DE3424639A1

DE3424639A1 - Ansaugrohranordnung fuer brennkraftmaschinen in kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE3424639A1
Application number: DE19843424639
Authority: DE
Inventors: Yoshiyuki Tokio/Tokyo Tsujibayashi
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1983-07-11
Filing date: 1984-07-04
Publication date: 1985-01-24
Also published as: DE3424639C2; JPS6015020U; US4562800A

Description

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ANSAUGRQHRANORDNUNG FÜR BRENNKRAFTMASCHINEN IN KRAFTFAHRZEUGEN

Die Erfindung betrifft eine Ansaugrohranordnung für Brenn-. 5 kraftmaschinen.

Insbesondere befaßt sich die Erfindung mit der Befestigung des Ansaugrohrs einer Brennkraftmaschine in Kraftfahrzeugen.

Herkömmliche Luft-Ansaugsysteme für Brennkraftmaschinen in Kraftfahrzeugen umfassen ein Ansaugrohr, das den Luftfilter mit dem Ansaugkrümmer der Brennkraftmaschine verbindet. Das Ansaugrohr weist zwar eine gewisse Flexibilität auf, ist jedoch im wesentlichen starr ausgebildet. Herkömmlicherweise ist das Ansaugrohr mit Hilfe einer oder mehrerer Halterungen oder Schellen starr an der Fahrzeugkarosserie oder dem Motorblock der Brennkraftmaschine befestigt. Aus diesem Grund werden zur Verbindung der entgegengesetzten Enden des Ansaugrohres mit dem Luftfilter bzw. dem Ansaugkrümmer zwei flexible Schläuche benötigt, die eine gewisse Bewegung des Luftfilter, des Ansaugkrümmers und des Ansaugrohres relativ zueinander gestattet. Dies hat den Nachteil, daß zur Bildung des Ansaugsystems eine große Anzahl von Bauteilen benötigt wird, so daß sich erhöhte Herstellungs- und Montagekosten ergeben.

Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß es infolge thermischer Spannungen zu Verformungen und Rißbildungen an den Halterungen für das Ansaugrohr kommt, die leicht zu einer Beschädigung der Halterungen führen, da das Ansaugrohr, die Fahrzeugkarosserie und die Brennkraftmaschinen unterschiedliche Temperaturen und Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen.

Die Erfindung ist auf die Schaffung einer kostengünstig

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herzustellenden und zu montierenden Ansaugrohranordnung gerichtet, die eine verringerte Anzahl von Bauteilen aufweist und bei der die Gefahr von Beschädigungen insbesondere an der Befestigung des Ansaugrohres verringert ist. 5

Die Erfindung ergibt sich im einzelnen aus dem kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben .

Erfindungsgemäß umfassen die Einrichtungen zur Befestigung des Ansaugrohres an einem tragenden Teil wenigstens ein elastisches Abstützelement, das zwischen dem Ansaugrohr und dem tragenden Teil angeordnet ist und eine schwimmende Abstützung des Ansaugrohres gestattet, sowie wenigstens ein elastisches Befestigungselement zur Festlegung des Ansaugrohres an dem tragenden Teil.

In einer bevorzugten Ausfuhrungsform der Erfindung weist das Ansaugrohr einen im wesentlichen rechteckförmigen Querschnitt auf, der durch drei gerade Seiten und eine konkav gekrümmte Seite begrenzt wird. Das Abstützelement wird durch einen das Ansaugrohr mit gewisser Zugspannung umgebenden elastischen Ring gebildet, der mit einem Abschnitt die konkave Außenfläche des Ansaugrohres überbrückt. Bei dem das Ansaugrohr tragenden Teil handelt es sich bevorzugt um den Ansaugkrümmer der Brennkraftmaschine. Das Ansaugrohr ist derart auf dem Ansaugkrümmer angeordnet, daß der frei über die konkave Oberfläche des Ansaugrohres gespannte Abschnitt des Stützringes auf dem oberen Bereich des Ansaugrohres aufliegt, so daß durch die Elastizität des Stützringes die gewünschte schwimmende Abstützung des Ansaugrohres erreicht wird. Bei dem Befestigungselement handelt es sich bevorzugt um ein elastisches Halteband, das das Ansaugrohr teilweise umgibt und mit seinen entge-

