DE10228569B4

DE10228569B4 - Ansaugvorrichtung

Info

Publication number: DE10228569B4
Application number: DE10228569A
Authority: DE
Inventors: Siegfried Deiss
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2002-06-26
Filing date: 2002-06-26
Publication date: 2006-02-09
Anticipated expiration: 2022-06-27
Also published as: AU2003246531A1; DE10228569A1; WO2004003358A1

Abstract

Ansaugvorrichtung mit einem Sammler (1) und mindestens einem Saugrohr (2), dem ein erstes und ein zweites Saugrohrsegment (3, 4) zugeordnet sind, wobei das erste Saugrohrsegment (3) schwenkbar um eine erste Drehachse (6) ist und das zweite Saugrohrsegment (4) schwenkbar um eine zweite Drehachse (7) ist und ein Antrieb für eine Welle (8) vorgesehen ist, die koaxial zur ersten Drehachse (6) angeordnet ist und die mittels einer Hebelanordnung sowohl auf das erste Saugrohrsegment (3) als auchb auf das zweite Saugrohrsegment (4) zum Schwenken um die jeweiligen Drehachsen (6, 7) einwirkt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Ansaugvorrichtung, insbesondere für eine Brennkraftmaschine, die zwischen drei effektiven Saugrohrlängen umschaltbar ist.

Aus der DE 199 51 083 A1 ist eine Luftansaugvorrichtung für Brennkraftmaschinen mit wenigstens einem Sammelbehälter und getrennt zu den einzelnen Zylindern der Brennkraftmaschine abzweigenden Ansaugleitungen bekannt. Die dort offenbarten Ansaugleitungen erstrecken sich bis in den Sammelbehälter. Den Ansaugleitungen sind jeweils erste und zweite Saugrohrsegmente zugeordnet die unabhängig voneinander so um eine Drehachse schwenkbar sind, dass in einer ersten Stellung die effektive Saugrohrlänge, d. h. der Bereich durch den die angesaugte Luft hin zum Zylinder strömt, nur die der Ansaugleitung ist, in einer zweiten Stellung die effektive Saugrohrlänge die der Ansaugleitung und des ersten Saugrohrsegments ist, und in einer dritten Stellung die effektive Saugrohrlänge die Länge der Ansaugleitung und des ersten und zweiten Saugrohrsegments ist. Die ersten und zweiten Saugrohrsegmente sind über Mitnehmer auf einer gemeinsamen Welle gelagert. Durch welchen Verstellmechanismus die ersten und zweiten Saugrohrsegmente um die gemeinsame Drehachse schwenkbar sind ist in DE 199 51 083 A1 nicht offenbart.

Die Druckschrift DE 196 34 913 A1 offenbart ein Schaltsaugrohr für Brennkraftmaschinen mit einem elektromotorisch verstellbaren Schaltelement zur Veränderung der Schaltsaugrohrinnenkontur und zur Verbesserung der Brennkraftmaschinenleistung in vorgegebenen Drehzahlbereichen. Dabei weist dieses Schaltsaugrohr einen elektromotorischen Antrieb auf, der über eine Ritzelverzahnung auf eine am Schaltelement angeordnete Verzahnung einwirkt.

Die Druckschrift DE 198 49 119 A1 offenbart ein Luftansaugkanalsystem, das ein Endabschnitt der Einzelansaugkanäle in den Wandabschnitten, die von den feststehenden Kunststoffkörpern bzw. den Gehäuseteilen gebildet sind, und eine zusätzliche feststehende Durchströmöffnung auf, wobei die Durchströmöffnungen in einen gemeinsamen Verbindungskanal oder gruppenweise in mehrere Verbindungskanäle einmünden.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Ansaugvorrichtung auszubilden die einfach ist und gleichzeitig zuverlässig im Betrieb ist.

Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Der Gegenstand des unabhängigen Patentanspruchs zeichnet sich dadurch aus, dass lediglich ein Antrieb zum Schwenken der ersten und zweiten Saugrohrsegmente erforderlich ist, was eine kostengünstige Herstellung der Ansaugvorrichtung ermöglicht.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind anhand der schematischen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

1 eine erste Ausführungsform der Ansaugvorrichtung in einer Drehmomentstellung,

2 eine Prinzipdarstellung der Ansaugvorrichtung in der Drehmomentstellung,

3 eine Prinzipdarstellung der Ansaugvorrichtung in einer Mittelstellung,

4 eine Prinzipdarstellung der Ansaugvorrichtung in einer Leistungsstellung,

5 eine Explosionsdarstellung der Hebelanordnung der Ansaugvorrichtung.

6 die erste Ausführungsform der Ansaugvorrichtung in Mittelstellung,

7 die erste Ausführungsform der Ansaugvorrichtung in Leistungsstellung.

Elemente gleicher Konstruktion und Funktion sind figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

1 zeigt eine Ansaugvorrichtung, die insbesondere geeignet ist zur Zufuhr von Luft oder Luftabgasgemisch zu den Zylindern einer Brennkraftmaschine. Die Ansaugvorrichtung umfasst einen Sammler 1, in dem die Luft über einen Luftfilter und ggf. einen Drosselklappenstutzen strömt. Von dem Sammler 1 ist ein Saugrohr 2 hin zu einem Zylinder der Brennkraftmaschine geführt. Dem Saugrohr 2 ist ein erstes Saugrohrsegment 3 und ein zweites Saugrohrsegment 4 zugeordnet. Selbstverständlich umfasst die Ansaugvorrichtung je nach Zylinderan zahl der Brennkraftmaschine entsprechend viele Ansaugrohre und entsprechende erste und zweite Saugrohrsegmente.

Die Saugrohrsegmente 3, 4 sind so schwenkbar, dass in einer Drehmomentstellung die Luft vom Sammler durch das zweite Saugrohrsegment 4 hin zum ersten Saugrohrsegment und schließlich durch das Saugrohr 2 hin zum jeweiligen Zylinder strömt. In einer Mittelstellung strömt die Luft vom Sammler direkt in das erste Saugrohrsegment 3 und von dort durch das Saugrohr 2 hin zum Zylinder. In einer Leistungsstellung strömt die Luft direkt vom Sammler 1 in das Saugrohr 2 und dort hin zum Zylinder. Durch diese drei verschiedenen möglichen effektiven Saugrohrlängen ist gewährleistet, dass je nach Betriebspunkt der Brennkraftmaschine, der maßgeblich durch die Drehzahl der Kurbelwelle bestimmt wird, die Saugrohrlänge so einstellbar ist, dass die Aufladung der Zylinder optimal ist und die Verluste durch das Ansaugen gering sind.

Das erste Saugrohrsegment 3 ist schwenkbar um eine erste Drehachse. Das zweite Saugrohrsegment 4 ist schwenkbar um eine zweite Drehachse. Die Ansaugvorrichtung umfasst ferner eine Welle 8, die über einen Antrieb beispielsweise einen Elektromotor oder auch einen beliebigen anderen Antrieb, wie beispielsweise einen Vakuumsteller, um die erste Drehachse 6 verschwenkbar ist. Ferner ist ein Verstellhebel 10 vorgesehen, welcher starr mit der Welle verbunden ist und welcher sich in radialer Richtung von der ersten Drehachse 6 weg erstreckt. In dem Verstellhebel 10 ist eine Nut 11 ausgebildet, in die ein erster Stift 13 eingebracht ist. Ein erster Hebel 14 ist mit dem Verstellhebel 10 über den ersten Stift 13 gekoppelt. Ferner ist ein zweiter Stift 15 vorgesehen. Ein erster Mitnehmer 17 ist starr mit dem ersten Saugrohrsegment 3 verbunden und mittels des zweiten Stifts 15 mit dem ersten Hebel 14 gekoppelt.

