EP0280122A2 - Sauganlage für Brennkraftmaschinen - Google Patents

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EP0280122A2
EP0280122A2 EP88102019A EP88102019A EP0280122A2 EP 0280122 A2 EP0280122 A2 EP 0280122A2 EP 88102019 A EP88102019 A EP 88102019A EP 88102019 A EP88102019 A EP 88102019A EP 0280122 A2 EP0280122 A2 EP 0280122A2
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flanges
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suction
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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M35/00—Combustion-air cleaners, air intakes, intake silencers, or induction systems specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M35/10—Air intakes; Induction systems
    • F02M35/10091—Air intakes; Induction systems characterised by details of intake ducts: shapes; connections; arrangements
    • F02M35/10144—Connections of intake ducts to each other or to another device
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
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    • F02B77/08—Safety, indicating, or supervising devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
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    • F02M35/10—Air intakes; Induction systems
    • F02M35/10209—Fluid connections to the air intake system; their arrangement of pipes, valves or the like
    • F02M35/10236—Overpressure or vacuum relief means; Burst protection
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05C—INDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
    • F05C2225/00—Synthetic polymers, e.g. plastics; Rubber
    • F05C2225/08—Thermoplastics

Definitions

  • the invention relates to a suction system for internal combustion engines.
  • suction systems for weight reduction from relatively light materials and with relatively thin walls are sought.
  • An optimization of this goal is prevented by uncontrolled deflagrations of the fuel-air mixture in the intake systems when operating internal combustion engines. Pressures occurring with such deflagrations can damage the suction systems, which result in poor operating behavior of the internal combustion engine, increased consumption and an unfavorable exhaust gas composition.
  • the object of the invention is to equip a suction system in such a way that damage by excess pressure from a deflagration in the suction system is avoided.
  • Claim 2 describes a construction principle of a burst protection device which is advantageous with regard to freedom from maintenance and simple construction.
  • An essential for this construction principle lip-like sealing element which acts in the arrangement described in claim 2 as a pressure relief valve.
  • the sealing element acting as a pressure relief valve additionally serves to seal connection points of the intake system with the internal combustion engine and / or in a built-in intake system between its parts.
  • connection points as burst protection devices is advantageously achieved by spaced flanges, the mutual distance being achieved according to a partial feature of claim 4 by means of clamping bushes projecting over a flange surface for the bolts of the connection.
  • the sealing element bridging the gap between the flanges is permanently held and fixed in a groove in one of the flanges.
  • the suction system is preferably thin-walled in plastic.
  • An intake system 1 for a multi-cylinder internal combustion engine 2 comprises intake pipes 3, which are detachably connected to a common collector 4.
  • a throttle valve connector 5 is also releasably flanged to the collector 4.
  • Each intake manifold 3 has a flange 6 for detachable connection to the internal combustion engine 2.
  • the respective releasable connection of the suction pipes 3 to the collector 4 comprises flanges 7 and 8.
  • the flanges 7 and 8 are arranged at a mutual spacing when the screwing is effective. They thus form an opening 10 which is transverse to a line cross section 9 of the suction system or a suction pipe 3.
  • An elastic, lip-like sealing element 11 is arranged transversely to the gap-shaped opening 10 and is connected to a ring 12.
  • the ring 12 is held and fixed in a groove 13 arranged at a distance from the edge of the line cross section 9.
  • the lip-like sealing element 11 is designed and dimensioned such that, when the flanges 7 and 8 are screwed together effectively, they cooperate with the flat boundary 17 of the flange 8 in such a way that the sealing element 11 consists of a against the suction negative pressure sealing system by a bursting or excess pressure which arises in the event of a deflagration of a fuel-air mixture in the intake system 1, into a position 19 distant from the boundary 17 to form an outflow cross section 18.
  • the opening 10 and the sealing element 11 thus form a burst protection device 20.
  • burst protection devices 20 can also be arranged in the connection of the intake system 1 to the internal combustion engine 2 between the latter and the flanges 6 of the intake pipes 3 and in the flange connection of the collector 4 to the throttle valve connector 5.
  • the numerous burst protection devices 20, which additionally serve to seal the respective flange connection, make it possible to design the suction pipes 3 and the collector 4 of the suction system 1 with thin walls in plastic, and thus to achieve a suction system 1 which is considerably reduced in weight.
  • the lip-like sealing element 11 on the ring 12 in its main extent relative to the mounting direction of the flanges 7,8 directed radially outward.
  • the sealing element 11 is of asymmetrical cross section with a longer flank 21 facing the line cross section 9.

