具有长度可变的抽吸通道和分开的定心设备的吸气设备的制作方法

1.本发明涉及一种用于内燃机的具有长度可变的抽吸通道的吸气设备，所述吸气设备包括：
2.‑
基本通道构件，所述基本通道构件具有沿着虚拟的基本通道轨道延伸的基本通道，所述基本通道构成用于引导抽吸空气沿着基本通道轨道穿过基本通道构件，其中基本通道轨道假想为中央地贯穿基本通道，
3.‑
补充通道构件，所述补充通道构件具有沿着虚拟的补充通道轨道延伸的补充通道，所述补充通道构成用于引导抽吸空气沿着补充通道轨道穿过补充通道构件，其中补充通道轨道假想为中央地贯穿补充通道，
4.‑
引导装置，所述引导装置引导补充通道构件和基本通道构件以用于在第一运行位置与第二运行位置之间进行相对运动，其中在第一运行位置中，基本通道和补充通道以相继贴靠在彼此上的方式形成沿着基本通道和补充通道延伸的贯通的共同的通道部段，所述通道部段作为抽吸通道的一部分，并且其中在第二运行位置中，补充通道与基本通道间隔地设置，使得仅基本通道形成抽吸通道的一部分，以及
5.‑
第一定心装置，所述第一定心装置构成用于在通道构件靠近第一运行位置时减小基本通道轨道的朝向补充通道构件的端部部段与补充通道轨道的朝向基本通道构件的端部部段之间的关于基本通道轨道的径向间距。


背景技术：

6.这种吸气设备从出版物de 197 28 600 a1中已知。使用所述吸气设备以便以如下方式根据常规地与吸气设备共同作用的内燃机的转速来改变用于空气的抽吸通道的有效长度：将补充通道构件安置到基本通道构件上或与所述基本通道构件分离。在此，抽吸通道的有效长度通常随着内燃机的转速升高而减小，并且随着转速降低而增大。
7.为了可以将补充通道构件可靠地安置到从de 197 28 600 a1中已知的吸气设备的基本通道构件上，通道构件：补充通道构件和基本通道构件的朝向彼此的纵向端部在其彼此靠近时用作定心设备。由通道构件本身形成的所述定心装置的有效长度是短的，使得已知的通道构件必须以高的精度彼此引导，借此确保补充通道构件和基本通道构件的正确的第一运行位置。在吸气设备的运行中，补充通道构件和基本通道构件在第一运行位置中的偏离于期望位置的相对错误位置伴随有干扰噪声。此外，必须沿着预确定的靠近方向使已知的通道构件彼此靠近。
8.此外，因为通道构件的定心的部段不仅必须定心，而且还必须引导流动的空气，所以仅可在遵循通过流体力学和声学要求的边界条件的情况下构造定心部段。


技术实现要素：

9.因此，本发明的目的是改进开始所提及的吸气设备，使得所述吸气设备可以在通道构件的比在现有技术中更大的结构的和运动学的自由度的情况下简单地构造，并且可靠
地提供低噪声的运行。根据本发明，所述目的通过开始所提及的吸气设备来实现，在所述吸气设备中，第一定心装置不仅与基本通道而且与补充通道分开地构成。本发明的优选的实施方式在从属权利要求中描述。
10.尽管可以将引导装置构成用于引导通道构件的平移的和/或旋转的相对运动，但是出于枢轴运动的优选地小的运动空间需求的原因，引导装置优选地包括旋转轴承、尤其径向轴承。
11.通过将第一定心装置与基本通道以及与补充通道分开地设置，第一定心装置的设计不通过对于其的流体力学和声学的要求来限制。可以延长定心设备沿着通道构件的相对运动路径的有效长度，使得引导装置的引导精度不再重要。由此实现简单构造的噪音小的吸气设备。
12.在第一运行位置中，第一定心装置和稍后所描述的第二定心装置分别在预确定的公差参数(例如位置公差和/或角度公差)内确定基本通道构件相对于补充通道构件的位置和取向。在一个特别优选的实施方式中，基本通道构件和/或补充通道构件构成为注塑构件，其中第一定心装置和/或稍后描述的第二定心装置各自的至少一个部段、多个部段或所有部段优选地与基本通道构件和/或补充通道构件一件式构成。
13.特别优选地，为了构成紧凑的吸气设备，第一定心装置在空间上设置在一方面引导装置与另一方面基本通道和补充通道之间，因为由于杠杆作用，相对小的定心装置可以作用在相对运动路径的大的范围上。特别是在通道构件的优选的旋转的相对运动的情况下，定心装置仅须在与通道构件共同的旋转角度上延伸，其中由于相对于引导装置的更短的间距，所述定心装置的尺寸可以比通道构件的相对运动路径更短。
