DE19946861A1 - Induction system of an internal combustion engine comprises a body having inlet channels, a flap arrangement for controlling the inlet channels, and a supporting frame for inserting in the body and holding the flap arrangement - Google Patents
Induction system of an internal combustion engine comprises a body having inlet channels, a flap arrangement for controlling the inlet channels, and a supporting frame for inserting in the body and holding the flap arrangementInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Ansaugsystem einer Brennkraftmaschine mit einer Anzahl von im Wesentlichen nebeneinander angeordneten Einlasskanälen, einer Klappenanordnung zum Steuern der Einlasskanäle und einem in das Ansaugsystem einsetzbaren Lagerrahmen für die Klappenanordnung.The invention relates to an intake system of an internal combustion engine with a Number of inlet channels arranged essentially next to each other, a flap arrangement for controlling the inlet channels and one in the Suction system insertable bearing frame for the flap arrangement.
Ein gattungsgemäßes Ansaugsystem ist aus der Druckschrift DE 195 04 382 A1 bekannt. Dieses Ansaugsystem, das zwei endständige Flansche aufweist und zwischen dem Ansaugrohr und dem Zylinderkopf einer Brennkraftma schine eingefügt ist, weist eine integrierte Klappenanordnung auf, die in Ab hängigkeit vom Betriebszustand der Brennkraftmaschine gesteuert wird. Zur Lagerung der Klappenanordnung bildet der flanschseitige Teil des Ansaug systems eine erste Halbschale für die Schaltwelle und zur flanschseitigen Abstützung der Klappenanordnung ist dort ein Lagerrahmen mit weiteren Halbschalen vorgesehen. Bei diesem Stand der Technik ist jedoch nachtei lig, dass zwischen dem Ansaugsystem, der Klappenanordnung und dem La gerrahmen Toleranzen auftreten, so dass eine optimale Positionierung der Klappenanordnung kaum möglich ist. Außerdem stellt die Klappenanordnung ein verhältnismäßig filigranes Bauteil dar, das vor der Endmontage sehr sorgfältig transportiert werden muss, um etwaige Beschädigungen zu ver meiden.A generic intake system is known from DE 195 04 382 A1 known. This suction system, which has two end flanges and between the intake pipe and the cylinder head of an internal combustion engine is inserted, has an integrated flap arrangement, which in Ab Dependency is controlled by the operating state of the internal combustion engine. For Storage of the flap arrangement forms the flange-side part of the intake systems a first half shell for the selector shaft and for the flange side Supporting the flap arrangement there is a bearing frame with others Half shells provided. However, this prior art is disadvantageous lig that between the intake system, the flap arrangement and the La Tolerances occur so that an optimal positioning of the Flap arrangement is hardly possible. The valve assembly also provides a relatively filigree component that very much before final assembly must be transported carefully to avoid any damage avoid.
Vor diesem Hintergrund ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein ver bessertes Ansaugsystem für eine Brennkraftmaschine zu konzipieren, wo durch eine stets optimale Positionierung der Klappenanordnung ermöglicht wird und gleichzeitig die Gefahr von Beschädigungen der Klappenanordnung reduziert wird. Zudem soll dieses Ansaugsystem einfach und kostengünstig herstellbar sein.Against this background, it is an object of the present invention to provide a ver to design a better intake system for an internal combustion engine where made possible by an always optimal positioning of the flap arrangement and at the same time the risk of damage to the valve assembly is reduced. In addition, this intake system should be simple and inexpensive be producible.
Diese Aufgabe wird gelöst, indem die Klappenanordnung und der Lagerrah men aus Kunststoffen mit unterschiedlichen Schmelzpunkten spritzgegossen sind, wobei die Lagerwelle der Klappenanordnung vollständig innerhalb von Lageröffnungen des Lagerrahmens gehalten ist, so dass die Klappenanord nung und der Lagerrahmen eine untrennbare Einheit bilden. Erfindungsge mäß kann die Klappenanordnung somit drehbeweglich im Lagerrahmen gehalten werden und kann die Positionierung dieser beiden Teile zueinander sowie relativ zum Grundkörper des Ansaugsystems auch erheblich verein facht werden. Ferner ist die Klappenanordnung stets durch den Lagerrah men geschützt und ist die Herstellung dieser Teile einfach und kostengünstig realisierbar.This problem is solved by the flap arrangement and the Lagerrah injection molded from plastics with different melting points are, the bearing shaft of the flap assembly completely within Bearing openings of the bearing frame is held so that the flap is arranged tion and the bearing frame form an inseparable unit. Invention Ge accordingly, the flap arrangement can be rotated in the bearing frame can be held and the positioning of these two parts to each other as well as relatively to the main body of the intake system be fanned. Furthermore, the flap arrangement is always through the bearing frame protected and the production of these parts is simple and inexpensive realizable.
