werden, als auch für V-Motoren, bei denen sie gegeneinander verdreht werden.

Besonders vorteilhaft ist die Verwendung, solcher in Einzelscheiben aufgelöster Schaltwalzen von Stellscheiben in Saugrohren für Brennkraftmaschinen mit v- förmiger Zylinderanordnung. Der Antrieb dieser Variante muß derart ausgebil- det sein, daß eine gegensinnige Drehung jeweils benachbarter Stellscheiben zustande kommt. Nur unter dieser Vorraussetzung kann die Länge der jeweils gegenläufig durchströmten Saugkanäle simultan verstellt werden.

Eine günstige Ausführungsform der Erfindung sieht vor, die Stellscheiben durch eine Welle so anzutreiben, daß jede zweite der Stellscheiben verdrehsicher auf der Welle angebracht ist. Die anderen Stellscheiben lassen sich auf der Welle verdrehen. Die festen und die losen Stellscheiben sind jeweils durch Umkehr- getriebe miteinander verbunden. Hierdurch wird erreicht, daß bei Verdrehung der Welle die jeweils benachbarten Scheiben sich gegensinnig drehen.

Das Umkehrgetriebe kann zum Beispiel als Kegelradgetriebe ausgeführt sein.

Die jeweils benachbarten Stellscheiben weisen eine Kegelverzahnung auf. Die Stellscheiben können dabei dieselbe Geometrie aufweisen, also mit der selben Gußform hergestellt werden. Sie müssen dann um 180° verdreht auf die Welle geschoben werden, damit die Kegelverzahnungen sich gegenüber liegen. Zwi- schen diesen Verzahnungen ist ein Kegelrad angeordnet, welches raumfest im Gehäuse gelagert ist und in beide Kegelverzahnung eingreift. Dieses Kegel- zahnrad bewirkt die Richtungsumkehr der losen Scheiben bei Verstellung der festen Scheiben. Eine raumfeste Lagerung der Kegelräder ist zum Beispiel in den zwischen den Stellscheiben angebrachten Dichtscheiben möglich, die sich im Einbauraum des Saugrohrgehäuses abstützen.

Eine andere Möglichkeit besteht in der Zwischenschaltung zweier Stirnräder zwischen den Stellscheiben, welche parallele Drehachsen zur Antriebswelle aufweisen und ineinander eingreifen. Diese sind derart angeordnet, daß jeweils eines dieser Stirnräder ein feste Stellscheibe und das andere der Stirnräder in die benachbarte lose Stellscheibe eingreift. Hierdurch wird eine Kopplung der benachbarten Stellscheiben erreicht, wobei eine Verdrehung der festen Stell- scheibe eine gegensinnige Verdrehung der losen Stellscheibe zur Folge hat. Sofern die beiden Stirnräder den selben Durchmesser aufweisen, entsprechen sich die Verdrehwinkel der benachbarten Stellscheiben in ihrem Betrag.

Gemäß einer Modifikation der Erfindung können die Stellscheiben auch auf zwei gegensinnig drehende parallel angeordnete Wellen aufgesteckt werden. Sie sind dann abwechselnd fest auf einer der beiden Wellen aufgesteckt. Die Wellen können zum Beispiel durch zwei Stirnräder miteinander verbunden sein, wobei eine der beiden Wellen angetrieben wird. Auf diese Weise wird die ge- genläufige Verdrehung der Stellscheiben erreicht. Voraussetzung ist, daß die Stirnräder, die die beiden Wellen verbinden den gleichen Durchmesser aufwei- sen. Um eine Verträglichkeit mit anderen Einbaukomponenten des Baukasten- systems zu erreichen, müssen die zwischen den Stellscheiben angeordneten Dichtscheiben eine Außenkontur aufweisen, welche die Konturen der Stell- scheiben beider Wellen beinhaltet. Auf diese Weise kann der Einbauraum zy- lindrisch gestaltet werden, da der Versatz der Wellen und der Stellscheiben nicht zu einer komplexeren Innenstruktur des Einbauraums führt. Die Abdich- tung der Saugkanäle untereinander wird dann durch die Dichtscheiben erzielt, welche an den Gegenflächen des zylindrischen Einbauraumes zur Anlage kommen.