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Abstract

Eine Sauganlage (1) für Brennkraftmaschinen ist zur Vermeidung von Beschädigungen aus Verpuffungen von Kraftstoff-Luftgemischen in der Sauganlage mit einer Berstschutz-Vorrichtung (20) ausgerüstet. Vorzugsweise umfaßt die Berstschutz-Vorrichtung eine gesonderte Öffnung der Sauganlage (10) sowie ein elastisches, lippenartiges Dichtelement (11), das vorgespannt mit einer Begrenzung der Öffnung derart zusammenwirkt, daß das Dichtelement aus einer gegen den Ansaugunterdruck abdichtenden Anlage durch Berstdruck in eine von der Begrenzung für einen Abströmquerschnitt entfernte Position bringbar ist.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Sauganlage für Brennkraftma­schinen.
  • Bekanntlich werden Sauganlagen zur Gewichtsreduzierung aus relativ leichten Werkstoffen und mit relativ geringen Wandstärken angestrebt. Einer Optimierung dieses Zieles stehen beim Betrieb von Brennkraftmaschinen nicht auszuschließende, unkontrollierte Verpuffungen von Kraftstoff-Luftgemisch in den Sauganlagen entgegen. Bei derartigen Verpuffungen auftretende Drücke können zu Beschädigungen der Sauganlagen führen, die schlechtes Betriebs­verhalten der Brennkraftmaschine, erhöhten Verbrauch und ungün­stige Abgaszusammensetzung zur Folge haben.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine Sauganlage derart auszustat­ten, daß eine Beschädigung durch Überdruck aus einer Verpuffung in der Sauganlage vermieden ist.
  • Diese Aufgabe wird durch den kennzeichnenden Teil des Hauptan­spruches gelöst. Durch die Anordnung einer Berstschutz-Vorrich­tung an einer Sauganlage kann diese in vorteilhafter Weise aus relativ leichten Werkstoffen relativ dünnwandig augebildet werden.
  • Mit dem Anspruch 2 wird ein im Hinblick auf Wartungsfreiheit und einfachem Aufbau vorteilhaftes Bauprinzip einer Berstschutz-Vor­richtung beschrieben. Wesentlich für dieses Bauprinzip ist ein lippenartiges Dichtelement, das in der in Anspruch 2 beschrie­benen Anordnung wie ein Überdruckventil wirkt.
  • In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung dient das als Überdruckventil wirkende Dichtelement gemäß den Merkmalen des Anspruches 3 zusätzlich zur Abdichtung von Verbindungsstellen der Sauganlage mit der Brennkraftmaschine und/oder bei einer gebauten Sauganlage zwischen deren Teilen. Mit der gezielten Anwendung der Doppelfunktion des Dichtelementes - Abdichten bei Ansaug-Unterdruck und Freigeben eines Abströmquerschnittes bei Berst- bzw. Über-Druck - in den Verbindungsstellen erübrigt sich zum einen eine gesonderte Berstschutz-Vorrichtung, wobei zum anderen mit der ohne besonderen Aufwand erzielten Vielzahl an Berstschutz-Vorrichtungen ein erhöhter Schutz der Sauganlage erreicht wird. Dies insbesondere durch Ansprechen der der Verpuf­fung am nächsten gelegenen Berstschutz-Vorrichtung, so daß eine Verteilung des Verpuffungs-Druckes in entferntere Bereiche der Sauganlage vermieden ist.
  • Die bauliche Ausgestaltung der Verbindungsstellen als Berst­schutz-Vorrichtungen ist in vorteilhafter Weise durch beabstandet angeordnete Flansche erzielt, wobei der gegenseitige Abstand nach einem Teilmerkmal des Anspruches 4 durch über eine Flanschfläche überstehende Spannbuchsen für die Schraubbolzen der Verbindung erreicht ist. Das den Spalt zwischen den Flanschen überbrückende Dichtelement ist in einer Nut in einem der Flansche dauerhaft gehalten und fixiert.
