DE10251406A1

DE10251406A1 - Saugmodul für einen Verbrennungsmotor

Info

Publication number: DE10251406A1
Application number: DE10251406A
Authority: DE
Inventors: Herbert Pietrowski; Heinz Blessing; Ingo Koch
Original assignee: Mann and Hummel GmbH
Current assignee: Mann and Hummel GmbH
Priority date: 2002-11-05
Filing date: 2002-11-05
Publication date: 2004-06-03
Anticipated expiration: 2022-11-06
Also published as: DE10251406B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Saugmodul (100) für eine Brennkraftmaschine, das wenigstens ein Saugrohrelement (20) und wenigstens ein Kühlwasserleitungselement (10) mit einem Verteilerrohr (11), mit Rohrabzweigen (12, 13, 14) und/oder mit einem endseitigen Rohrbogen (15) aufweist. Um Herstellungskosten zu senken und eine einfachere Montage der Brennkraftmaschine zu ermöglichen, weist das Saugrohrelement (20) an wenigstens einer Längsseite Rastausnehmungen (22.1) auf, in die das Kühlwasserleitungselement (10) mit seinen Rohrabzweigen (12, 13, 14) und/oder mit dem Rohrbogen (15) und/oder mit dem Verteilerrohr (11) eingerastet ist.

Description

Saugmodul für eine Brennkraftmaschine, das wenigstens ein Saugrohrelement und wenigstens ein Kühlwasserleitungselement mit einem Verteilerrohr, mit Rohrabzweigen und/oder mit einem endseitigen Rohrbogen aufweist.

Aus der EP 736 684 81 ist ein Einlasskrümmer als Teil eines Saugmoduls für eine Brennkraftmaschine bekannt, bei dem eine Kühlwasserleitung integriert ist, die eine gemeinsame Wand mit einem Kanal für eine Abgasrückführung hat. Der bekannte Einlasskrümmer besteht aus Metall, um den Belastungen durch heiße Gase und die im Kühlwasser enthaltenden Additive widerstehen zu können. Die Herstellung ist wegen der komplizierten Formgebung jedoch kostenintensiv. Außerdem erhöht der Einlasskrümmer aus Metall das Gewicht des Motors und des Fahrzeugs.

Außerdem sind reine Saugmodule aus Kunststoff bekannt, die jedoch keine Kühlwasserleitungselemente enthalten. Eine Kühlwasserleitung muss hier separat hergestellt und montiert werden.

Es stellt sich daher die Aufgabe, ein gattungsgemäßes Saugmodul so weiter zu entwickeln, dass die Herstellungskosten gesenkt werden und eine einfachere Montage der Brennkraftmaschine möglich ist.

Diese Aufgabe wird durch ein Saugmodul der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass das Saugrohrelement an wenigstens einer Längsseite Rastausnehmungen aufweist, in die das Kühlwasserleitungselement mit seinen Rohrabzweigen und/oder mit dem Rohrbogen eingerastet ist.

Durch die erfindungsgemäße Verrastung der wesentlichen Baugruppen kann sowohl das Saugrohrelement wie auch das Kühlwasserleitungselement aus einem an die jeweilige spezielle Funktion angepassten Werkstoff gefertigt werden. So kann das Kühlwasserleitungselement insbesondere aus einem Kunststoff gebildet sein, der beständig gegenüber den im Kühlwasser enthaltenen Additiven und den darin herrschenden Temperaturen ist. Dahingegen kann das Saugrohrelement aus einem zweiten, preiswerteren Kunststoff gebildet sein.

