DE10300809A1 - Ansaugeinrichtung für eine Brennkraftmaschine - Google Patents

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Abstract

Eine Ansaugeinrichtung für eine Brennkraftmaschine hat einen eine obere (2) und eine untere Halbschale (1) aus Kunststoff ausweisenden Basiskörper, die mit durch Reibschweißen verbundenen ersten (13, 13c), zu der unteren Halbschale (1) und zweiten, zu der oberen Halbschale (2) gehörenden Stegen (13a) zusammengefügt sind. Es sind Anordnungen vorgesehen, durch die beim Reibschweißen entstehende Partikel vom Eintritt in den Unterdruckraum (15) abgehalten werden.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Ansaugeinrichtung für eine Brennkraftmaschine mit einem eine obere und eine untere Halbschale aus Kunststoff aufweisenden Basiskörper, die mit durch Reibschweißen verbundenen ersten, zu der unteren Halbschale und zweiten, zu der oberen Halbschale gehörenden Stegen zusammengefügt sind.
  • Aus der DE 199 44 855 A1 ist eine Ansaugeinrichtung für eine Brennkraftmaschine beschrieben. Sie besteht aus einem Befestigungsflansch zum Befestigen an einem Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine sowie mehreren Ansaugrohren, welche in einen gemeinsamen Sammelraum münden. Der Befestigungsflansch bildet mit Oberteilen für die Ansaugrohre eine Oberschale. Unterteile der Ansaugrohre bilden eine Unterschale. Zwischen der Oberschale und der Unterschale ist ein mittleres Bauteil vorgesehen. Die Befestigung der Bauteile untereinander erfolgt jeweils durch Reibschweißen.
  • An eine Ansaugeinrichtung ist bei bestimmten Kraftstoffzuführungssystemen für einen Gasmotor ein Unterdruckraum angeschlossen, der Teil eines Systems zur Regelung des Öffnungswinkels von Drosselklappen ist. Dabei ist der Druck im Unterdruckraum eine Regelgröße oder geht in die Bestimmung der Regelgröße ein.
    •
  • Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine einfach aufgebaute und mit einem einfachen Herstellverfahren herstellbare Ansaugeinrichtung zu schaffen.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Ansaugeinrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass Anordnungen vorgesehen sind, durch die beim Reibschweißen entstehende Partikel vom Eintritt in einen seitlich der Ansaugeinrichtung angeordneten Unterdruckraum abgehalten werden.
  • Reibschweißen stellt ein einfaches und vielfach einsetzbares Verfahren dar, um Kunststoffteile mit einander zu verbinden. Die Reibung zwischen den Kunststoffteilen wird mittels Vibrationsschweißen durch einen elektromechanischen Antrieb erzeugt. Aufgrund der durch den Reibvorgang entstehenden Wärme werden aneinanderliegende Kunststoffteile mit einander verbunden. Der Reibvorgang hat allerdings zur Folge, dass sich einzelne Kunststoffpartikel oder -fasern von den Kunststoffteilen ablösen, die in dem Unterdruckraum liegen bleiben und nicht mehr herausgelangen können. Sie können jedoch die Ventilöffnung oder die Ventilöffnungen zwischen dem Unterdruckraum und einem dem Unterdruckraum benachbarten Luftansaugrohr der Ansaugeinrichtung verstopfen.
  • Durch die erfindungsgemäß vorgesehenen Anordnungen wird ein Eindringen und Zusetzen des Ventils durch Partikel verhindert, die im Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs unkontrolliert in die Ventilöffnung bzw. die Ventilöffnungen gelangen können, diese verschließen und die Selbstregulierung des Luftansaugsystems verhindern.
  • Um dies zu verhindern, werden gemäß der Erfindung Maßnahmen getroffen, um die Kunststoffpartikel und -fasern zurückzuhalten.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen.
  • Als eine geeignete Maßnahme ist in einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, das Ventil wenigstens auf der dem Unterdruckraum zugewandten Seite mit einem Filter zum Zurückhalten der Partikel auszustatten.