Ferner weist die Ansaugvorrichtung einen zweiten Hebel 19 auf, welcher einerseits mittels des ersten Stifts 13 mit dem Verstellhebel 10 gekoppelt ist und andererseits mittels einen dritten Stifts 20 mit einem zweiten Mitnehmer 22 gekoppelt ist. Der zweite Mitnehmer 22 ist starr mit dem zweiten Saugrohrsegment 4 verbunden.

Darüber hinaus kann bevorzugt eine Klammer 23 vorgesehen sein, die über die zweiten und dritten Stifte 15, 20 mit den ersten und zweiten Hebeln 14, 19 gekoppelt ist. Der Verstellhebel 10, die ersten bis dritten Stifte 13, 15, 19, die Hebel 14, 19 und die Mitnehmer 17, 22 bilden eine Hebelanordnung.

Die Funktionsweise der Hebelanordnung ist anhand der vereinfachten Prinzipdarstellung der 2 bis 4 beschrieben. Von der in 2 dargestellten Drehmomentstellung bewegt sich der erste Stift 13 entlang der gestrichelt dargestellten Linie von dem Punkt P1 in der Drehmomentstellung hin zu einem Punkt P2 in der in 3 dargestellten Mittelstellung. Ausgehend von der Mittelstellung in Punkt P2 bewegt sich der erste Stift 13 von der Mittelstellung in Punkt P2 weiter entlang der gestrichelt dargestellten Linie zum Punkt P3, der die Leistungsstellung präsentiert, wie sie in 4 dargestellt ist. Durch die Drehung des Verstellhebels 10 ausgehend von der Drehmomentstellung um die erste Drehachse 6 im Uhrzeigersinn hin zur Mittelstellung bewegt sich das zweite Saugrohrsegment 4 um die zweite Drehachse 7 hin zur Mittelstellung. Während dieser Bewegung bewegen sich der erste Hebel 14 und das zweite Saugrohrsegment 4 um die zweite Drehachse 7 und somit verbleibt das erste Saugrohrsegment 3, in seiner Stellung. Durch das Langloch 11 des Verstellhebels 10 ist gewährleistet, dass sich beim Verschwenken der Welle 8 der erste Stift 13 radial zu der ersten Drehachse 6 hin und her bewegen kann. Die Nut 11 kann auch als Langloch ausgebildet sein.

Bei der Bewegung von der Mittelstellung, in der der erste Stift in der Stellung P2 ist, hin zu der Leistungsstellung, in der der erste Stift der Stellung P3 ist, wird das erste Saugrohrsegment 3 um die erste Drehachse 6 verschwenkt bis es zum Anschlag an das zweite Saugrohrsegment 4 kommt.

Vorzugsweise ist auch ein Anschlag 24 vorgesehen, in welchen das zweite Saugrohrsegment 4 hineinschwenkt und der die Schwenkbewegung damit begrenzt und der vorzugsweise elastisch ausgebildet ist. Durch die elastische Ausbildung des Anschlags kann gewährleistet werden, dass sich beim Verschwenken der die Hebelanordnung nicht verklemmt. Durch die Hebelanordnung ist gewährleistet, dass von der Drehmomentstellung bis hin zur Mittelstellung das erste Saugrohrsegment 3 kraftschlüssig am Saugrohr 2 fixiert ist. Dadurch ist sichergestellt, dass die Luft in der Mittelstellung durch das erste Saugrohrsegment 3 hinein in das Saugrohr 2 ohne wesentliche Leckage strömt. Durch die Hebelanordnung ist ferner gewährleistet, dass weg von der Mittelstellung bis hin zu der Leistungsstellung das zweite Saugrohrsegment 4 fixiert ist.

Vorzugsweise ist ferner eine Klammer 23 vorgesehen, die einerseits über den zweiten Stift 15 mit dem ersten Hebel 14 gekoppelt ist und andererseits über den dritten Stift 20 mit dem zweiten Hebel 19 gekoppelt ist. Durch die Klammer 23 ist gewährleistet, dass sich bei unveränderter Drehlage der Welle 8 der Winkel zwischen dem ersten und zweiten Hebel 14, 19 nicht verändern kann und damit ein durch Störkräfte hervorgerufenes mögliches ungewolltes Verschwenken eines der Saugrohrsegmente 3, 4 verhindert wird.