Gemäß einer weiteren Modifikation der Erfindung ist ein Stellantrieb vorgese- hen, welcher zwei gegensinnig drehende Wellen aufweist, deren Antriebsräder in Innenzahnkränze der Schaltscheiben eingreifen. Hierbei werden die Schalt- scheiben so angetrieben, daß jede erste, dritte, fünfte usw. von der einen Welle und jede zweite, vierte, sechste usw. von der anderen Welle angerieben wer- den, wodurch eine gegensinnige Verdrehung zustande kommt. Die drehenden Wellen sind dabei raumfest im Gehäuse gelagert. Eine Lagerung der Stell- scheiben auf einer zentralen Welle ist nicht notwendig, wodurch vorteilhafter- weise die radialen Stützrippen überflüssig werden, welche die Dichtscheibe mit einer zentralen Nabe verbinden. Dadurch sinkt der Strömunswiderstand im Saugrohr, und es kann Gewicht gespart werden. Die Lagerung der Dichtschei- ben wird durch die Antriebswellen und mindestens eine weitere Achse, die mit Losrädern versehen ist, gewährleistet. Auf den Wellen können zur Lagerung ebenfalls zusätzliche Losräder angebracht sein. Die Losräder können als Zahn- räder ausgeführt sein, welche ebenfalls in den Innenzahnkranz der Stellschei- ben eingreift. Es ist aber auch möglich, diese ohne Verzahnung auszuführen, welche sich in einer entsprechenden Innenfläche der Stellscheibe abstützen.

Diese und weitere Merkmale von bevorzugten Weiterbildungen der Erfindung gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeich- nungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei der Ausführungsform der Erfin- dung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird.

Zeichnung Weitere Einzelheiten der Erfindung werden in den Zeichnungen anhand von schematischen Ausführungsbeispielen beschrieben.

Hierbei zeigen Figur 1 den Längsschnitt durch ein Saugrohr für eine Brennkraftmaschine mit v-förmiger Zylinderanordnung, in das eine Einlegekomponente mit einstückiger Schaltwalze zur zweistufigen Verstellung der Saugkanäle eingebracht ist, Figur 2 den Schnitt A-A gemäß Figur 1, Figur 3 den Schnitt B-B gemäß Figur 1, Figur 4 die Gestaltung einer Fensterdichtung in Anlehnung an das Detail x gemäß Figur 3, wobei die Fensterdichtung eines der Fenster in der Zylinderwandung verschließt, Figur 5 ein Saugrohrgehäuse ähnlich dem Schnitt A-A aus Figur 1, wobei anstelle der einstückigen Schaltwalze ein starr im Saugrohrgehäuse fixiertes Einlegeteil eingebracht ist, Figur 6 ein Saugrohrgehäuse ähnlich dem Schnitt A-A aus Figur 1, wobei in den Einbauraum Stellscheiben zur stufenlosen Verände rung der Saugkanallänge eingebracht sind, Figur 7 den Querschnitt durch ein Saugrohr gemäß Figur 6 in einer Dar stellung in Anlehnung an Figur 1, wobei die Drehrichtungsumkehr der lose auf der Welle laufenden Stellscheiben durch einen Kegel trieb erreicht wird.

