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Patent Searching and Data


Title:
SUCTION DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1998/048154
Kind Code:
A1
Abstract:
Suction pipes (5, 6, 7, 8) are led from the first collector (4) to the admissions of the cylinders (11, 12, 13,14) of the internal combustion engine. In their walls, they have openings (44) which are adjoining and face each other. Each control flap (20, 21, 22) has a spindle (23) which is equipped with damping means, and, in the region of the damping means, is stored in a bearing bush (44, 45) in such a way that the openings can be closed over or released.

Inventors:
HAPPENHOFER WERNER (DE)
SCHEYTT MATHIAS (DE)
SCHMID STEFAN (DE)
SCHWAIGER HELMUT (DE)
Application Number:
PCT/DE1998/000797
Publication Date:
October 29, 1998
Filing Date:
March 18, 1998
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS AG (DE)
HAPPENHOFER WERNER (DE)
SCHEYTT MATHIAS (DE)
SCHMID STEFAN (DE)
SCHWAIGER HELMUT (DE)
International Classes:
F02B27/02; F02D9/10; (IPC1-7): F02B27/02
Domestic Patent References:
WO1996007022A11996-03-07
WO1995016112A11995-06-15
Foreign References:
EP0410871A11991-01-30
EP0701057A11996-03-13
DE4228334A11994-03-03
US4803961A1989-02-14
US4907547A1990-03-13
DE4337975A11995-05-11
FR2505010A11982-11-05
EP0026935A11981-04-15
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Claims:
Patentansprüche
1. Ansaugeinrichtung für eine Brennkraftmaschine mit: einem ersten Sammler (4), der über einen Ansaugstutzen (2) Umgebungsluft ansaugt, Saugrohren (5,6,7,8), die von dem ersten Sammler (4) zu Einlässen der Zylinder (11,12,13,14) der Brennkraftmaschine geführt sind, die in einem Abschnitt zwischen dem ersten Sammler (4) und den Zylindern (11,12,13,14) eng aneinan dergrenzen und die in ihrer Wandung einander zugewandte, aneinandergrenzende Öffnungen (44) aufweisen, mindestens einer Schaltklappe (20, 21, 22) mit einer Welle (23), und einer Schalteinrichtung, die mittels der mindestens einen Schaltklappe (20, 21, 22) die Öffnungen (44) verschlie t oder öffnet, dadurch gekennzeichnet, da die Welle (23) mit einem Dämpfungsmittel versehen ist und im Bereich des Dämpfungsmittels in einer Lagerbuchse (44, 45) gelagert ist.
2. Ansaugeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da das Dämpfungsmittel ringförmig ausgebildet ist.
3. Ansaugeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da das Dämpfungsmittel aus einem Elastomer besteht.
4. Ansaugeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, da die Schaltklappe (20, 21, 22) eine erste und eine zweite Dichthaube (39, 40) hat, die an den gegenüberliegenden axialen Enden der Schaltklappe (20, 21, 22) konzentrisch zu der Welle (23) angeordnet sind und die jeweils zu der Seite hin offen sind, die der Schaltklappe (20, 21, 22) abgewandt ist, und auf der Seite, die der Schaltklappe (20, 21, 22) zugewandt ist, mit der Schaltklappe (20, 21, 22) formschlüssig verbunden sind.
5. Ansaugeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, da die Schaltklappe (20, 21, 22) mit einer Dichtlippe (37) versehen ist, die randseitig an der Schaltklappe (20, 21, 22) angeordnet ist und einstückig mit der ersten und zweiten Dichthaube (39, 40) ausgebildet ist.
6. Ansaugeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, da die Dichthauben (39, 40) in Form einer Wulst über die Dichtlippe (37) hinausragen.
7. Ansaugeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da die erste und die zweite Dichthaube (39, 40) aus einem Elastomer bestehen.
8. Ansaugeinrichtung für eine Brennkraftmaschine mit: einem ersten Sammler (4), der über einen Ansaugstutzen (2) Umgebungsluft ansaugt, Saugrohren (5,6,7,8) , die von dem ersten Sammler (4) zu Einlässen der Zylinder (11, 12, 13, 14) der Brennkraftmaschine geführt sind, die in einem Abschnitt zwischen dem ersten Sammler (4) und den Zylindern (11, 12, 13, 14) eng aneinandergrenzen und die in ihrer Wandung einander zugewandte, aneinandergrenzende Öffnungen (44) aufweisen, mindestens einer Schaltklappe (20, 21, 22) mit einer Welle (23), und einer Schalteinrichtung, die mittels der mindestens einen Schaltklappe (20, 21, 22) die Öffnungen (44) verschlie t oder öffnet, dadurch gekennzeichnet, da eine Lagerbuchse (44,45) vorgesehen ist, in die ein Dämpfungsmittel eingebracht ist und in der die Welle (23) gelagert ist.
9. Ansaugeinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, da das Dämpfungsmittel ringförmig ausgebildet ist.
10. Ansaugeinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekenn zeichnet, da das Dämpfungsmittel aus einem Elastomer besteht.
Description:
Beschreibung Ansaugeinrichtung Die Erfindung betrifft eine Ansaugeinrichtung gemä dem Ober- begriff der unabhängigen Patentansprüche , die insbesondere einer Brennkraftmaschine zugeordnet ist.