14.为了在基本通道与补充通道之间提供均匀的支撑，吸气设备优选地还包括具有接触形状部和配对接触形状部的接触装置，其中在第一运行位置中，基本通道与补充通道之间的贴靠构成为接触形状部在配对接触形状部处的贴靠，并且其中在第一运行位置中，接触形状部和配对接触形状部由共同的通道部段贯穿。在此，第一定心装置尤其与接触装置间隔地构成，使得存在结构自由度，以用于分别为了相关目的在减小相互影响的情况下不仅构成第一定心装置而且构成接触装置。
15.为了进一步提高第一运行状态中的补充通道构件相对于基本通道构件的位置的精度，接触装置可以包括与第一定心装置独立地构成的第二定心装置，所述第二定心装置构成用于在通道构件靠近第一运行位置时减小基本通道轨道的朝向补充通道构件的端部部段与补充通道轨道的朝向基本通道构件的端部部段之间的关于基本通道轨道的径向间距。由于已经设置的第一定心装置，优选地通过通道构件的彼此指向的端部区域形成的第二定心装置可以具有非常短的有效长度。然而，所述第二定心装置可以在产生第一运行位置的情况下与第一定心装置强烈地精度提高地共同作用。
16.为了减少通过在基本通道构件与补充通道构件之间不期望地逸出的空气引起的噪声生成，接触装置可以包括构成在接触形状部处的密封贴靠面和设置在配对接触形状部处的密封部，其中在第一运行位置中，密封贴靠面与密封部接触。由于在第一运行位置中通过第一定心装置和可选的第二定心装置确定的通道构件相对于彼此的位置，也确定密封部和密封贴靠面相对于彼此的位置，由此实现基本通道在补充通道处的特别可靠的密封贴靠。
17.如果密封部与承载密封部的通道构件的通道的更靠近密封部安置的纵向端部间隔地设置，则可以保护密封部免受通过不承载密封部的通道构件引起的损害。
18.密封部可以抵抗脱出良好可靠地设置在在第一运行位置中包围共同的通道部段的沟槽中。因此，沟槽包围承载通道轨道的通道构件的通道轨道，并且同样包围中央地贯穿共同的通道部段的假想的虚拟的共同的通道轨道的部段。可以通过如下方式加强所述脱开安全装置：沟槽具有至少一个锚定形状部、尤其伸入到沟槽体积中的锚定突出部和/或增大沟槽体积的锚定凹进部。因此，锚定突出部可以接合到密封部中和/或密封部可以接合到锚定凹进部中。锚定形状部可以关于承载密封部的通道构件的通道构成为在径向方向上和/或在平行于与通道相关联的通道轨道的延伸的方向上延伸的伸出部或凹进部，其中优选地，至少一个锚定形状部中的一个锚定形状部、多个锚定形状部或所有锚定形状部尤其完全包围与通道相关联的通道轨道。
19.优选的是，锚定凹进部中的至少一个锚定凹进部穿过限界沟槽的面、优选地沟槽基底或沟槽边沿。尤其地，锚定凹进部中的至少一个锚定凹进部、多个锚定凹进部或所有锚定凹进部可以构成为贯通开口。
20.如果密封部和配对接触形状部以双组分注塑方法制造，则可以实现密封部在配对接触形状部处的特别可靠的设置。密封部的材料优选地具有比配对接触形状部的材料更小的弹性模量。
21.如果第一运行位置和第二运行位置分别是补充通道构件和基本通道构件的相对运动的终止位置，则第一定心设备可以长久地保持其功能。然后，在吸气设备的整个使用寿命上固定通道构件的最大相对运动路径。
22.第一定心装置可以包括定心凹部和构成用于接合到定心凹部中的定心突出部、尤其定心销。定心突出部可以在第一运行位置与第二运行位置之间的相对运动的多于15％上、优选地多于30％上、更优选地多于50％上、特别优选地多于75％上或100％上接合到定心凹部中，以便实现尽可能长的有效长度。因此，定心装置也可以在两个通道构件彼此靠近期间满足引导功能。因此，定心装置可以是组合的定心和引导装置。然后，除了已经提及的引导装置之外，还存在所述组合的定心和引导装置。
23.在一个特别优选的实施方式中，已经提及的引导装置和/或定心和引导装置构成为，使得在第一运行位置与第二运行位置之间的运动中，补充通道构件和基本通道构中的被视为可运动的通道构件的点的运动轨道处于相对于通道构件的通道轨道倾斜的运动面、尤其运动平面中。优选地，运动面相对于被视为不可运动的相应另一构件的在朝向可运动的通道构件的通道口部区域中的通道轨道处的切线倾斜，因为被视为可运动的通道构件在接近第一运行位置时似乎对接到所述通道口部上。这允许通过补充通道构件与基本通道构件之间的短的相对运动将补充通道与基本通道在流动技术上有效地分离，因为如此，基本通道构件和补充通道构件在从第一运行位置朝向第二运行位置移开时不仅可以沿着两个通道的连接区域中的共同的通道轨道轴向地彼此远离地移动，而且也可以随着与所述共同的通道轨道正交的运动分量彼此远离地移动。在旋转地引导的引导装置的优选的情况下，通过引导装置限定的旋转轴线优选地相对于通道构件的通道轨道倾斜，即，不平行且不正交。