Zugleich wird aber nach der Verrastung mit dem erfindungsgemäßen Saugmodul wieder ein einzelnes Bauteil erhalten, das als Einheit handhabbar und montierbar ist. Durch die formschlüssigen Verbindungen des Kühlwasserleitungselements mit dem Saugrohrelement wird erreicht, dass bei der Montage des Motors nur das Saugmodul aufgeschraubt werden muss und zugleich das Kühlwasserleitungselement lagerichtig und dichtend an den Zylinderkopfflansch des Motors angepresst wird. Eine separate Montage des Kühlwasserleitungselements ist nicht mehr erforderlich. Im Gegensatz zu einer stoffschlüssigen Verbindung zweier Werkstoffe durch Kleben, Schweißen oder Zweikomponentenspritzguss ergibt sich als weiterer erfindungsgemäßer Vorteil bei der späteren Altfahrzeugverwertung ein einfaches Zerlegen und sortenreines Recycling der eingesetzten Werkstoffe.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind den weiteren Unteransprüchen zu entnehmen und werden im Folgenden anhand der Zeichnung beschrieben. Die Figuren der Zeichnung zeigen im einzelnen:
1 ein auf einem Zwischenflansch montiertes Saugmodul in perspektivischer Ansicht von oben;
2 das Saugmodul in perspektivischer Ansicht von unten;
3a einen Schnitt entlang der Linie I in 1;
3b einen Schnitt entlang der Linie II in 1; und
4 eine Rastausnehmung am Saugmodul in Draufsicht.
1 zeigt die perspektivische Draufsicht eines Saugmoduls 100, das auf einem schematisch dargestellten Zwischenflansch 200 eines 3-Zylinder-Reihen-Verbrennungsmotors bzw. auf einer Hälfte eines 6-Zylinder-Motors in V- oder Boxeranordnung befestigt ist. Je nach Bauart des Motors kann das Saugmodul auch direkt am Zylinderkopf angesetzt werden.
Das Saugmodul 100 besteht im wesentlichen aus einem Saugrohrelement 20 und einem Kühlwasserleitungselement 10. Dabei ist das Saugrohrelement 20 vorzugsweise aus einem ersten Kunststoff gebildet, der ausreichend temperaturbeständig für die im Motorraum, insbesondere im Bereich der Luftzu- und -abführung, herrschenden Temperaturen, beispielsOweise aus Polyamid 6 oder Polyamid 6.6. Das Kühlwas serleitungselement 10 ist aus einem technischen Kunststoff gefertigt, der insbesondere beständig gegenüber den dem Kühlwasser beigesetzten Additiven ist, beispielsweise ein Polyoxymethylen POM oder ein Polyamid, das mit Glasfasern verstärkt ist, beispielsweise PA 6.6 GF 30.
Bevorzugt werden für das Saugrohrelement 20 und das Kühlwasserleitungselement 10 gleichartige Kunststoffe eingesetzt, um ein gleichartiges Wärmedehnungsverhalten zu erreichen.
Das Kühlwasserleitungselement 10 umfasst in dem dargestellten Ausführungsbeispiel ein gerades Verteilerrohr 11 und an dessen hinteren Ende einen um 90° abgewinkelten Rohrbogen 15. Möglich ist auch, statt des abgewinkelten Rohrbogens 15 einen weiteren Rohrabzweig vorzusehen und das Verteilerrohr 11 endseitig gerade auslaufen zu lassen und zu verschließen.
Das gerade Verteilerrohr 11 ist mit wenigstens drei gleich langen Rohrabzweigen 12, 13, 14 versehen, die vorzugsweise senkrecht zu dessen Mittelachse und koaxial zueinander angeordnet sind. Die Rohrabzweige 12, 13, 14 und der Rohrbogen 15 sind etwa gleich weit voneinander beabstandet und weisen Austrittsöffnungen 12.1, 13.1, 14.1, 15.1 auf, die planparallel auf gleicher Höhe liegen. Die Anzahl der Rohrabzweige und der Rohrbögen richtet sich nach der Anzahl der zu versorgenden Zylinder der Brennkraftmaschine und der anzuschließenden Versorgungsleitungen.
Den Austrittsöffnungen 12.1, 13.1, 14.1, 15.1 des Kühlwasserleitungselements 10 liegen nicht dargestellte Eintrittsöffnungen im Zylinderkopf bzw. im Zwischenflansch 200 gegenüber. Der Rohrbogen 15 und die Rohrabzweige 12, 13, 14 sind jeweils endseitig mit einem Bund 12.2, 13.2, 14.2, 15.2 versehen.