In einer besonderen Ausführungsform des Ansaugsystems sind zwischen der Lagerwelle der Klappenanordnung und den Lageröffnungen des Lager rahmens Lagerhülsen vorgesehen. Diese Lagerhülsen können besondere Gleiteigenschaften aufweisen, so dass das Drehen der Klappenanordnung im Lagerrahmen ohne Verschleiß und ohne Geräusch vonstatten geht. Zu dem kann durch derartige Lagerhülsen das Spritzgießen der beiden Teile selbst bei nur geringfügig auseinander liegenden Schmelzpunkten der ver wendeten Kunststoffe problemlos erfolgen.In a special embodiment of the intake system between the bearing shaft of the valve assembly and the bearing openings of the bearing frame bearing sleeves provided. These bearing sleeves can be special Have sliding properties, so that turning the flap assembly in the bearing frame without wear and noise. To the injection molding of the two parts can be achieved by such bearing sleeves even if the melting points of the ver applied plastics can be done without any problems.
Vorteilhaft ist die Klappenanordnung in den Lagerrahmen hineingespritzt. Dabei sollte das Material des Lagerrahmens eine höhere Schmelztemperatur aufweisen als die Klappenanordnung, so dass die Klappenanordnung, deren Gesamtvolumen geringer ist als das des Lagerrahmens, problemlos in die sen hineingespritzt werden kann, ohne dass es zu einer übermäßigen Er wärmung des Lagerrahmens kommt. Alternativ dazu kann der Lagerrahmen aber auch um die Klappenanordnung herumgespritzt sein, wobei sich diese Alternative empfiehlt, wenn das Material der Klappenanordnung einen höhe ren Schmelzpunkt aufweist als der Lagerrahmen.The flap arrangement is advantageously injected into the bearing frame. The material of the bearing frame should have a higher melting temperature have than the flap arrangement, so that the flap arrangement whose Total volume is less than that of the storage frame, easily in the can be injected into it without causing excessive er warming of the bearing frame comes. Alternatively, the bearing frame but also be sprayed around the flap arrangement, whereby this Alternative recommends if the material of the flap arrangement is high has a melting point than the bearing frame.
Zweckmäßig ist die Klappenanordnung so ausgebildet, dass die Klappen bezüglich der Lagerwelle auskragend angeordnet sind. Grundsätzlich kann die Klappenanordnung jedoch auch so ausgebildet sein, dass die Klappen bezüglich der Lagerwelle in einer Ebene liegen. In beiden Fällen kann der Lagerrahmen zusätzlich noch eine Querstrebe aufweisen, durch die im Be reich stromab der Klappenanordnung eine strömungsgünstige Luftführung möglich ist. The flap arrangement is expediently designed such that the flaps are arranged cantilevered with respect to the bearing shaft. Basically can however, the flap arrangement can also be designed such that the flaps lie in one plane with respect to the bearing shaft. In both cases, the Bearing frame additionally have a cross strut through which in the loading A streamlined air flow is provided downstream of the flap arrangement is possible.
Ist der Lagerrahmen im Wesentlichen langgestreckt ausgebildet und weist er eine Anzahl von zylindrischen Einlasskanalabschnitten und dazwischen an geordneten Querstegen auf, so kann er in besonders stabiler Weise ausge führt sein.If the bearing frame is essentially elongated and has it a number of cylindrical inlet duct sections and in between ordered crossbars, so he can out in a particularly stable manner leads.