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gengesetzten Enden an als Vorsprünge des Ansaugrohres ausgebildeten Haken festgelegt ist. Das Halteband steht unter Zugspannung ist spannt das Ansaugrohr gegen den Ansaugkrümmer. Durch die schwimmende oder bewegliche Befestigung des Ansaugrohres können Herstellungs- und Montageungenauigkeiten der an das Ansaugrohr angeschlossenen Bauteile sowie Motorvibrationen ausgeglichen werden, ohne daß an beiden Enden elastische Gummischläuche zur Verbindung des Ansaugrohres mit den angrenzenden Teilen des Ansaugsystems erforderlich sind. Darüber hinaus werden bei der erfindungsgemäßen Befestigung des Ansaugrohres keine starren Halterungen benötigt, die infolge thermischer Beanspruchung beschädigt werden könnten.

im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung, die auch eine Figur zum Stand der Technik enthält, näher erläutert.

Fig. 1 ist eine schematische Seitenansicht einer Brennkraftmaschine mit einem

herkömmlichen Ansaugsystem;

Fig. 2 ist eine Ansicht ähnlich Figur 1 und zeigt eine erfindungsgemäße Ansaugrohranordnung;

Fig. 3 ist ein Schnitt längs der Linie III-III in Figur 2;

Fig. 4 ist ein Schnitt ähnlich Figur 3 und

zeigt ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Zur Verdeutlichung der Erfindung soll zunächst anhand von Figur 1 eine herkömmliche Ansaugrohranordnung für Brenn-

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kraftmaschinen für Kraftfahrzeuge beschrieben werden.

Das in Figur 1 gezeigte Ansaugsystem umfaßt einen seitlich an die eigentliche Brennkraftmaschine 12 angeschraubten Ansaugkrümmer 10, einen über ein Einlaßrohr 16 mit dem Ansaugkrümmer 10 verbundenen Turbolader 14, einen starr an der Fahrzeugkarosserie 26 befestigten Luftfilter 18 und ein Ansaugrohr 20, das zwischen dem Luftfilter 18 und dem Turbolader 14 angeordnet und über Gummischläuche 22 und 24 mit dem Turbolader und dem Luftfilter verbunden ist.

Das Ansaugrohr 20 ist verhältnismäßig lang und muß daher an der Fahrzeugkarosserie 26 oder einem ähnlichen tragenden Teil abgestützt werden. Zur Abstützung des Ansaugrohres 20 sind bisher Halterungen 28 und Schrauben 30 verwendet worden, wie in Figur 1 gezeigt ist. Die Halterungen 28 sind durch Punktschweißen mit dem Ansaugrohr 20 verbunden oder in sonstiger Weise einstückig mit dem Ansaugrohr ausgebildet und mit Hilfe der Schrauben 30 an der Fahrzeugkarosserie 26 befestigt. Wahlweise können die Halterungen 28 auch in nicht gezeigter Weise an der Brennkraftmaschine 12 befestigt sein. Das Ansaugrohr 20 ist aus Stahlblech und/oder aus einem synthetischen Material wie beispielsweise Kunstharz oder dergleichen hergestellt. Es ist somit starr, weist jedoch andererseits eine gewisse Flexibilität auf.

Da bei einer Ansaugrohranordnung der oben beschriebenen Art das Ansaugrohr 20 starr an einem tragenden Teil wie etwa der Fahrzeugkarosserie 26 befestigt ist, sind die Gummischläuche 22 und 24 nicht nur zum Ausgleich der bei der Herstellung und Montage der Bauteile des Ansaugsystems unvermeidlich auftretenden Maßungenauigkeiten unerläßlich, sie werden vielmehr auch benötigt, um eine gewisse Bewegung

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— fides Turboladers 14 und des Luftfilters 18 in Bezug auf das Ansaugrohr 20 zu ermöglichen.

Aus der Notwendigkeit der Verwendung der Guinmischläuche

22 und 24 ergibt sich eine erhöhte Anzahl von Bauteilen

des Ansaugsystems, so daß erhöhte Herstellungs- und Montagekosten entstehen.