Figur 8 den Aufbau einer Dichtscheibe, wie sie in einer Saugrohrvariante gemäß Figur 7 zum Einsatz kommt, wobei die Dichtscheibe zur Realisierung einer Drehrichtungsumkehr benachbarter Stelischei ben ein Stirnradgetriebe aufweist, Figur 9 ein mit Stellscheiben versehenes Saugrohr in Anlehnung an die in Figur 6 dargestellt Variante, wobei der Antrieb in Form einer In nenverzahnung so erfolgt, daß die rechtsdrehende Welle die linksdrehenden Stellscheiben verdreht und die linksdrehende Welle die jeweils dazwischen liegenden rechtsdrehenden Stell scheiben, Figur 10 eine Saugrohrvariante in Anlehnung an die Figur 6, wobei die Stellscheiben jeweils zentral um zwei separate Antriebswellen drehbar gelagert sind und Figur 11 einen Längsschnitt durch ein Gehäuse gemäß Figur 10, wobei der Schnitt gemäß Figur 10 durch die Ebene C-C angedeutet ist.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele Das Saugrohr gemäß Figur 1 besteht aus einem Saugrohrgehäuse 10, welches einen Einbauraum 11 aufweist, welcher zumindest im Bereich von Dichtringen 12 eine kreiszylindrische Innenkontur hat. Die Ansaugluft für die Verbrennungs- kraftmaschine tritt durch einen Einlaß 13 in den als Sammelraum 14 fungieren- den Hohlraum einer in den Einbauraum 11 eingebauten Einlegekomponente 15 ein. Von dort wird die Ansaugluft durch Durchgänge 16 in Saugkanäle 17 einge- leitet, die durch die Außenwände des Saugrohrgehäuses 10 und eine Zylinder- wandung 26 gebildet werden. Durch die Saugkanäle wird die Luft zu zylinder- seitigen Austritten 18 geleitet, die in Flanche 19 zur Montage des Saugrohrs auf dem Zylinderkopf untergebracht sind. Die Schaltwalze weist an ihren Stirn- flächen Lagerzapfen 20 auf, mit Hilfe derer sie drehbar im Saugrohrgehäuse 10 gelagert ist. Der Einbau der Schaltwalze kann durch eine Einbauöffnung 21 erfolgen, die sich auf der Stirnseite des Saugrohrgehäuses befindet. Auf der Seite der Einbauöffnung wird der Lagerzapfen in einem Lagerschild 22 aufge- nommen und auf dieser Seite mit einem schematisch dargestellten Antrieb 23 versehen, anschließend wird die Einbauöffnung durch einen Deckel 24 ver- schlossen. Im Bereich des Einlasses 13 weist die Schaltwalze keine geschlos- sene Deckelfläche auf sondern der Lagerzapfen 20 wird durch Radialrippen 25 gehalten. Auf diese Weise kann die Luft vom Einlaß 13 in den Sammelraum 14 gelangen. Die Schaltwalze ist nur in ihren Stirnbereichen geschnitten darge- stellt. Die Anordnung der Durchgänge 16 ist im ungeschnittenen Bereich ange- deutet. Die Schaltwalze befindet sich in der Stellung kurzer Saugkanäle. Es ist die wechselseitige Anordnung zu erkennen, die aufgrund der V-förmigen Zylin- deranordnung zustande kommt. Der Figur 2 täßt sich die Funktionsweise der Schaltwalze 15 entnehmen. Diese ist durch die Zylinderwandung 26 eingeschlossen. Die Zylinderwandung besitzt zwei Fenster 27 die sich zu den Saugkanälen 17 öffnen und dabei unterschied- lich weit von den zylinderseitigen Austritten 18 entfernt sind. Der in der Schalt- walze 15 untergebrachte Sammelraum 14 weist die Durchgänge 16 auf, die in Abhängigkeit von der Winkelstellung der Schaltwalze 15 mit den Fenstern 27 in Deckung gebracht werden können, wodurch die Leitung der Ansaugluft ermög- licht wird. Die Durchgänge 16 sind derart in der Schaltwalze 15 untergebracht, daß jeweils nur eine der beiden Durchgänge mit einem Fenster 27 in Deckung kommen kann. Der andere Durchgang wird durch die Zylinderwandung 26 ab- gedeckt. In der Stellung der Schaltwalze für einen langen Saugkanal wird das Fenster, welches den kurzen Saugkanal öffnet zusätzlich durch eine Fenster- dichtung 28, die an der Schaltwalze 15 montiert ist, abgedeckt. Dadurch wird ein Kurzschluß der Ansaugluft durch dieses Fenster vermieden. Am Saugrohr sind weiterhin diverse Einrichtungen 29 zur Befestigung beispielsweise eines Luftfilters oder diverser Anschlußteile am Saugrohrgehäuse angebracht. Die Anschlußstelle am Flansch 19 ist zusätzlich durch eine Flanschdichtung 30 ab- gedichtet und schwingungstechnisch entkoppelt.