Aus der WO 96/07022 ist eine Ansaugeinrichtung bekannt, die Saugrohre umfa t , die von einem ersten Sammler abzweigen und in Einlässe von Zylindern der Brennkraftmaschine münden. Die Saugrohre zweigen von einem ersten Sammler ab und münden in Einlässe von Zylindern der Brennkraftmaschine. Des weiteren hat die Ansaugeinrichtung Schaltklappen, die jeweils in einer Öffnung zwischen zwei Saugrohren angeordnet sind und schwenk- bar gelagert sind. Wenn die Schaltklappen derart verschwenkt sind, da die Öffnungen geschlossen sind, so entspricht die effektive Länge der Saugrohre, das hei t die Länge auf der die Gassäule im Saugrohr schwingt, der Länge der Saugrohre von dem ersten Sammler zu den Einlässen der Zylinder. Wenn die Schaltklappe derart verschwenkt ist, da die Öffnung freigegeben ist, so entspricht die effektive Länge der Saug- rohre dem Abstand von der Öffnung bis zu den Einlässen der Zylinder. Abhängig von Me werten der Betriebsgrö en der Brennkraftmaschine wird eine der zwei effektiven Längen der Saugrohre eingestellt. So kann die Aufladung der Zylinder verbessert werden und damit das maximale Drehmoment gestei- gert werden.

An der Öffnung sind Anlagebünde vorgesehen, an denen die Schaltklappe zur Anlage kommt, wenn sie derart verschwenkt ist, da die Öffnung geschlossen ist.

Immer strengere gesetzliche Vorschriften gelten, die Grenz- werte für die Amplitude der von einem Kraftfahrzeug erzeugten Schallwellen festlegen.

Die Aufgabe der Erfindung ist, die Ansaugeinrichtung so wei- terzubilden, da in allen Betriebszuständen einer Brennkraft- maschine das Erzeugen von Geräuschen verringert wird.

Die Aufgabe wird erfindungsgemä durch die Merkmale der unab- hängigen Ansprüche gelöst. Die Lösung nach dem Patentanspruch 1 zeichnet sich dadurch aus, da die Welle der Schaltklappe mit einem Dämpfungsmittel versehen ist. Das Dämpfungsmittel ist direkt auf der Welle oder aber auch auf einem Pa teil, das auf die Welle aufgebracht ist, angeordnet. Schläge, die durch ein Schlagen der Welle gegen die Lagerbuchse erzeugt werden , werden so gedämpft. Die Übertragung von Geräuschen, die durch das Schlagen der Welle gegen die Lagerbuchse er- zeugt werden, auf die Ansaugeinrichtung und die Umgebung ei- nes Kraftfahrzeugs, in dem die Ansaugeinrichtung angeordnet ist, werden zudem gedämpft. Ein weiterer Vorteil ist, da die Dämpfungsmittel die Dichtigkeit der Lagerbuchse erhöhen.

Die Lösung nach dem Patentanspruch 8 zeichnet sich dadurch aus, da das Dämpfungsmittel in die Lagerbuchse eingebracht ist. Schläge, die durch das Schlagen der Welle gegen die La- gerbuchse erzeugt werden , werden so gedämpft. Die Übertra- gung von Geräuschen, die durch das Schlagen der Welle gegen

die Lagerbuchse erzeugt werden, auf die Ansaugeinrichtung und die Umgebung eines Kraftfahrzeugs, in dem die Ansaugeinrich- tung angeordnet ist, werden zudem gedämpft.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung hat die Schaltklappe eine erste und zweite Dichthaube, die an den ge- genüberliegenden axialen Enden der Schaltklappe konzentrisch zu der Welle angeordnet sind. Die Dichthauben gewährleisten, da die Schaltklappe in radialer Richtung um die Welle herum die Öffnung zuverlässig dicht verschlie t. Au erdem erfolgt ein axialer Spielausgleich, so da Fertigungstoleranzen aus- geglichen werden und eine zuverlässige Funktion der Drossel- klappe in einem weiten Temperaturbereich bei stets vorhande- ner Dichtigkeit gewährleistet ist. Au erdem gewährleistet die Dichthaube eine zusätzliche akustische Entkopplung der Schaltklappe von der Ansaugrichtung.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Mehrere Ausführungsbei- spiele der Erfindung sind im folgenden unter Bezugnahme auf die schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: Figur 1 eine Brennkraftmaschine, Figur 2 einen Schnitt der Brennkraftmaschine gemä Figur 1 längs der Schnittlinie II - II' Figur 3 eine Schaltklappe, Figur 4 eine Ausschnittsvergrö erung der Schaltklappe längs eines Schnittes entlang der Drehachse der Schalt- klappe, Figur 5 eine weitere Ausschnittsvergrö erung der Schalt- klappe in einer Schnittbilddarstellung,