Ein weiterer Nachteil der herkömmlichen Ansaugrohranordnung besteht darin, daß die Halterungen 28 leicht infolge thermischer Beanspruchungen beschädigt werden. Da die Halterungen 28 und die Brennkraftmaschine 12 unterschiedliche Temperaturen und unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen, gilt dies insbesondere dann, wenn die Halterungen 28 abweichend von der in Figur 1 gezeigten Anordnung an der Brennkraftmaschine 12 angeschraubt sind.

Diese Nachteile und Unzulänglichkeiten der herkömmlichen Vorrichtung werden durch die nachfolgend anhand von Figuren 2 und 4 beschriebene erfindungsgemäße Anordnung überwunden. Einzelheiten der erfindungsgemäßen Anordnung, die den zuvor anhand von Figur 1 beschriebenen Einzelheiten entsprechen, sind mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und werden nicht noch einmal beschrieben.

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Figuren 2 und 3 zeigen eine Ansaugrohranordnung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Ansaugrohranordnung ist insgesamt mit 32 bezeichnet und umfaßt ein Ansaugrohr 34, das erheblich langer als das Ansaugrohr der herkömmlichen Anordnung ausgebildet und mit seinem stromabwärtigen Ende unmittelbar an den Turbolader 14 angeschlossen ist, so daß der Gummischlauch 22 der herkömmlichen Anordnung gemäß Figur 1 entfällt. Das stromaufwärtige Ende des Ansaugrohres 34 ist in herkömmlicher Weise mit Hilfe des Gummischlauches 24 an den Luftfilter 18 an-

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geschlossen.

Das Ansaugrohr 34 weist wenigstens in einem Teilabschnitt eine annähernd rechteckige Querschnittsform mit drei ebenen Seiten (nicht näher bezeichnet) und einer konkaven oder einwärts gekrümmten Seite 34a auf. Das Ansaugrohr ist mit Hilfe elastischer Abstütz- und Halteeinrichtungen 3 6 an dem Ansaugkrümmer 10 montiert oder abgestützt. Das Ansaugrohr 34 ist durch Preßformen aus Stahlblech hergestellt oder aus einem synthetischen Harzmaterial oder dergleichen geformt. Das Ansaugrohr ist somit starr, weist jedoch eine gewisse Flexibilität auf.

Die elastischen Abstütz- und Halteeinrichtungen 36 umfassen zwei elastische Stützring 38, zwei elastische Haltebänder 40 und vier paarweise angeordnete Haken 42, die als Vorsprünge an dem Ansaugkrümmer 10 ausgebildet sind. Die Stützringe 38 sind auf das Ansaugrohr 34 aufgeschoben und weisen in Axialrichtung des Ansaugrohres einen vorgegebenen gegenseitigen Abstand auf. Die Stützringe 38 sind derart auf dem Ansaugrohr montiert, daß sie eine vorgegebene Dehnung oder Spannung aufweisen. Die konkave Unterseite 34a des Ansaugrohres 34 wird somit durch einen frei gespannten Abschnitt 38a des Stützringes 38 überbrückt. Das Ansaugrohr 34 ist derart auf den Ansaugkrümmer 10 aufgesetzt, daß die frei gespannten Abschnitte 38a der Stützringe 38 auf der Oberseite des Ansaugkrümmers 10 aufliegen. Mit Hilfe der Haltebänder 40 wird das Ansaugrohr an dem Ansaugkrümmer festgelegt. Die Haltebänder sind jeweils in der Nähe eines der Stützringe 38 derart um das Ansaugrohr 34 gelegt, daß sie dieses an den drei ebenen Seiten (an der Oberseite und an den rechten und linken Seiten) umgeben, und sind mit ihren entgegengesetzten Enden unter einer vorgegebenen Zugspannung an den zugeordneten Haken 42 eingehakt, so daß das Ansaugrohr 34 aufgrund der elastischen Spannung der Haltebänder 40 festgehalten wird.

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Die frei gespannten Abschnitte 38a der Stützringe 38 bewirken somit zusammen mit den Haltebändern 40 eine "schwimmende" Befestigung des Ansaugrohres 34 an dem Ansaugkrümmer 10, so daß das Ansaugrohr 34 zu einem gewissen Grad in Bezug auf den Ansaugkrümmer 10 beweglich ist.