Figur 3 zeigt eine Figur 2 entsprechende Schnittdarstellung des Saugrohres.

Der Unterschied liegt lediglich in der umgekehrten Durchflußrichtung des Saug- kanals. In diesem Bereich ist daher auch die Schaltwalze anders gestaltet. Die Anordnung der Durchgänge 16 und der Fensterdichtung 28 sind in den beiden in Figur 2 und 3 dargestellten Bereichen so gewählt, daß durch eine Linksdre- hung der Schaltwalze die Fensterdichtung 28 vor das Fenster 27 für den kur- zen Saugkanal geschoben wird sowie das Fenster für den langen Saugkanal freigegeben wird. Durch eine anschließende Rechtsdrehung der Schaltwalze wird das Fenster für den kurzen Saugkanal freigegeben und das Fenster für den langen Saugkanal verschlossen.

Figur 4 zeigt eine mögliche Ausgestaltung für die Fensterdichtung 28. Diese ist in einer Fensternut 31 geführt und stützt sich an der Zylinderwandung 26 ab.

Dabei verschließt sie das Fenster 27. An die Fensterdichtung sind Federele- mente 32 angespritzt, die sich im Nutgrund der Fensternut abstützen und so einen Anpreßdruck der Fensterdichtung gegen die Zylinderwandung 26 erzeu- gen.

Figur 5 zeigt die Möglichkeit auf, in ein Saugrohrgehäuse 10 gemäß Figur 1 ein Einlegeteil 33 einzubringen, welches unbeweglich im Einbauraum 11 fixiert ist.

Dieses Teil besteht aus zwei Halbschalen 34 die zum Beispiel virbrationsver- schweißt sein könnten. Im Inneren des Einlegeteils ist der Sammelraum 14 ab- geteilt, in den der Einlaß 13 führt. Öffnungen 35 münden in die einzelnen Saugkanäle, wobei ein Teil der durch das Saugrohrgehäuse gebildeten Saug- kanäle ungenutzt bleibt. Die durchgezogenen Pfeile geben die Durchflußrich- tung der Ansaugluft durch den geschnitten dargestellten Saugkanal 17 wieder.

Der gestrichelt eingezeichnete Pfeil deutet die Flußrichtung der Ansaugluft in dem hinter der Zeichenebene befindlichen Saugkanal mit entgegengesetzter Flußrichtung des Fluids an.

In Figur 6 ist eine Saugrohrvariante mit stufenlos verstellbaren Saugkanälen dargestellt. Das Saugrohrgehäuse 10 entspricht dem in Figur 1 dargestellten.

Durch das Zentrum des Saugrohres läuft eine Welle 36 auf die eine feste Stell- scheibe 37f über eine Paßfeder 38 formschlüssig verbunden ist. Durch Dre- hung der Welle 36 erfolgt eine stufenlose Längenverstellung der Saugkanäle 17 um einen Verdrehwinkel von bis zu 270°. Um eine Durchleitung der Luft vom Einlaß 13 in den Sammelraum 14 zu gewährleisten, sind die Stellscheiben durch die Radialrippen 25 gehalten. Die Stellscheiben sind mit einer Kegelver- zahnung 39 versehen, die im Bereich der Öffnung 35 ausgespart ist. In die Ke- gelverzahnung greifen Kegelräder 40 ein.