  • Von Vorteil ist eine Anordnung des Ventils in einem Wanddurchbruch in der oberen oder in der unteren Halbschale.
  • Eine geeignete Verbindung zwischen dem Ventil und dem Filter ist eine Schnappverbindung.
  • In einer alternativen Ausführungsform ist vorgesehen, dass ein wenigstens teilweise der inneren Oberflächenform des Unterdruckraums angepasstes und das Ventil umgebendes Filterelement in den Unterdruckraum einlegbar ist.
  • Zusätzlich lässt sich das Filterelement mit dem Unterdruckraum auch fest verbinden, insbesondere verschweißen.
  • In einer anderen Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Ventil und/oder das Filterelement mittels eines Einlegeteils zwischen der Oberschale und der Unterschale eingelegt sind.
  • Eine vorteilhafte Ansaugeinrichtung weist auf mindestens einer Längsseite eines ersten, zu der Unterschale gehörenden Stegs, der durch Reibschweißen mit einem zweiten Steg der Oberschale verbindbar ist, eine den ersten Steg überragende Rippe auf. Dadurch, dass die Rippe höher als der Steg der Unterschale ist, liegt der Verbindungsbereich zwischen dem Steg der Unterschale und dem Steg der Oberschale unterhalb der Oberkante der Rippe, und es ist in jedem Fall sichergestellt, dass Kunststoffpartikel, die sich beim Reibschweißen aus der Ober- und der Unterschale lösen, nicht über die Oberkante der Rippe hinausgelangen können.
  • Um genügend Platz für die Aufnahme der Kunststoffpartikel zur Verfügung zu stellen, ist zwischen dem ersten Steg und der Rippe ein Graben vorhanden. Alle Kunststoffpartikel fallen in den Graben und können auch durch eine starke Luftströmung nicht aus dem Graben herausgerissen werden.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass auf mindestens einer Längsseite eines ersten, zu der Unterschale gehörenden Stegs, der durch Reibschweißen mit einem zweiten Steg der Oberschale verbindbar ist, ein Graben und eine Rippe vorhanden sind und dass der erste Steg von seiner Oberkante in Richtung zu dem Graben abgeschrägt oder abgerundet ist. Dadurch können Kunststoffpartikel leicht nach unten in den Graben hinabgleiten.
  • In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist im Bereich des Unterdruckraums ein Streifen aus einem elastischen Material als Verbindungselement zwischen der unteren und der oberen Halbschale vorgesehen wird.
  • Als Kunststoff für das Verbindungselement eignen sich vor allem ein aufgeschäumter Kunststoff, insbesondere Polyurethan, Polyethylen, oder Gummi. Der Kunststoff oder das Gummi hält Partikel und Fusseln aufgrund seiner großen Oberfläche und aufgrund der elektrostatischen Anziehung dauerhaft fest.
  • Nachstehend wird die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnungen näher erläutert. Diese zeigen:
  • 1 eine perspektivische Draufsicht auf eine Unterschale einer Ansaugeinrichtung mit einem seitlichen Unterdruckraum,
  • 2a, b perspektivische Ansichten einer Wandung zwischen dem Ansaugraum und dem Unterdruckraum ohne bzw, mit eingesetztem Ventil,
  • 3a – d das in die Wandung einsetzbare Ventil im eingesetzten Zustand mit Filter, das Filter allein, das Ventil in seiner Aufnahme ohne Filter und das Ventil in seiner Aufnahme mit Filter,
  • 4a , b eine schematische Draufsicht auf das Ventil und eine Schnittansicht des Ventils in seiner Aufnahme in zusammen mit dem Filter in der Wand eingebautem Zustand,
  • 5 eine perspektivische Draufsicht auf eine Oberschafe der Ansaugeinrichtung, wobei das Ventil in der Wandung zwischen der Oberschale und dem Unterdruckraum eingebaut ist,
  • 6a – c perspektivische Ansichten der Wandung mit und ohne Ventil,
  • 7 eine weitere perspektivische Ansicht der Unterschale, wobei in den Unterdruckraum eine Einlageschale eingelegt ist,
  • 8a – c Darstellungen eines Einlegeteils und einer Filterplatte in der Draufsicht und in perspektivischer Ansicht,
  • 9 eine Schnittansicht einer Wand der Unterschale und einer Wand der Oberschale im Bereich der Reibverschweißung,
  • 10 eine ausschnittweise Schnittansicht einer Wand der Unterschale im Bereich der Reibverschweißung mit einer Wand der Oberschale in einer anderen Ausführungsform und
  • 11 eine perspektivische Ansicht eines Einlagestreifens zum Einlegen zwischen der Unterschale und der Oberschale im Bereich des Unterdruckraums.