Figur 6 einen Schnitt längs einer Schnittlinie III - III' der Brennkraftmaschine gemä Figur 1, Figur 7 eine Ausschnittsvergrö erung der Ansaugeinrichtung.

Elemente gleicher Funktion und Konstruktion werden figuren- übergreifend mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.

Eine Ansaugeinrichtung 1 (Figur 1) einer Brennkraftmaschine umfa t einen Ansaugstutzen 2, in dem eine Drosselklappe 3 an- geordnet ist. Ein erster Sammler 4 kommuniziert über den An- saugstutzen 2 mit der Umgebungsluft. Saugrohre 5, 6, 7, 8 sind von dem ersten Sammler 4 über einen zweiten Sammler 9 zu Einlässen der Zylinder 11, 12, 13, 14 geführt. Die Zylinder 11, 12, 13, 14 sind in einem Motorblock 10 angeordnet. Im Be- reich des zweiten Sammlers 9 sind Schaltklappen 20, 21, 22 angeordnet, die langgesteckt ausgebildet sind und schwenkbar gelagert sind (Figur 2). Abhängig von einer Betriebsgrö e wie zum Beispiel einer Drehzahl N einer nicht dargestellten Kur- belwelle und/oder eines Luftmassenstroms und/oder eines Saug- rohrdrucks werden die Schaltklappen 20, 21, 22 in eine Offen- stellung oder eine Schlie stellung verschwenkt. Betriebszu- stände der Brennkraftmaschine sind beispielsweise der Motor- start, der Leerlauf, die Teillast oder die Vollast.

In der Offenstellung der Schaltklappen 20, 21, 22 kommunizie- ren die Saugrohre 5, 6, 7, 8 über die Öffnungen miteinander, so da die effektive Saugrohrlänge, das hei t der Bereich mit durchgehender Strömung im Saugrohr, dem Abstand der Öffnungen zu den Einlässen der Zylinder 11, 12, 13, 14 entspricht. In der Schlie stellung der Schaltklappen verschlie en die Schaltklappen die Öffnungen zwischen den Saugrohren 5, 6, 7,

8, so da die effektive Länge der Saugrohre der Länge der Saugrohre von dem ersten Sammler 4 bis zu den Einlässen der Zylinder 11, 12, 13, 14 entspricht.

Der Aufbau der Schaltklappen 20, 21, 22 ist identisch. Im folgenden wird exemplarisch der Aufbau der Schaltklappe 20 beschrieben. Die Schaltklappe 20 (Figur 3) weist eine Welle 23 auf, die an einem freien Ende rechtwinklig abgekröpft ist.

Dadurch ist ein einfaches Verschwenken zwischen der Offen- stellung und der Schlie stellung im eingebauten Zustand über ein nicht dargestelltes Gestänge möglich, das von einem eben- falls nicht dargestellten Stellglied angetrieben wird. Das Stellglied ist vorzugsweise eine Druckdose oder ein Elektro- motor. Auf die Welle 23 sind in einem vorgegebenen Abstand eine erste Hülse 24 und eine zweite Hülse 25 aufgebracht. Die erste und zweite Hülse 24, 25 sind pa genau ausgeführt und dienen zur Lagerung in einer Lagerbuchse 45, 46 (Figur 6).

Ein erstes und ein zweites Dämpfungsmittel sind so auf die Welle 23 aufgebracht, da sie mit der ersten beziehungsweise der zweiten Hülse 24, 25 zur Anlage kommen. Die Dämpfungsmit- tel sind vorzugsweise identisch ausgebildet. Die Dämpfungs- mittel sind vorteilhaft als ein Dämpfungsring 28, 29 ausge- bildet. Die Reibung zwischen dem Dämpfungsmittel und der La- gerbuchse ist ist dann gering. Der Dämpfungsring besteht aus einem Elastomer-Kunststoff.

Die Welle 23 ist formschlüssig mit einem Flügelkörper 30 ver- bunden. Der Formschlu wird durch Prägenasen 23a,b bewirkt.