Die 5 zeigt noch die Explosionsdarstellung der Hebelanordnung gemäß 1. 6 zeigt die erste Ausführungsform der Ansaugvorrichtung in Mittelstellung. 7 zeigt die erste Ausführungsform der Ansaugvorrichtung in Leistungsstellung.

Wenn der erste und zweite Hebel gleich lang sind, wobei dabei wesentlich ist, das ihre jeweils zwei Lagerpunkte den gleichen Abstand haben, so ergibt sich ein symmetrischer Ver stellbereich. Darüber ergibt sich bei identischen Hebeln der Vorteil, dass sie als Gleichteile kostengünstiger hergestellt werden können.

Claims

Ansaugvorrichtung mit einem Sammler (1) und mindestens einem Saugrohr (2), dem ein erstes und ein zweites Saugrohrsegment (3, 4) zugeordnet sind, wobei das erste Saugrohrsegment (3) schwenkbar um eine erste Drehachse (6) ist und das zweite Saugrohrsegment (4) schwenkbar um eine zweite Drehachse (7) ist und ein Antrieb für eine Welle (8) vorgesehen ist, die koaxial zur ersten Drehachse (6) angeordnet ist und die mittels einer Hebelanordnung sowohl auf das erste Saugrohrsegment (3) als auchb auf das zweite Saugrohrsegment (4) zum Schwenken um die jeweiligen Drehachsen (6, 7) einwirkt.
Ansaugvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hebelanordnung umfasst: – einen Verstellhebel (10), der starr mit der Welle (8) verbunden ist, – einen ersten Hebel (14), der mit dem Verstellhebel (10) einerseits gekoppelt ist und andererseits mit einem ersten Mitnehmer (17) gekoppelt ist, der starr mit dem ersten Saugrohrsegment (3) verbunden ist, und – einen zweiten Hebel (19), der mit dem Verstellhebel (10) einerseits gekoppelt ist und andererseits mit einem zweiten Mitnehmer (22) gekoppelt ist, der starr mit dem zweiten Saugrohrsegment (4) verbunden ist.
Ansaugvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Verstellhebel (10) eine Nut (11) oder ein Langloch ausgebildet ist, in die bzw. das ein erster Stift (13) eingebracht ist, über den der Verstellhebel (10) mit dem ersten und zweiten Hebel (14, 19) gekoppelt ist.
Ansaugvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hebelanordnung so ausgebildet ist, dass der Abstand zwischen der ersten und der zweiten Drehachse (6, 7) während einer Schwenkbewegung der Welle konstant bleibt und dass der Abstand der Punkte, an denen der erste Hebel (14) und der zweite Hebel (19) mit dem ersten bzw. zweiten Mitnehmer (17, 22) gekoppelt sind, konstant bleibt.
Ansaugvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Klammer vorgesehen ist, die so ausgebildet und angeordnet ist, dass der Abstand der Punkte, an denen der erste Hebel (14) und der zweite Hebel (19) mit dem ersten bzw. zweiten Mitnehmer gekoppelt sind konstant bleibt.
Ansaugvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kulissennut vorgesehen ist, in der der erste Stift (13) geführt ist und die so ausgebildet ist, dass der Abstand der Punkte, an denen der erste Hebel (14) und der zweite Hebel (19) mit dem ersten bzw. zweiten Mitnehmer (17, 22) gekoppelt sind konstant bleib während einer Drehbewegung der Welle.
Ansaugvorrichtung nach einem der Ansprüchje 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und zweite Hebel gleich lang sind.
Ansaugvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Anschlag (24) vorgesehen ist, an den das zweite Saugrohrsegment (4) zur Anlage kommt, wenn es um einen vorgegebenen Winkel um die zweite Drehachse (7) verschwenkt ist.
Ansaugvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag (24) elastisch ausgebildet ist.