Die Stützringe 38 und die Haltebänder 40 bestehen aus Gummi oder einem ähnlichen elastischen Material. Die Haken 42 sind mit Vorteil in der Weise einstückig mit dem Ansaugkrümmer 10 ausgebildet, daß sie sich in einer waagerechten Ebene auf entgegengesetzten Seiten des Ansaugkrümmers 10 befinden und das Einhaken der entsprechenden Enden der Haltebänder 40 gestatten.

Bei der oben beschriebenen Anordnung wird das Ansaugrohr 34 durch die durch die elastischen Haltebänder 40 ausgeübte Kraft gegen den Ansaugkrümmer 10 gespannt, so daß die die konkave Seite des Ansaugrohres überbrückenden Abschnitte 38a der Stützringe 38 ein wenig in Richtung auf das Ansaugrohr 34 ausgelenkt werden und eine von dem Ansaugkrümmer 10 weg gerichtete·Kraft auf das Ansaugrohr 34 ausüben. Durch das Gleichgewicht der beiden oben genannten Kräfte wird die schwimmende Befestigung des Ansaugrohres 34 erreicht.

Bei der oben beschriebenen Ansaugrohranordnung 32 ermöglicht es die Elastizität der Stützringe 38 und der Haltebänder 40, Herstellungstoleranzen bei der Verbindung des stromabwärtigen Endes des Ansaugrohres 34 mit dem Turbolader 14 auszugleichen.

Da bei der erfindungsgemäßen Anordnung kein Gummischlauch zur Verbindung des Ansaugrohres mit dem Turbolader benötigt wird, ergibt sich eine Verringerung der Anzahl der Bauteile

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des Ansaugsystems, so daß die Herstellungs- und Montagekosten gesenkt werden.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung besteht darin, daß Unterschiede in der thermischen Ausdehnung zwischen dem Ansaugrohr 34 und dem Ansaugkrümmer 10 ausgeglichen werden können, ohne daß ein zusätzlicher Gummischlauch benötigt wird. Hierdurch wird bei minimalen Herstellungs- und Montagekosten eine verlängerte Lebensdauer des Ansaugsystems erreicht.

Bei dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel wird durch den Gummischlauch 24 das Ansaugrohr 34 mit dem Luftfilter 18 verbunden, so daß diese beiden Bauteile in einem verhältnismäßig weiten Bereich gegeneinander beweglich sein, da der Luftfilter 18 starr an der Fahrzeugkarosserie 26 befestigt ist. Wenn der Luftfilter unmittelbar an der Brennkraftmaschine 12 befestigt ist, so kann bei der Ansaugrohranordnung 32 auch der Gummischlauch 24 fortgelassen werden.

Figur 4 zeigt ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Bei dieser Ausfuhrungsform ist anstelle des Stützringes 38 eine erste Schraubenfeder 44 vorgesehen, während anstelle des Haltebandes 40 zwei zweite Schraubenfedern 46 vorgesehen sind. Die erste Schraubenfeder 44 ist frei über die konkave Seite 34a des Ansaugrohres 34 gespannt und mit den entgegengesetzten Enden an Haken 34b befestigt, die als Vorsprünge an dem Ansaugrohr 34 ausgebildet sind. Jede der zweiten Schraubenfedern 46 ist mit einer vorgegebenen Zugspannung versehen und mit den entgegengesetzten Enden an dem Haken 42 des Ansaugkrümmers 10 bzw. einem als Vorsprung des Ansaugrohres 34 ausgebildeten Haken 34c ,

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befestigt. Diese Ausführungsform ist für die Verwendung bei höheren Temperaturen ausgelegt. Die Wirkungsweise entspricht im wesentlichen der des zuvor beschriebenen AusfuhrungsbeispieIs. 5

Claims

TER MEER-MÜLLER-STEINMEISTER PATENTANWÄLTE — EUROPEAN PATENT ATTORNEYS

Dipl.-Chem. Dr. N. ter Meer Dipl.-Ing. H. Steinmeister TÄSee ^ ^MÜUer Artur-Ladebeck-Strasse a,

D-8000 MÜNCHEN 22 D-48OO BIELEFELD 1

GO20-84
St/sc/m

NISSAN MOTOR COMPANY, LTD.