Die Welle 23 und der Flügelkörper 30 sind demnach starr ver- bunden. Der Flügelkörper 30 ist darüberhinaus mit Aussparun- gen 31, 32, 33, 34 versehen. Eine Dichtmasse ist um den Flü-

gelkörper 30 gespritzt und so ausgebildet, da sie randseitig der Schaltklappe eine Dichtlippe 37 bildet, die im Schlie zu- stand mit einem Anlagebund der Öffnung zur Anlage kommt und die Öffnung somit dicht verschlie t. Darüberhinaus bildet die Dichtmasse eine erste und eine zweite Dichthaube 39, 40, die an den gegenüberliegenden axialen Enden der Schaltklappe 20 konzentrisch zu der Welle 23 angeordnet sind. Die Dichthauben 39, 40 sind jeweils zu der Seite hin offen, die der Schalt- klappe 20 abgewandt ist. Auf der Seite, die der Schaltklappe zugewandt ist, sind sie formschlüssig mit der Schaltklappe verbunden.

Figur 4 zeigt eine Detailvergrö erung der Schaltklappe 20 in einem Schnitt längs der Drehachse der Schaltklappe. Die Dichthaube 39 ist kegelförmig ausgebildet. Sie ist aus ela- stischem Material, vorzugsweise aus einem Elastomerkunst- stoff. Die Dichthaube 39 kann vorteilhaft auch paraboloidför- mig, halbkugelförmig oder zylinderförmig ausgebildet sein.

Figur 5 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der Schaltklap- pe 20 in einer Detailvergrö erung in einer Schnittbilddar- stellung längs der Drehachse der Schaltklappe 20. Die Dicht- haube 39 ragt in Form einer Wulst über die Dichtlippe 37 hin- aus.

Figur 6 ist eine Schnittdarstellung längs einer Schnittlinie III - III gemä Figur 1. In eine Öffnung 44 und eine erste Lagerbuchse 45 und eine zweite Lagerbuchse 46 ist die Schalt- klappe 20 eingebracht. Die erste und zweite Lagerbuchse 45, 46 sind vorzugsweise aus Bronze gefertigt und pa genau zu der ersten und zweiten Hülse 24, 25. Die Schaltklappe ist in Fi-

gur 6 in ihrem Offenzustand dargestellt. Die erste und die zweite Dichthaube 39, 40 sind gegen die erste beziehungsweise die zweite Lagerbuchse 45, 46 gepre t, können jedoch aufgrund ihrer Elastizität abhängig vom Anpre druck nach au en wan- dern. So wird mit einfachen Mitteln eine axiale Dichtung der Schaltklappe um die Lagerbuchse herum bewirkt. Durch die axiale Dichtung wird gewährleistet, da Druckpulsationen im Schlie zustand der Schaltklappe 20 nicht von dem Saugrohr 5 auf das Saugrohr 6 und umgekehrt übertragen werden. Durch die erste und zweite Dichthaube 39, 40 erfolgt des weiteren ein axialer Spielausgleich mit einer schwimmenden Lagerung. Da- durch ist gewährleistet, da die Schaltklappe 20 temperatu- runabhängig und unabhängig von Fertigungstoleranzen mittig in der Öffnung 44 gelagert ist. Die Dichthaube 39, 40 dämpft darüber hinaus durch Vibrationen der Brennkraftmaschine her- vorgerufene und von der ersten oder zweiten Lagerbuchse 45, 46 und der ersten beziehungsweise zweiten Hülse 24, 25 er- zeugten Geräusche. Die Dichthaube 39, 40 dämpft darüber hin- aus ein Überstromgeräusch, das durch ein Klappern der Schalt- klappe 20 und Druckunterschieden zwischen den Saugrohren 5, 6 hervorgerufen wird, stark ab. Dies ist ein gewichtiger Vor- teil, da das Überstromgeräusch als unangenehmes Pfeifen hör- bar wird und immer strengere gesetzliche Vorschriften gelten, die Grenzwerte für die Amplitude der von einem Kraftfahrzeug erzeugten Schallwellen festlegen.

Figur 7 stellt eine Ausschnittsvergrö erung der Figur 6 in einer alternativen Ausführungsform der Ansaugeinrichtung dar.

Die Welle 23 ist im Bereich, in dem sie in der Lagerbuchse gelagert ist, pa genau zu der Lagerbuchse 45 ausgebildet. Das

Dämpfungsmittel ist als Dämpfungsring 47 ausgebildet, der i eine Nut 48 der zweiten Lagerbuchse 45 eingebracht ist.

Die Flügelklappe kann alternativ auch drei oder vierarmig ausgebildet sein.

Die Erfindung ist nicht auf die hier dargestellten Ausfüh- rungsbeispiele beschränkt.