24.当通道构件处于第一运行位置中时，吸气设备处于具有更长的抽吸通道的第一运
行状态中。当通道构件处于第二运行位置中时，吸气设备处于具有更短的抽吸通道的第二运行状态中。
附图说明
25.在下文中参照示意性的附图阐述本发明。附图示出：
26.图1示出第一运行状态中的吸气设备的第一实施方式的视图；
27.图2示出第二运行状态中的图1中的吸气设备；
28.图3示出图1中的e
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e剖面；
29.图4示出图1中的b
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b剖面的局部；
30.图5示出图4中的c
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c剖面的局部，其中整个吸气设备已在第一运行状态中被剖开；
31.图6示出图5中的区域g中的放大图；以及
32.图7示出第二运行状态中的吸气设备的第二实施方式的视图，所述视图部分地示出为剖面图。
具体实施方式
33.图1示出用于内燃机400(参见图7)的具有长度可变的抽吸通道22的吸气设备20，所述吸气设备具有基本通道构件24，在所述基本通道构件中，沿着在所述基本通道构件中中央地延伸的虚拟的基本通道轨道26延伸有设立用于引导抽吸空气的空心的基本通道28，所述基本通道由其壁30完全包围。基本通道28在垂直于基本通道轨道26的平面中尤其具有圆形横截面，所述基本通道轨道可以穿过所述圆形横截面中的每个圆形横截面的中心延伸。此外，吸气设备20包括补充通道构件32，在所述补充通道构件中，沿着在所述补充通道构件中中央地延伸的虚拟的补充通道轨道34延伸有设立用于引导抽吸空气的空心的补充通道36，所述补充通道由其壁38完全包围。补充通道36在垂直于补充通道轨道34的平面中尤其具有圆形横截面，所述补充通道轨道可以穿过所述圆形横截面中的每个圆形横截面的中心延伸。基本通道构件24包括基本通道承载臂40，并且补充通道构件32包括补充通道承载臂42，所述基本通道承载臂和所述补充通道承载臂通过构成引导装置的径向推力轴承44可枢转地彼此连接，使得补充通道构件32可以围绕中央地贯穿径向推力轴承44的枢转轴线46相对于基本通道构件24枢转。所述枢转运动具有两个终止位置：第一运行位置，所述第一运行位置在图1中示出，并且所述第一运行位置的占据限定吸气设备20的第一运行状态；以及第二运行位置，所述第二运行位置在图2中示出并且例如通过执行器或止挡部限定。第二运行位置的占据限定吸气设备20的第二运行状态。
34.吸气设备20包括在图2和图3中可特别清楚看出的第一定心装置48，所述第一定心装置具有构成在补充通道承载臂42中的定心凹部50，所述定心凹部与补充通道36以及与径向推力轴承44间隔开从而分开地构成，并且所述第一定心装置具有在补充通道构件32相对于基本通道构件24的整个枢转运动上与定心凹部50接合的定心销52，所述定心销与基本通道承载臂40一件式构成，并且所述定心销与基本通道28以及与径向推力轴承44间隔开从而分开地构成。定心凹部50和定心销52可以构成定心装置48。
35.定心凹部50优选地是补充通道承载臂42中的贯通开口，所述定心凹部具有横向于补充通道承载臂42的穿过方向的双t形。定心销52在横向于、尤其垂直于所述定心销的延伸