Zur Abdichtung des Lagerrahmens gegenüber dem Zylinderkopf der Brenn kraftmaschine sollten die Einlasskanalabschnitte sowie die Querstege des Lagerrahmens an ihrer Stirnseite eine Nut aufweisen, in welche eine Dich tung eingelegt wird. Gemäß einer besonderen Ausführungsform kann diese Dichtung auch an den Lagerrahmen anvulkanisiert sein.To seal the bearing frame against the cylinder head of the Brenn engine should the inlet duct sections and the crossbars of the Bearing frame have a groove on its end face, in which a you device is inserted. According to a special embodiment, this can Seal also vulcanized to the bearing frame.
Bevorzugt ist die Außenwandung der zylindrischen Einlasskanalabschnitte des Lagerrahmens konisch und die zugeordnete Innenwandung der Einlass kanäle des Grundkörpers korrespondierend ausgebildet. Durch dieses Merkmal kann der Lagerrahmen einfach und schnell in den Grundkörper des Ansaugsystems eingesetzt und gleichzeitig optimal entformt werden.The outer wall of the cylindrical inlet duct sections is preferred of the bearing frame conical and the associated inner wall of the inlet channels of the base body are designed accordingly. Because of this Feature, the bearing frame can be easily and quickly in the base of the Intake system are used and at the same time optimally removed from the mold.
Und besonders bevorzugt sind für die zylindrischen Einlasskanalabschnitte des Lagerrahmens ringförmige Auflageflächen in den Einlasskanälen des Grundkörpers vorgesehen. Damit ist sichergestellt, dass der Lagerrahmen bezüglich des Grundkörpers des Ansaugsystems eine genau definierte Ein stecktiefe einnimmt. Zur Positionierung des Lagerrahmens ist eine Anzahl von Positionierelementen vorgesehen, die den Lagerrahmen mit dem Grundkörper bzw. mit dem Zylinderkopf der Brennkraftmaschine miteinander verbinden. Dabei ist die Anzahl der Positionierelemente davon abhängig, ob der Lagerrahmen einteilig oder mehrteilig ausgeführt ist.And are particularly preferred for the cylindrical inlet duct sections of the bearing frame annular bearing surfaces in the inlet channels of the Basic body provided. This ensures that the bearing frame with regard to the basic body of the intake system, a precisely defined one insertion depth. There are a number for positioning the bearing frame of positioning elements provided that the bearing frame with the Base body or with the cylinder head of the internal combustion engine with each other connect. The number of positioning elements depends on whether the bearing frame is made in one or more parts.
Die vorliegende Erfindung wird unter Bezugnahme auf die nachfolgenden Zeichnungsfiguren näher erläutert. Es zeigen:The present invention will be described with reference to the following Drawing figures explained in more detail. Show it:
Fig. 1 ein Ansaugsystem einer Brennkraftmaschine mit einem Grundkörper, einer Klappenanordnung und einem Lager rahmen für die Klappenanordnung gemäß einer ersten Aus führungsform in perspektivischer Darstellung; und Figure 1 is an intake system of an internal combustion engine with a base body, a flap arrangement and a bearing frame for the flap arrangement according to a first embodiment from a perspective view. and
Fig. 2 ein Ansaugsystem gemäß einer zweiten Ausführungsform in ebenfalls perspektivischer Darstellung. Fig. 2 shows an intake system according to a second embodiment in a perspective view.
Das gezeigte Ansaugsystem einer Brennkraftmaschine weist einen Grund körper 1 mit vier nebeneinander angeordneten Einlasskanälen 2 auf. Diese Einlasskanäle 2 sind mittels einer Klappenanordnung 3 steuerbar, wobei die einstückige Klappenanordnung 3 in einem ebenfalls einstückigen Lagerrah men 4 gehalten ist, der in den Grundkörper 1 des Ansaugsystems einsetzbar ist. Natürlich kann der Lagerrahmen 4 jedoch auch mehrstückig ausgebildet sein. Zur Befestigung des Lagerahmens 4 ist eine Anzahl von nicht näher dargestellten Positionierelementen, die als Passstifte ausgebildet sind, vor gesehen.The intake system of an internal combustion engine shown has a basic body 1 with four inlet channels 2 arranged side by side. These inlet channels 2 are controllable by means of a flap arrangement 3 , the one-piece flap arrangement 3 being held in a likewise one-piece bearing frame 4 which can be inserted into the base body 1 of the intake system. Of course, the bearing frame 4 can, however, also be constructed in several pieces. To attach the bearing frame 4 , a number of positioning elements, not shown, which are designed as dowel pins, are seen before.