  • Vorzugsweise ist die Sauganlage nach Anspruch 5 dünnwandig in Kunststoff ausgebildet.
  • Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles beschrieben. Es zeigen:
    • Fig. 1 eine Sauganlage für eine Brennkraftmaschine,
    • Fig. 2 eine Berstschutz-Vorrichtung in einer Flanschverbindung der Sauganlage nach Fig. 1, gemäß Ausschnitt "A".
  • Eine Sauganlage 1 für eine Mehrzylinder-Brennkraftmaschine 2 umfaßt Saugrohre 3, die mit einem gemeinsamen Sammler 4 in lösbarer Verbindung stehen. Am Sammler 4 ist ferner ein Drossel­klappenstutzen 5 lösbar angeflanscht. Jedes Saugrohr 3 weist zur lösbaren Verbindung mit der Brennkraftmaschine 2 eine Flansch 6 auf. Die jeweilige lösbare Verbindung der Saugrohre 3 mit dem Sammler 4 umfaßt Flansche 7 und 8.
  • Wie aus Fig. 2 nöher hervorgeht, sind die Flansche 7 und 8 bei wirksamer Verschraubung in einem gegenseitigen Abstand angeord­net. Sie bilden damit eine zu einem Leitungsquerschnitt 9 der Sauganlage bzw. eines Saugrohres 3 quergerichtete Öffnung 10. Quer zur spaltförmigen Öffnung 10 ist ein elastisches, lippen­artiges Dichtelement 11 angeordnet, das mit einem Ring 12 in Verbindung steht. Der Ring 12 ist in einer vom Rand des Leitungs­querschnittes 9 beabstandet angeordneten Nut 13 gehalten und fixiert.
  • Der gegenseitige Abstand der Flansche 7 und 8 bei wirksamer Verschraubung wird durch eine Verlängerung 14 einer im Flansch 7 angeordneten und von einem Schraubbolzen 15 axial durchsetzten Spannbuchse 16 erzielt. Im Hinblick auf die Größe der spaltför­migen Öffnung 10 ist das lippenartige Dichtelement 11 so gestaltet und bemessen, daß es bei wirksamer Verschraubung der Flansche 7 und 8 mit der ebenflächigen Begrenzung 17 des Flansches 8 derart vorgespannt zusammenwirkt, daß das Dichtelement 11 aus einer gegen den Ansaugunterdruck abdichtenden Anlage durch einen bei einer Verpuffung von Kraftstoff-Luftgemisch in der Sauganlage 1 entstehenden Berst- bzw. Über-Druck in eine von der Begrenzung 17 zur Bildung eines Abströmquerschnittes 18 entfernte Position 19 ausweichen kann. Die Öffnung 10 und das Dichtelement 11 bilden somit eine Berstschutz-Vorrichtung 20.
  • Derartige Berstschutz-Vorrichtungen 20 können ferner im Anschluß der Sauganlage 1 an der Brennkraftmaschine 2 zwischen dieser und den Flanschen 6 der Saugrohre 3 sowie in der Flanschverbindung des Sammlers 4 mit dem Drosselklappenstutzen 5 angeordnet sein. Die zahlreichen und zusätzlich der Abdichtung der jeweiligen Flanschverbindung dienenden Berstschutz-Vorrichtungen 20 ermög­lichen es, die Saugrohre 3 und den Sammler 4 der Sauganlage 1 dünnwandig in Kunststoff auszubilden und somit eine im Gewicht erheblich reduzierte Sauganlage 1 zu erzielen.
  • Um bei einer Verschraubung der Flansche 7,8 ohne zusätzliche Handhabung zu erreichen, daß das jeweilige Dichtelement 11 ent­sprechend der Doppelfunktion als Überdruckventil und als Flansch­dichtung an der Begrenzung 17 des Flansches 8 bzw. der Öffnung 10 richtig zur Anlage kommt, ist das lippenartige Dichtelement 11 am Ring 12 in seiner Haupterstreckung relativ zur Montagerichtung der Flansche 7,8 radial auswärts gerichtet. Zur Erzielung der radial auswärts gerichteten, vorgespannten Anlage des Dichtelemen­tes 11 an der Begrenzung 17 ist das Dichtelement 11 von asymmetri­schem Querschnitt mit einer dem Leitungsquerschnitt 9 zugewand­ten längeren Flanke 21.