方向e的方向上具有双t形的横截面。定心销52具有t形腹板58a，所述t形腹板将定心销52的横向于t形腹板58a设置的两个t形梁58b、58c彼此连接。此外，t形腹板58a和t形梁58b、58c沿着延伸方向e延伸。定心销52具有与基本通道承载臂40远离的引导区域54，在所述引导区域中，横向于、尤其垂直于延伸方向e的横截面沿着延伸方向e不改变，并且所述定心销具有在基本通道承载臂40的方向上直接连接到引导区域54上的定心区域56，在所述定心区域中，横向于、尤其垂直于延伸方向e的横截面沿着延伸方向e改变。定心区域56在至少一个平面中、例如在通过面式构成的t形腹板58a限定的平面中沿着延伸方向e变细，即远离基本通道承载臂40变细，如这通过角度α所表明。在第一运行状态中，t形梁58b、58c的设置在定心区域56中的至少一个部段、优选地两个部段贴靠在定心凹部50的相应的相对置的内面60、62处，由此，在延伸方向e上和在平行于t形梁58b、58c之间的通过t形腹板58a实现的连接部的方向t上确定定心销52相对于定心凹部50的位置。在第一运行状态中，在垂直于方向e和t延伸的方向h上，通过t形梁58b、58c中的一个t形梁和/或两个t形梁的至少一个端侧、优选地两个端侧58bl、58br、58cl、58cr在定心凹部50的相应内面64bl、64br、64cl、64cr处的贴靠来确定定心销52的位置，其中所述贴靠可以可选地通过至少一个t形梁、优选地两个t形梁58b、58c的在延伸方向e上的变细来支持和/或加强。在图3中用虚线表明t形梁58b的在方向e上变细的对应的延伸，其中t形梁58c可以与t形梁58b相同地变细地构成。应注意，尤其在弯曲的定心销52的情况下，应局部考虑方向e、t和h。t形梁58b、58c的部段在相应内面60、62处的贴靠与端侧58bl、58br、58cl、58cr在定心凹部50的内面64bl、64br、64cl、64cr处的贴靠以及与定心销52的变细的配合引起第一运行状态中的定心作用，通过所述定心作用确定定心销52在第一运行状态中相对于定心凹部50的位置，由此同样确定补充通道构件32在第一运行状态中相对于基本通道构件24的位置。替选地，在类似功能的情况下，定心凹部50可以构成在基本通道承载臂40处，并且定心销52可以构成在补充通道承载臂42处。
36.如图1和图2所示，吸气装置20包括接触装置66，所述接触装置具有阳性的引入部段70，所述阳性的引入部段构成接触形状部并且朝向补充通道36的开口68在外环周处变细，其中引入部段70包括在外环周处完全包围补充通道36的密封贴靠面72，并且其中引入部段70构成补充通道构件32的一部分。开口68处于补充通道36的纵向端部69处，在靠近补充通道构件32与基本通道构件24之间的第一运行位置时，所述纵向端部朝向基本通道构件24。接触装置66还包括构成配对接触形状部的阴性的接纳部段74，所述阴性的接纳部段具有在其内环周处设置的密封部76，其中接纳部段74朝向基本通道28的开口78在所述接纳部段的内环周处变宽，并且其中密封部76包围基本通道轨道26。接纳部段74构成为基本通道构件24的一部分。开口78处于基本通道28的纵向端部79处，在靠近补充通道构件32与基本通道构件24之间的第一运行位置时，所述纵向端部朝向补充通道构件32。密封部76与纵向端部79间隔地设置，然而所述间距小于密封部76与基本通道28的第二纵向端部81之间的间距。在第一运行状态中，密封部76贴靠在密封贴靠面72处，由此，补充通道36直接贴靠在基本通道28处，并且与所述基本通道一起构成共同的通道部段83，在所述实施方式中，所述共同的通道部段与抽吸通道22一致。基本通道轨道26和补充通道轨道34在第一运行状态中过渡到彼此中，并且构成中央地贯穿共同的通道部段83的虚拟的通道部段轨道80，所述虚拟的通道部段轨道贯穿接触装置66。如在图1至图3中可见，第一定心装置48与基本通道28、与补充通道36以及与接触装置66分开地且间隔地构成。
37.如果在具有径向方向r、角度方向φ和高度方向z的局部柱坐标系(所述局部柱坐标系的z原点处于虚拟的基本通道轨道26的端部85中，并且所述局部柱坐标系的z轴继续引导尤其构成为直线的虚拟的基本通道轨道26(或更普遍地平滑地、尤其在z原点中连续可微分地继续引导))中考虑补充通道构件32与基本通道构件24之间的相对运动，则径向推力轴承44在通道构件24、32靠近第一运行位置时将补充通道构件32主要沿着z轴引导到基本通道构件24处，而第一定心装置48在通道构件靠近第一运行位置时通过上述定心作用减小基本通道轨道26的朝向补充通道构件32的端部部段82与补充通道轨道34的朝向基本通道构件24的端部部段84之间的径向间距。可以在相应通道轨道的处于端部部段中的端部之间确定所述间距。