  • Eine Ansaugeinrichtung weist eine Unterschale 1 (1, 7) auf, die zusammen mit der Oberschale 2 (5) den Raum für vier Luftansaugrohre 5, 6, 7, 8 bilden. Die über einen Lufteinlass 9 angesaugte Luft, die zunächst in einen (hier nicht dargestellten) Sammelraum geleitet wird, gelangt aus diesem in die Luftansaugrohre 5 bis 8 und aus diesen in den Luftansaugrohren 5 bis 8 jeweils zugeordnete Vergaser einer Brennkraftmaschine.
  • Die Luftansaugrohre 5 bis 8 sind jeweils durch Wandungen 10, 11, 12 von einander getrennt. Auf diesen erstrecken sich durchgehende oder in Abschnitten ausgebildete Stege 13, die dazu dienen entsprechende Wandungen 10a, 11a und 12a der Oberschale 2 mit den Wandungen 10 bis 12 der Unterschale 1 mittels Reibschweißen zu verbinden.
  • Seitlich des Luftansaugrohrs 8 ist ein Unterdruckraum 15 angeordnet, der durch eine Wand 16 von dem Luftansaugrohr 8 getrennt ist. In dieser ist in einem Durchbruch 17 (2a, 6a) ein Ventilpilzsitz 18 (1, 2b) zur Aufnahme eines Ventils für einen Luftdurchlass zwischen dem Unterdruckraum 15 und dem Luftansaugrohr 8 angebracht.
  • Um das Zusetzen des Ventils in dem Ventilpilzsitz durch Partikel zu verhindern, ist in einer Ausführungsform ein Filter 19 (3a – c) vorgesehen, das auf der Seite des Unterdruckraums 15 (3a) auf den Ventilpilzsitz aufgesetzt oder übergestülpt wird. Das Filter 19 weist einen hohlzylindrischen Filterkörper 20 mit einem ringförmigen Ansatz 21 auf, der über Tragrippen 22 (3d) mit dem Filterkörper 20 verbunden ist. Über an dem Ventilpilzsitz 18 angebrachte Rastelemente 23 mit Rastvorsprüngen 24 ist dieser mit dem Filter 19 verbunden, wobei die Rastvorsprünge 24 über die obere Innenkante des Ansatzes nach außen hinausragen.
  • Der Ventilpilzsitz 18 (4a) weist in seiner Mitte ein Ventil 25 auf, durch das Luft in den Unterdruckraum 15 eintreten kann. In einer Ausführungsform der Erfindung ist der Ventilpilzsitz 18 (4b) in dem Durchbruch 17 mittels eines O-Rings 26 in der Wandung 16 der Unterschale 1 angebracht. Die Wandung 16 hat auf ihrer Oberseite eine Rippenstruktur mit Rippen 27, 28, die sich entlang der Längsseite der Wandung 16 erstrecken. In der Mitte zwischen den Rippen 27, 28 ist ein Steg 13, der mit einem entsprechenden Steg 13a (5) auf der Wandung 16a in der Oberschale 2 durch Reibschweißen zu verbinden. Bei der Reibschweißverbindung entstehende Kunststoffpartikel, -fasern oder -späne fallen in Gräben 29, 30 zwischen den Rippen 27, 28 und dem Steg 13. Dadurch wird erreicht, dass sie nicht in die Unterschale 1 oder in den Unterdruckraum 15 eindringen können .