Die Funktion der Kegelräder läßt sich der Figur 7 entnehmen. Hier ist eines der Kegelräder 40 dargestellt, welches im Innenumfang einer Dichtscheibe 41 ge- lagert ist. Das Kegelrad greift in die beiden Kegelverzahnungen 39 der Stell- scheiben ein. Die äußerste Stellscheibe ist durch die Paßfeder 38 auf der Welle 36 drehfest gelagert. Die Stellscheibe daneben kann auf der Welle verdreht werden. Ihre Winkelposition ist jedoch durch das Kegelrad 40 eindeutig be- stimmt. Wird die Welle 36 durch den schematisch dargestellten Antrieb 23 ver- dreht, so nimmt dieser die feste Stellscheibe 37f mit. Die lose Stellscheibe 371 wird durch das Kegelrad 40 zu einer gegenläufigen Drehbewegung um densel- ben Betrag gezwungen.

Die Welle 36 ist mit den Lagerzapfen 20 in Figur 1 vergleichbar gelagert. Zur Montage kann zum Beispeil zunächst das gesamte Stellelement zu einer vor- montierten Einheit zusammengefaßt werden. Hierfür werden im Wechsel eine lose Stellscheibe 371, eine Dichtscheibe 41, und eine feste Stellscheibe 37f, danach wieder eine Dichtscheibe und so weiter auf die Welle geschoben. Am antriebsseitigen Ende der Welle wird ein Andrückmechanismus 42, der eine Andrückfeder 43 enthält montiert. Der Andrückmechanismus gleicht eventuelle Toleranzen der Stellscheiben 37 und Dichtscheiben 41 aus, sorgt aber auch für eine Dichtwirkung zwischen Laufflächen 44, die durch Stellscheiben 37f, 371 und Dichtscheiben 41 gebildet werden. Nach dem Einschieben der Stellkompo- nente in den zylindrischen Einbauraum 11 wird der Lagerschild 22 eingesetzt, der durch das antriebsseitige Ende der Welle 36 durchstoßen wird. Eine Lage- rung der Welle an dieser Stelle ist nicht notwendig, da diese in genügender Weise durch die Naben der Dichtscheiben 41 geführt ist. An dem Wellenende wird der Antrieb 23 befestigt. Anschließend wird der Deckel 24 auf der Ein- bauöffnung 21 montiert.

Die Dichtscheiben 41 übernehmen eine Dichtwirkung in mehrfacher Hinsicht.

Zum einen stützen sie sich gehäusefest im Einbauraum 11 ab. Hierzu sind die Dichtringe 12 vorgesehen. Durch diese Dichtung wird zum einen eine Abdich- tung der benachbarten Saugkanäle 17 erreicht, zum anderen werden die Dicht- scheiben durch den Anpreßdruck der Dichtung an einer Verdrehung gehindert.

Da die Kegelräder 40 in den Dichtscheiben fixiert sind, ist dies für eine freie Kraftübertragung zwischen den festen Stellscheiben 37f und den losen Stell- scheiben 371 notwendig. Die Saugkanäle werden teilweise durch Wandteile des Saugrohrgehäuses 10 gebildet. Eine Innenkontur 45 der Saugkanäle 17 ist je- doch Teil der Stellscheiben 37f, 371. Um eine Abdichtung der Saugkanäle 17 zum Sammelraum 14 zu erreichen müssen die Stellscheiben und die Dicht- scheiben aneinander anliegen. Hierzu sind die Laufflächen 44 vorgesehen. Um den Verstellwiderstand in Grenzen zu halten, ist der Anpreßdruck der aufeinan- der laufenden Scheiben durch die Andrückfeder 43 definiert. Der Werkstoff der Dichtscheiben 41 ist bevorzugt ein verschleißfester Reibungspartner, zum Bei- spiel Bronze oder Federstahl.

Figur 8 stellt eine Alternative zum Kegelrädertrieb dar. In dieser Bauform weist die Dichtscheibe eine durch Speichen 46 gestützte Doppelnabe 47 auf, in der auf zwei Drehachsen 48 ein ineinandergreifender Satz Stirnräder 49 unterge- bracht ist. Die Drehachsen sind derart exzentrisch in der Doppelnabe unterge- bracht, daß je eines der Stirnräder 49 unterschiedlicher Drehachsen 48 in eine Stirnverzahnung 50 der angedeuteten benachbarten Stellscheiben eingreift.