Der Grundkörper 1 des Ansaugsystems ist zwischen dem Saugrohr und dem Zylinderkopf der Brennkraftmaschine angeordnet, wobei die Verbindung zum stromab gelegenen Zylinderkopf als ein durchgehender Flansch 5 ausgeführt ist und die Verbindung zum stromauf gelegenen Saugrohr als vier einzelne Rohre 6 ausgeführt ist. Die Einlasskanäle 2 des Grundkörpers 1 sind im Querschnitt jeweils oval ausgebildet und so nebeneinander angeordnet, dass ihre Längsachsen auf einer gemeinsamen Linie 7 liegen. Flanschseitig sind die Innenwandungen 8 der Einlasskanäle 2 konisch ausgebildet und sind die Bereiche zwischen den Einlasskanälen 2 jeweils mit einer länglichen Ausnehmung 9 versehen, um für die Klappenanordnung 3 und den Lager rahmen 4 eine Aufnahme 10 zu bilden. Diese Aufnahme 10 weist an ihrem Boden eine ebene, teilweise ringförmige und teilweise längliche Auflageflä che 11 zur Begrenzung und Abdichtung des Lagerrahmens 4 im Grundkör per 1 des Ansaugsystems auf.The base body 1 of the intake system is arranged between the intake manifold and the cylinder head of the internal combustion engine, the connection to the downstream cylinder head being designed as a continuous flange 5 and the connection to the upstream intake manifold being designed as four individual pipes 6 . The inlet channels 2 of the base body 1 are each oval in cross section and are arranged side by side so that their longitudinal axes lie on a common line 7 . On the flange side, the inner walls 8 of the inlet channels 2 are conical and the areas between the inlet channels 2 are each provided with an elongated recess 9 in order to form a receptacle 10 for the flap arrangement 3 and the bearing frame 4 . This receptacle 10 has at its bottom a flat, partially annular and partially elongated Auflageflä 11 to limit and seal the bearing frame 4 in the Grundkör by 1 of the intake system.
Die aus Kunststoff spritzgegossene Klappenanordnung 3 besteht aus vier länglichen Klappen 12, die an ihrer Schmalseite jeweils in die Lagerwelle 13 übergehen. Bei der in Fig. 1 gezeigten ersten Ausführungsform sind die Klappen 12 bezüglich der unterbrochenen Lagerwelle 13 auskragend bzw. von der Achse der Lagerwelle 13 beabstandet angeordnet und ist die Klap penanordnung 3 aus Gründen der besseren Anschaulichkeit außerhalb des Lagerrahmens 4 dargestellt, obgleich die Klappenanordnung 3 erfindungs gemäß innerhalb des Lagerrahmens 4 gefertigt wird und Klappenanordnung 3 und Lagerrahmen 4 eine untrennbare Einheit bilden. Und bei der in Fig. 2 gezeigten zweiten Ausführungsform sind die Klappen 12 bezüglich der Ach se der Lagerwelle 13 in einer Ebene angeordnet und in korrekter Weise in nerhalb des Lagerrahmens 4 angeordnet dargestellt. The flap assembly 3 injection-molded from plastic consists of four elongated flaps 12 , each of which merges into the bearing shaft 13 on its narrow side. In the first embodiment shown in FIG. 1, the flaps 12 are arranged cantilevered with respect to the interrupted bearing shaft 13 or spaced from the axis of the bearing shaft 13 , and the flap pen arrangement 3 is shown outside the bearing frame 4 for reasons of clarity, although the flap arrangement 3 According to the invention is manufactured within the bearing frame 4 and flap assembly 3 and bearing frame 4 form an inseparable unit. And in the second embodiment shown in Fig. 2, the flaps 12 are arranged with respect to the axis se of the bearing shaft 13 in one plane and shown in the correct manner within the bearing frame 4 .