  • Auf der Seite der Unterschale 1 kann im Bereich des Ventilpilzsitzes 18 ein Einlegeteil 32 vorhanden sein, das auf die Wandung 16 aufgelegt wird und zum Zweck der Verschweißung der Wandung 16 mit der entsprechenden Wandung 16a ( 5) der Oberschale 2 ebenfalls mit Stegen 33, 34 und einem dazwischenliegenden Graben 35 ausgestattet ist. Das Einlegeteil 32 erstreckt sich über die gesamte Fläche zwischen der Unterschale 1 und der Oberschale 2.
  • In einer Ausführungsform ist der Ventilpilzsitz 25 (6a, 6b) auch auf der der Unterschale 1 zugewandten Seite mit Rastvorsprüngen 36 ausgestattet, um eine gute Halterung des Ventilpilzsitzes 25 in der Wandung 16 zu gewährleisten.
  • In einer weiteren Ausführungsform (8a) ist der Unterdruckraum 15 mit einem Einlegeteil 37 ausgestattet, das gleichzeitig als Luftfilter ausgebildet ist. Es lässt die Luft zwischen der Unterschale 1 und dem Unterdruckraum 15 hindurch, während es verunreinigende Partikel, wie sie beim Reibschweißen zum Verbinden der Wandungen 16 und 16a entstehen, vom Eindringen in das Ventil 25 zurückhält.
  • Ein Filter 38 (8b) weist einen Rahmen 39 und eine von dem Rahmen 39 umgebene, ebene Filterfläche 40 auf. Das Filter 38 wird auf den Unterdruckraum 15 aufgelegt, bevor die Oberschale 2 mit der Unterschale 1 verbunden wird. In diesem Fall können beim Reibschweißen Kunststoffpartikel nicht in den unteren Bereich des Unterdruckraums 15 eindringen, da sie durch die Filterfläche 40 zurückgehalten werden.
  • Zum Zurückhalten der Kunststoffpartikel ist ebenfalls ein auf die Wandung 16 und eine Außenwand 41 (8c) auflegbarer Rahmen 42 mit einer Filterfläche 40 vorhanden. Der Rahmen 42 hat einen in den Graben 30 eingreifenden umlaufenden Vorsprung 43 zum Befestigen des Rahmens 42 auf der Wandung 16 und der Außenwand 41. Zum Zurückhalten von Kunststoffpartikeln dient eine Rippe 44, die höher aufragt als der Steg 13, so dass gewährleistet ist, dass die Partikel beim Reibschweißen in den Graben 30 fallen. Wenn die Rückhaltefunktion der Rippe 44 zum Zurückhalten der Kunststoffpartikel ausreichend ist, kann die Filterfläche 40 entfallen.
  • In einer anderen Ausführungsform (9) ist auf beiden Seiten des Stegs 13 jeweils ähnlich wie in der in 4b dargestellten Ausführungsform eine den Steg 13 überragende Rippe 27, 28 vorhanden, so dass beim Reibschweißen entstehende Kunststoffpartikel in die Gräben 29, 30 seitlich des Stegs 13 fallen.
  • Zur Unterstützung des Hinabgleitens der Kunststoffpartikel in die Gräben 29, 30 ist in einer anderen Ausführungsform (10) vorgesehen, dass ein Steg 13c gegenüber den Gräben 29, 30 mit Abschrägungen 130, 131 gegenüber der oberen Berührungsfläche mit dem Steg 13a der Oberschale 2 ausgestattet ist. Dadurch wird das Hinabgleiten der beim Reibschweißen entstehenden Partikel in die Gräben 29, 30 unterstützt.
  • In einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung (11) wird beim Verbinden der Unterschale 1 mit der Oberschale 2 im Bereiche des Unterdruckraums 15 ein Streifen 45 aus einem elastischen kompressiblen Material, beispielsweise aus Polyurethan oder Polyethylen, eingelegt. Aufgrund der porösen Struktur und der, bezogen auf die von dem Kunststoff überdeckte Fläche, großen Oberfläche des Kunststoffs werden Partikel auf dessen Oberfläche festgesetzt und verbleiben auf ihr. Es kommt hinzu, dass Partikel und Fusseln elektrostatisch von dem Kunststoff des Streifens 45 angezogen werden.