No. 2, Takara-cho, Kanagawa-ku

Yokohama City, Japan

ANSAUGROHRANORDNUNG FÜR BRENNKRAFTMASCHINEN IN KRAFTFAHRZEUGEN

PRIORITÄT: 11.07.1983, Japan, Nr. 58-107527 (U)

PATENTANSPRÜCHE

Ansaugrohranordnung für Brennkraftmaschinen in Kraftfahrzeugen mit einem Ansaugrohr, einem tragenden Teil und Einrichtungen zur Abstützung und Befestigung des Ansaugrohres an dem tragenden Teil, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Abstützung und Befestigung des Ansaugrohres (34) eine zwischen dem Ansaugrohr und dem tragenden Teil (10) angeordnetes elastisches Stützelement (38a;44) zur schwimmenden

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Abstützung des Ansaugrohres auf dem tragenden Teil und ein elastisches Befestigungselement (40;46) zur Halterung des Ansaugrohres an dem tragenden Teil umfassen.
2. Ansaugrohranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ansaugrohr (34) starr ausgebildet ist und eine geringe Flexibilität aufweist.
3. Ansaugrohranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch

gekennzeichnet, daß das stromaufwärtige Ende des Ansaugrohres (34) an einen starr an der Fahrzeugkarosserie (26) befestigten Luftfilter (18) angeschlossen ist.
4. Ansaugrohranordnung nach einem der vorhergehenden An-Sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das tragende Teil der Ansaugkrümmer (10) ist, an welchen das stromabwärtige Ende des Ansaugrohres (34) angeschlossen ist.
5. Ansaugrohranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ansaugrohr (34) wenigstens in einem Längsabschnitt einen durch drei gerade Seiten und eine konkav gekrümmte Seite (34a) gebildeten annähernd rechteckförmigen Querschnitt aufweist.
6. Ansaugrohranordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützelement einen das Ansaugrohr (34) umgebenden elastischen Stützring (38) umfaßt, der eine vorgegebene Zugspannung aufweist und mit einem Abschnitt (38a) die konkav gekrümmte Seite des Ansaugrohres frei überbrückt, und daß das Ansaugrohr (34) derart auf dem Ansaugkrümmer (10) angeordnet ist, daß der frei über die konkave Oberfläche (34a) des An-5 saugrohres gespannte Abschnitt (38a) des Stützringes

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- 3 auf dem Ansaugkrümmer (10) aufliegt.
7. Ansaugrohranordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungselement ein elastisches Halteband (40) umfaßt, das das Ansaugrohr (34) unter Zugspannung teilweise umgibt und mit seinen entgegengesetzten Enden an als Vorsprünge des Ansaugkrümmers (10) ausgebildeten Haken (42) eingehängt ist.
8. Ansaugrohranordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützring (38) und das Halteband (40) aus Gummi hergestellt sind.
9. Ansaugrohranordnung nach Anspruch 5, dadurch g e -

kennzeichnet, daß das Stützelement eine Schraubenfeder (44) umfaßt, die derart an dem Ansaugrohr (34) befestigt ist, daß sie sich unter einer vorgegebenen Zugspannung frei über die konkave Seite (34a) des Ansaugrohr-Querschnitts erstreckt und daß das Ansaugrohr derart auf dem Ansaugkrümmer (10) angeordnet ist, daß die Schraubenfeder (44) auf einem oberen Bereich des Ansaugkrümmers aufliegt.
10. Ansaugrohranordnung nach Anspruch 9, dadurch g e kennzeichnet, daß die Befestigungselemente zwei unter Zugspannung stehende Schraubenfedern (46) umfassen, die jeweils mit einem Ende an durch VorSprünge des Ansaugrohres (34) gebildeten Haken (34c) und mit dem anderen Ende an durch VorSprünge des Ansaugkrümmers (10) gebildeten Haken (42) festgelegt sind.
11. Ansaugrohranordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das stromaufwärtige Ende des Ansaugrohres (34) über einen Gummischlauch (24). mit dem Luftfilter (18) verbunden ist.