Der ebenfalls aus Kunststoff spritzgegossene Lagerrahmen 4 ist im Wesent lichen langgestreckt ausgebildet, indem er vier Einlasskanalabschnitte 14 und jeweils seitlich daran angeformte Querstege 15 aufweist. Die Außen wandungen 16 der Einlasskanalabschnitte 14 sind dabei konisch ausgebil det, so dass sie mit den Innenwandungen 8 der Einlasskanäle 2 des Grund körpers 1 des Ansaugsystems korrespondieren. Bei der in Fig. 1 gezeigten ersten Ausführungsform des Ansaugsystems sind in den Einlasskanalab schnitten 14 jeweils dünne Querstreben 17 vorgesehen, die insbesondere in angestellter Position der Klappen 12 eine günstige Führung der angesaugten Luft ermöglichen. Und bei der in Fig. 2 gezeigten zweiten Ausführungsform sind solche Querstreben 17 entbehrlich. Beide Ausführungsformen haben im Bereich der Querstege 15 zylindrische Lageröffnungen 18 für die Lagerwelle 13 der Klappenanordnung 3. Schließlich ist an der flanschseitigen Stirnfläche der Einlasskanalabschnitte 14 sowie der Querstege 15 eine Nut 19 für die Aufnahme einer nicht dargestellten einstückigen Dichtung vorgesehen.The bearing frame 4, which is also injection-molded from plastic, is essentially elongated in that it has four inlet channel sections 14 and cross webs 15 which are formed laterally thereon. The outer walls 16 of the inlet duct sections 14 are tapered so that they correspond to the inner walls 8 of the inlet ducts 2 of the base body 1 of the intake system. In the first embodiment of the intake system shown in FIG. 1, thin cross struts 17 are provided in the inlet duct sections 14 , which enable the intake air to be guided favorably, particularly when the flaps 12 are in the employed position. And in the second embodiment shown in FIG. 2, such cross struts 17 are unnecessary. Both embodiments have cylindrical bearing openings 18 for the bearing shaft 13 of the flap arrangement 3 in the region of the transverse webs 15 . Finally, a groove 19 for receiving a one-piece seal, not shown, is provided on the flange-side end face of the inlet duct sections 14 and the transverse webs 15 .
Zur Herstellung des Ansaugsystems ist es von besonderer Bedeutung, dass die einteilige Klappenanordnung 3 und der einteilige Lagerrahmen 4 aus Kunststoffen mit unterschiedlichen Schmelzpunkten spritzgegossen werden. Je nachdem, ob die Klappenanordnung 3 bzw. der Lagerrahmen 4 aus ei nem Material mit einem höherem oder einem geringeren Schmelzpunkt her gestellt wird, kann die Klappenanordnung 3 dabei in den Lagerrahmen 4 hineingespritzt oder der Lagerrahmen 4 um die Klappenanordnung 3 herum gespritzt werden. Dadurch ist die Lagerwelle 13 der Klappenanordnung 3 vollständig innerhalb der Lageröffnungen 18 des Lagerrahmens 4 gehalten.To manufacture the intake system, it is particularly important that the one-piece flap arrangement 3 and the one-piece bearing frame 4 are injection molded from plastics with different melting points. Depending on whether the door assembly 3 and the support frame 4 made of egg nem material having a higher or a lower melting point here is provided, the flap assembly 3 can be injected into the support frame 4 or the bearing frame to be injected around the door assembly 3 around. 4 As a result, the bearing shaft 13 of the flap arrangement 3 is held completely within the bearing openings 18 of the bearing frame 4 .
Zur Verbesserung der Reibeigenschaften können zwischen der Lagerwelle 13 der Klappenanordnung 3 und den Lageröffnungen 18 des Lagerrahmens 4 zusätzlich auch separate hohlzylindrische Lagerhülsen vorgesehen sein.To improve the frictional properties, separate hollow cylindrical bearing sleeves can also be provided between the bearing shaft 13 of the flap arrangement 3 and the bearing openings 18 of the bearing frame 4 .
Claims (12)
- - einem Grundkörper, der eine Anzahl von im Wesentlichen neben einander angeordneten Einlasskanälen aufweist,
- - einer Klappenanordnung zum Steuern der Einlasskanäle, und
- - einem in den Grundkörper einsetzbaren Lagerrahmen für die Klappenanordnung,
- a base body which has a number of inlet channels arranged essentially next to one another,
- a flap arrangement for controlling the inlet channels, and
- a bearing frame for the flap arrangement that can be inserted into the base body,
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