An einer Längsseite weist das Saugrohrelement 20 Flanschabschnitte 23.1 ... 23.5 auf, die beabstandet zueinander angeordnet sind, so dass zwischen jeweils zweien der Flanschabschnitte 23.1 ... 23.5 Rastausnehmungen 22.1 ... 22.4 gebildet sind, die zu den Rohrabzweigen 12, 13, 14 und dem Rohrbogen 15 kompatibel sind.
Die Rastausnehmungen 22.1 ... 22.4 haben, wie insbesondere 4 zeigt, eine hufeisenförmige Form, d.h. sie erweitern sich ausgehend von einem schmaleren Einschubkanal an der Außenseite des Saugrohrelements 20 zu einem bogenförmigen Aufnahmebereich.
Der Rohrbogen 15 und die Rohrabzweige 12, 13, 14 des Kühlwasserleitungselements 10 können so seitlich in die Rastausnehmungen 22.1 ... 22.4 eingeschoben werden, bis sie in die Aufnahmebereiche einrasten. Dabei umfasst der Ansaugkanal 21 die Rundrohrleitung 11 teilweise.
Neben einer Kreisbogenform für den Aufnahmebereich sind auch ellipsoide bzw. ovale Formen des Aufnahmebereichs möglich, wobei dann die einzurastenden Querschnitte der Rohrabzweige 12, 13, 14 bzw. des Rohrbogens 15 entsprechend kompatibel profiliert sind.
2 zeigt das Saugmodul 100 mit dem in das Saugrohrelement 20 eingerasteten Kühlwasserleitungselement 10 von der Unterseite her. Das Saugrohrelement 20 weist mehrere Luftauslassöffnungen 22.5 ... 22.10 auf. Auch diesen Luftauslassöffnungen 22.5 ... 22.10 liegen entsprechenden Öffnungen im Zylinderkopf bzw. im Zwischenflansch 200 gegenüber, die hier nicht dargestellt sind.
Außerdem sind in das Saugmodul 100 eine Vielzahl von Befestigungsausnehmungen 20.1 ... 20.9 eingebracht, durch die Schrauben durchführt werden, um das Saugmodul 100 mit dem Zwischenflansch 200 zu verbinden. Die Befestigungsausnehmungen 20.1 ... 20.5 sind auch in den Flanschabschnitten 23.1 ... 23.5 vorgesehen. Die Abstände jeder Befestigungsausnehmung 20.1 ... 20.9 zu den jeweils nächst benachbarten Befestigungsausnehmungen 20.1 ... 20.9 sind am gesamten Saugmodul 100 in etwa gleich, um bei der Verschraubung eine gleichmäßige Flächenpressung auf die Dichtfläche 24 und eine eingelegte Formdichtung 110 (vgl. 3a, 3b) zu erreichen.
3a zeigt eine Schnittansicht des Saugmoduls 100 entlang der Linie I in 1. Das Saugrohrelement 20 ist im dargestellten Beispiel unterteilt in einen ersten und zweiten Luftkanal 21, 22. An einer Begrenzungswand 20.11 des Saugrohrelements 20 liegt das Kühlwasserleitungselement 10 mit seinem Verteilerrohr 11 an. Die Begrenzungswand 20.11 kragt vorzugsweise über wenigstens einen Teil des Umfangs des Verteilerrohrs 11 des Kühlwasserleitungselements 10 und hält dieses somit formschlüssig. Möglich ist es auch, ein Kragelement separat auszubilden oder an andere Bereiche des Saugrohrelements 10 anzuformen.
3b zeigt eine Schnittansicht des Saugmoduls 100 entlang der Linie II in 1. Für eine Verschraubungsausnehmung 20.8 ist eine zylindrische Vertiefung 21.1 in den Ansaugkanal 21 eingebracht. Hierdurch wird erreicht, dass für alle Verschraubungsausnehmungen nur ein Typ von kurzen Me tallbuchsen mit entsprechend geringem Gewicht und geringen Kosten eingesetzt werden kann.
Das Saugrohrelement 20 weist im Bereich der Rastausnehmungen jeweils einen Absatz 20.12 auf, der an den Bunden 12.2 ... 15.2 der Rohrabzweige 12, 13, 14 und des Rohrbogens 15 anliegt. Hierdurch wird ein Formschluss des Saugrohrelements 20 mit dem Kühlwasserleitungselement 10 erreicht, durch den mit dem Anschrauben des Saugmoduls 100 mit seinem Saugrohrelement 20 auf den Zwischenflansch 200 zugleich das Kühlwasserleitungselement 10 an dem Zwischenflansch 200 befestigt wird.
Zwischen dem Kühlwasserleitungselement 10 und dem Zwischenflansch 200 ist wenigstens eine Formdichtung 110 mit runden oder 8-förmigen Dichtringen 111, 112 eingelegt, die über die Bünde 12.2 ... 15.2 gegen den Zwischenflansch 200 gedrückt werden.