  • Dadurch wird verhindert, dass Partikel in das Ventil 25 eindringen und dieses verstopfen. Der Streifen 45 wird vorzugsweise in eine umlaufende Nut auf der Oberseite der Wandung 16 und der Außenwand 41 der Unterschale 1 hineingelegt oder hineingepresst.
    •

Claims (14)

  1. Ansaugeinrichtung für eine Brennkraftmaschine mit einem eine obere (2) und eine untere Halbschale (1) aus Kunststoff aufweisenden Basiskörper, die mit durch Reibschweißen verbundenen ersten (13, 13c), zu der unteren Halbschale (1) und zweiten, zu der oberen Halbschale (2) gehörenden Stegen (13a) zusammengefügt sind, dadurch gekennzeichnet, dass Anordnungen vorgesehen sind, durch die beim Reibschweißen entstehende Partikel vom Eintritt in einen seitlich der Ansaugeinrichtung angeordneten Unterdruckraum (15) abgehalten werden.
  2. Ansaugeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie über ein Ventil mit dem Unterdruckraum (15) verbunden ist, der ebenfalls aus der unteren (1) und der oberen Halbschale (2) zusammengesetzt ist.
  3. Ansaugeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (25) wenigstens auf der dem Unterdruckraum (15) zugewandten Seite mit einem Filter (19) zum Zurückhalten der Partikel ausgestattet ist.
  4. Ansaugeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (25) in einem Wanddurchbruch (17) in der oberen (2) oder in der unteren Halbschale (1) angeordnet ist.
  5. Ansaugeinrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Filter (19) mit dem Ventil (25) durch eine Schnappverbindung verbunden ist.
  6. Ansaugeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein wenigstens teilweise der inneren Oberflächenform des Unterdruckraums (15) angepasstes und das Ventil (25) umgebendes Filterelement (37) in den Unterdruckraum (15) einlegbar ist.
  7. Ansaugeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement mit dem Unterdruckraum (15) fest verbunden, insbesondere verschweißt, ist.
  8. Ansaugeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (25) und/oder das Filterelement mittels eines Einlegeteils (37) zwischen der Unterschale (1) und der Oberschale (2) eingelegt sind.
  9. Ansaugeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass auf mindestens einer Längsseite eines ersten, zu der Unterschale (1) gehörenden Stegs (13, 13b), der durch Reibschweißen mit einem zweiten Steg (13a) der Oberschale (2) verbindbar ist, eine den ersten Steg (13, 13c) überragende Rippe (27, 28) angeordnet ist.
  10. Ansaugeinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem ersten Steg (13, 13b) und der Rippe (27, 28) ein Graben (29, 30) vorhanden ist.
  11. Ansaugeinrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass auf mindestens einer Längsseite eines ersten, zu der Unterschale (1) gehörenden Stegs (13b), der durch Reibschweißen mit einem zweiten Steg (13a) der Oberschale (2) verbindbar ist, ein Graben (29, 30) und eine Rippe (27, 28) vorhanden sind und dass der erste Steg (13b) von seiner Oberkante in Richtung zu dem Graben abgeschrägt oder abgerundet ist.
  12. Ansaugvorrichtung für eine Brennkraftmaschine mit einem eine obere (2) und eine untere Halbschale (1) aus Kunststoff aufweisenden Basiskörper, die wenigstens im Bereich eines sich seitlich an die Ansaugeinrichtung anschließenden Unterdruckraums (15) einen Dichtstreifen (44) aus einem elastischen Material als Verbindungselement zwischen der unteren (1) und der oberen Halbschale (2) aufweist.
  13. Ansaugvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (44) aus Kunststoff, insbesondere einem aufgeschäumten Kunststoff, oder aus einem Gummi besteht.
  14. Ansaugvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement ein in eine Nut der Unterschale (2) eingelegter Dichtstreifen ist.
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