Auf diese Weise wird eine Richtungsumkehr zwischen diesen Stellscheiben herbeigefüht, wie sie prinzipiell zu Figur 7 beschrieben wurde.

Ein alternatives Antriebskonzept für die Stellscheiben 37 ist in Figur 9 darge- stellt. In dieser Variante tragen die den Sammelraum 14 bildenen Innenwände 52 der Stellscheiben 37 eine Innenzahnkranz 51. Den Sammelraum durchlau- fen zwei Wellen 36a, 36b. Die Wellen sind in den Stirnseiten des Gehäuses in nicht dargestellter Weise gelagert und angetrieben. Sie weisen mit der Welle drehfest verbundene Zahnräder 55 auf, die jeweils jede zweite der Stellschei- ben antreiben. Da sich die Wellen 36a, 36b gegensinnig drehen ist somit eine Gegenläufige Verdrehung der Stellscheiben möglich. Durch Vorsehen zweier weiterer Achsen 53 die mit in den Innenzahnkranz 51 eingreifenden Losrädern 54 versehen sind, wird eine Lagerung der Stellscheiben 37 erreicht. Eine zen- trale Lagerwelle ist in diesem Ausführungsbeispiel nicht vorgesehen. Auf den Wellen 36a, 36b können weitere Losräder 54 für die jeweils von der Welle nicht angetriebenen Stellscheiben angebracht sein. Der Anpreßdruck, der in dem Ausführungsbeispiel von Figur 7 durch die Andrückfeder 43 erzeugt wird, kann in dieser Variante durch eine Tellerfeder erzeugt werden, die sich im Gehäuse- deckel abstützt (nicht dargestellt). Das Saugrohrgehäuse 10 kann in derselben Bauart ausgeführt sein, wie in Figur 1 beschrieben.

In Figur 10 ist schematisch ein Saugrohrgehäuse 10 ähnlich Figur 1 dargestellt in das eine zylindrische Einbaukomponente eingeschoben ist. Die Außenkontur der Einbaukomponente wird durch die Dichtscheiben 41 gebildet. Die sich über die Dichtringe 12 (siehe Figur 11) im Einbaurraum 11 abstützen. Die Stellschei- ben 37 sind auf zwei exzentrisch im Gehäuse gelagertern Wellen 36a, 36b drehfest angebracht. Daher weisen sie einen geringeren Durchmesser auf, als die Dichtscheiben 41, da diese die Umhüllende für die Außenkonturen der auf beiden Wellen 36a, 36b angebrachten Dichtscheiben bilden muß. Wie zu Figur 9 beschrieben, treiben die Wellen 36a, 36b abwechselnd die Stellscheiben 37 an, wodurch eine gegensinnige Verdrehung zustande kommt. Um einen Kurz- schluß zwischen dem Ende des Saugkanals 17 und den Austritten 18 zu ver- meiden ist in einem Trennbereich 58 eine Dichtbrücke 59 angebracht, die sich über Dichtlippen 60 einserseits an der Wand des Einbauraumes 11 und ande- rerseits auf dem die Innenkontur 45 des Saugkanals 17 bildende Wandteil der Stellscheiben 37 abstützt.

Der Figur 11 läßt sich die Wirkung der Dichtscheiben 41 entnehmen. In bereits beschriebener Weise stützen sich die Dichtscheiben über Dichtung 12 in der Einbauöffnung 11 ab. Die Laufflächen 44 zu Erzeugung einer Dichtwirkung zwischen Stellscheiben 37 und Dichtscheiben 41 müssen entsprechend der Anordnung der Dichtscheiben 41 exzentrisch ausgebildet sein. Die Dichtbrücke 59 ist über eine Steckverbindung 61 fest mit zwei benachbarten Dichtscheiben 41 verbunden.