Claims (7)

1. Sauganlage für Brennkraftmaschinen, gekennzeichnet durch eine Berstschutz-Vorrichtung (20).
2. Sauganlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
- daß die Vorrichtung (20) eine gesonderte Öffnung (10) der Sauganlage (1) sowie ein elastisches, lippenartiges Dicht­element (11) umfaßt,
- das vorgespannt mit einer Begrenzung (17) der Öffnung (10) derart zusammenwirkt,
- daß das Dichtelement (11) aus einer gegen den Ansaugunter­druck abdichtenden Anlage durch Berstdruck in eine von der Begrenzung (17) für einen Abströmquerschnitt (18) entfernte Position (19) bringbar ist.
3. Sauganlage nach Anspruch 1 und 2,
- insbesondere aus mehreren, miteinander über Flansche ver­schraubten Teilen gebildete Sauganlage zum lösbaren Anschluß an der Brennkraftmaschine,
dadurch gekennzeichnet,
- daß die Öffnung (10) mittels auf gegenseitigen Abstand angeordnete Flansche (7,8) gebildet ist, und
- daß einer der Flansche (7) eine vom Rand des jeweiligen Leitungsquerschnittes (9) beabstandet angeordnete, ringför­mige Nut (13) aufweist,
- die der Halterung des gegen den anderen Flansch (8) mit Vorspannung anliegenden Dichtelementes (11) dient.
4. Sauganlage nach den Ansprüchen 1 - 3, dadurch gekennzeich­net,
- daß der gegenseitige Abstand zweier Flansche (7,8) mittels von Schraubbolzen (15) der Flanschverbindung durchsetzten Distanzhaltern erzielt ist, wobei
- jeder Distanzhalter durch eine Verlängerung (14) einer im Flansch (7) angeordneten und vom Schraubbolzen axial durch­setzten Spannbuchse (16) gebildet sein kann.
5. Sauganlage nach den Ansprüchen 1 - 4, insbesondere für Mehrzylinder-Brennkraftmaschinen,
- mit an der Brennkraftmaschine (2) über Flansche (6) an­schließbaren Saugrohren (3),
- die mit einem Sammler (4) über Flansche (7,8) in lösbarer Verbindung stehen und
- am Sammler ein Drosselklappenstutzen (5) lösbar angeflanscht ist,
dadurch gekennzeichnet,
- daß Saugrohre (3) und Sammler (4) der Sauganlage (1) dünnwandig in Kunststoff ausgebildet sind, wobei
- lösbare Flanschverbindungen zwischen Kunststoffteilen und/oder Kunststoff- und Metallteilen mit Berstschutz-­Vorrichtungen (20) ausgerüstet sind.
6. Sauganlage nach den Ansprüchen 2 - 5, dadurch gekennzeich­net, daß das lippenartige Dichtelement (11) in seiner Haupt­erstreckung relativ zur Montagerichtung der Flansche (7,8) radial auswärts gerichtet an einem Ring (12) angeordnet ist.
7. Sauganlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtelement (11) einen asymmetrischen Querschnitt mit einer Ansaugluftseite (Leitungsquerschnitt 9) zugewandten längeren Flanke (21) aufweist.
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