38.由于引入部段70的上述变细的形状和接纳部段74的上述加宽的形状，这些部段形成第二定心装置86的部分，所述第二定心装置在通道构件24、32靠近第一运行位置时减小端部部段82与端部部段84之间的径向间距或所述径向间距。
39.优选地，基本通道构件24与密封部76一起以双组分注塑方法构成，其中接纳部段74利用(作为配对接触形状部的材料的)第一构造材料，尤其利用热塑性塑料、例如聚乙烯在双组分注塑方法的第一步骤中借助于在第一运行状态中围绕通道部段轨道80的沟槽88构成。在沟槽88中构成有包围基本通道轨道26的并且基本上平行于r方向延伸的突出部90以及包围基本通道轨道26并且基本上平行于z方向延伸的凹进部92。突出部90和凹进部92分别是锚定形状部的构成方式。此外，在接纳部段74中构成有将沟槽88的内部空间98与基本通道构件24的外侧100连接的并且在沟槽88的环周方向u上彼此间隔开的多个贯通开口102，所述贯通开口构成锚定凹进部，其中贯通开口102分别与沟槽基底96基本上齐平地延伸，并且分别穿过沟槽边沿94，其中在图中，贯通开口102中的仅一些贯通开口设有附图标记。在双组分注塑方法的第二步骤中，密封部76例如由(作为密封部76的材料的)第二构造材料、例如弹性体尤其天然橡胶或合成橡胶构成的密封部构成，使得突出部90接合或伸入到第二构造材料中，和/或使得第二构造材料接合或伸入到凹进部和/或贯通开口92、102中的一个凹进部和/或贯通开口、多个凹进部和/或贯通开口或者所有凹进部和/或贯通开口中。在一个优选的实施方式中，第二构造材料具有比第一构造材料更小的弹性模量。
40.为了引起基本通道构件24与补充通道构件32之间的相对运动，关于基本通道构件24位置固定地设置的执行器可以作用在接合形状部、尤其球形活节104处。在图3中示出枢转轴线46的垂直于绘图平面的投影46p，所述投影在所述图中与通道部段轨道80的示图以不同于90度的角度相交，使得垂直于枢转轴线46延伸的运动平面与通道部段轨道80以不同于零的角度相交，补充通道构件32在相对运动期间在所述运动平面中运动。对应地，在所述相对运动中，补充通道构件32不仅沿着通道部段轨道80运动，而且也随着垂直于通道部段轨道80的分量运动，以便通过相对短的运动将补充通道构件32与基本通道构件24有效地分离。在第二运行状态中，仅基本通道28构成抽吸通道22。与在第二运行状态中相比，抽吸通道22在第一运行状态中更长，并且所述抽吸通道通过基本通道28和补充通道36构成。
41.类似于图7中的吸气设备220的第二实施方式的示图，在吸气设备20的常规的运行中，基本通道28耦联到车辆v例如机动车的内燃机400上，使得通过抽吸通道22，吸气设备20设立用于将空气输送给内燃机400的燃烧室402。吸气设备20可以类似于吸气设备220设置在车辆v的空气收集室404中，所述空气收集室由壳体406包围。应注意，在图7中仅示意性地
示出车辆v、具有其燃烧室402的发动机400以及发动机在吸气设备上的耦联。
42.图7示出吸气设备的第二实施方式，其中以下仅讨论与第一实施方式的区别。对于第二实施方式的其他方面的描述，参照第一实施方式的尽管存在示意性附图但是也在第二实施方式中实现或可以在第二实施方式中实现的各个方面的描述。第二实施方式的吸气设备220的对应于第一实施方式的对应的或相同的元件或部件的元件或部件分别分配有相对于第一实施方式中的附图标记以200增大的附图标记，并且参照附图标记在第一实施方式中的描述。
43.吸气设备220包括第一定心装置248，所述第一定心装置具有与基本通道承载臂240一件式构成的弯曲的定心销306，所述定心销具有垂直于其延伸方向e'的(通过中央轴线s表明的)圆形的和/或椭圆形的横截面，并且所述第一定心装置具有构成在补充通道承载臂242中的定心凹部308，所述定心凹部构成为，使得在吸气设备220的第一运行状态中，定心凹部308的内面基本上全面地贴靠在定心销306的外面处。此外，在接纳密封部276的沟槽288中构成有穿过沟槽基底296的贯通开口302。在第一实施方式中，补充通道构件32部分地具有弯曲的补充通道轨道34，而补充通道轨道234是直线。
44.第一定心装置248可以在第一实施方式中替代第一定心装置48，并且反之亦然。