100: Saugmodul
200: Zwischenflansch
10: Kühlwasserleitungselement
11: Verteilerrohr
12, 13, 14: Rohrabzweigen
12.1, 13.1, 14.1, 15.1: Austrittsöffnungen
12.2, 13.2, 14.2, 15.2: Bund
15: Rohrbogen
20: Saugrohrelement
20.1 ... 20.9: Befestigungsausnehmungen
20.11: Begrenzungswand
20.12: Bund
21, 22: Luftkanal
22.1 ... 22.4: Rastausnehmungen
22.5 ... 22.10: Luftauslassöffnungen
23.1 ... 23.5: Flanschabschnitte
24: Dichtfläche
110: Formdichtung
111, 112: Dichtring

Claims

Saugmodul (100) für eine Brennkraftmaschine, das wenigstens ein Saugrohrelement (20) und wenigstens ein Kühlwasserleitungselement (10) mit einem Verteilerrohr (11), mit Rohrabzweigen (12, 13, 14) und/oder mit einem endseitigen Rohrbogen (15) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Saugrohrelement (20) an wenigstens einer Längsseite Rastausnehmungen (22.1 ... 22.4) aufweist, in die das Kühlwasserleitungselement (10) mit seinen Rohrabzweigen (12, 13, 14) und/oder mit dem Rohrbogen (15) und/oder mit dem Verteilerrohr (11) eingerastet ist.
Saugmodul (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrabzweige (12, 13, 14) und der Rohrbogen (15) des Kühlwasserleitungselements (10) an ihren Austrittsöffnungen (12.1, 13.1, 14.1, 15.1) jeweils einen Bund (12.2, 13.2, 14.2, 15.2) aufweisen, der an einem Bund (20.12) des Saugrohrelements (20) anliegt.
Saugmodul (100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Saugrohrelement (20) an der zum Kühlwasserleitungselement (10) gewandten Seite eine Begrenzungswand (20.11) aufweist, die wenigstens teilweise über das Verteilerrohr (11) des eingerasteten Kühlwasserleitungselements (10) kragt.
Saugmodul (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlwasserleitungselement (10) aus einem gegenüber Hitze und/oder Kühlmitteladditiven beständigen Kunststoff besteht.
Saugmodul (100) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlwasserleitungselement (10) aus Polyoxymethylene (POM) besteht.
Saugmodul (100) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlwasserleitungselement (10) aus glasfaserverstärktem Polyamid 6.6 (PA 6.6 GF 30) besteht.
Saugmodul (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Rastausnehmungen (22.1 ... 22.5) an der Außenseite des Saugrohrelements (20) einen Einschubkanal und einen sich daran anschließenden bogenförmigen Aufnahmebereich umfassen.