EP1392961B1 - Ansaugkrümmer, inbesondere für brennkraftmaschinen - Google Patents

Ansaugkrümmer, inbesondere für brennkraftmaschinen Download PDF

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EP1392961B1
EP1392961B1 EP02745131A EP02745131A EP1392961B1 EP 1392961 B1 EP1392961 B1 EP 1392961B1 EP 02745131 A EP02745131 A EP 02745131A EP 02745131 A EP02745131 A EP 02745131A EP 1392961 B1 EP1392961 B1 EP 1392961B1
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internal combustion
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combustion engines
shells
shell
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Andrea Rocca
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Roechling Automotive AG and Co KG
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • 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
    • F02M35/1034—Manufacturing and assembling intake systems
    • F02M35/10354—Joining multiple sections together
    • F02M35/1036—Joining multiple sections together by welding, bonding or the like
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02M35/10—Air intakes; Induction systems
    • F02M35/104—Intake manifolds
    • F02M35/112—Intake manifolds for engines with cylinders all in one line

Definitions

  • the present invention relates to an intake manifold, in particular for internal combustion engines, according to the preamble of claim 1.
  • a suction device for an internal combustion engine consists of a mounting flange for attachment to a cylinder head of the machine and a plurality of intake pipes, which open into a common plenum.
  • the mounting flange forms a first component in which the intake pipes end.
  • a second component in which the intake pipes extend and finally a third component is provided, which closes the second component and forms the shape of the intake pipes.
  • the components are connected to one another in such a way that the second component is positively secured to the first component.
  • the third component is positively fastened.
  • the so fastened together components are brought along sealing surfaces in contact with each other, and with appropriate means, the sealing surfaces are joined together, for example by friction welding of known type.
  • intake manifolds of this type are designed to be manufactured in plastic, and therefore the problem arises of adapting the intake manifold to be manufactured in such a way that the corresponding mold can be manufactured with a minimum of sliders for creating undercuts and on the other hand to carry out the intake manifold itself with a minimum of plastic to be used.
  • the object of the present invention is to solve this problem and to propose an intake manifold, which is designed such that the material consumption for the injection molding of the base body of the intake manifold is further reduced, the intake pipes are to be supplemented by a lid which carries the complementary half-shells to complete the pipe parts in the base body.
  • this channel By a channel is formed between two tube parts in the base body, wherein between the tube parts only a gore-like wall is raised, which rises from the body wall, this channel can be used to introduce into the same a U-shaped web whose Beam is brought into contact with the channel bottom and the legs of which form extensions of the contact surface of the abutting half shells of the lid, wherein contact is made both the free edges of the half-shells of the lid with the free edges of the gusset-like wall and the web bar with the channel bottom.
  • the distance between the free edge of each half-shell and the outer surface of the U-shaped web is so slightly larger compared to the channel bottom that sufficient material for a weld between the web bar and the channel bottom is present.
  • This welding material is formed in an expedient embodiment by two webs, which project from the channel base such that the welding material can flow into the space between the two webs, with a further indentation between the two webs for the weld itself is left.
  • reference numeral 10 indicates the base body of a prior art intake manifold, for example, for a gasoline engine.
  • the base body has a multiplicity of half-shell-shaped longitudinal recesses 11-14 which adjoin one another, for example extending along a curved axis from a collecting space to a fastening flange on a cylinder head of the engine. Between the individual adjoining recesses 11-14 webs 15 are excluded in the height of the free edge thereof in the body 10, which are interrupted by grooves 16 in an edge region 17 of the recesses 11-14.
  • Each recess 11-14 has a bottom with a minimum distance 18 from the end remote from the wells itself of the body 10.
  • the depressions 11-14 can be supplemented to form circumferentially closed tubes by means of a lid 19, which is formed with half-shells 20-23, which are interconnected by webs 24, of which grooves 26 forming webs 25 protrude. If the edges of the half-shells 20-23 are brought into contact with the edges of the depressions 11-14, the closed profiles of the various intake pipes of the intake manifold are obtained by welding the webs 15 and 25, for example under frictional movements.
  • a plurality of recesses are excluded from 111 to 114.
  • a respective channel 115 is excluded, which extends essentially in accordance with the longitudinal extent of the recesses 111-114. From the bottom of each channel 115 jump in this case webs 118, which alternate with grooves 119.
  • the distance of the bottom of each channel 115 from the front of the body on the opposite side of the recesses substantially corresponds to the minimum distance of each recess from the front itself. In this way is between each Well 111 - 114 and the adjacent channel 115 a gore-like wall 121 is formed.
  • the base body 110 may be associated with a lid 122 formed by a plurality of half-shells 123-126, the number of which corresponds to the number of depressions 111-114.
  • the half-shells 123-126 are each connected by a substantially U-shaped web 127, from which the legs 128 extend from the free edge of each half-shell to the beam 129, from which webs 130 extend, which overlap with the webs 118 come into contact when the free edge is pressed next to the leg 12 B respectively on the free edge of the gusset-like wall 121 in friction welding between the web 127 and the bottom of the channel 115.
  • an extension 132 which can be connected by welding to an arm 133 which projects from the side of the outer half-shell, which follow no further half-shells
  • Inlet manifold different accessories known type can be connected.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Ansaugkrümmer, insbesondere für Brennkraftmaschinen, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Aus der US-A-6 234 130 ist ein Abgaskrümmmer für eine Brennkraftmaschine bekannt, bei dem Luftdurchlässe, die zu einer unteren Halbschale gehören, über Schweißverbindungen mit Flanschen eines einteiligen Innenteils verbunden sind (vgl. insbesondere Fig. 7 der US-A-6 234 130). An einigen der Flanschen sind in Fig. 7 Stege zu erkennen, die zur Schweißverbindung dienen und hierfür Material liefern.
  • In der Offenlegungsschrift DE 199 44 855 bzw. in der entsprechenden internationalen Anmeldung PCT 01/21 053 A1 wird eine Ansaugeinrichtung für eine Brennkraftmaschine beschrieben. Diese Einrichtung besteht dabei aus einem Befestigungsflansch zum Befestigen an einem Zylinderkopf der Maschine und aus mehreren Ansaugrohren, die in einen gemeinsamen Sammelraum münden. Der Befestigungsflansch bildet ein erstes Bauteil, in welchem die Ansaugrohre enden. Es ist ein zweites Bauteil vorgesehen, in welchem sich die Ansaugrohre erstrecken und schließlich ist ein drittes Bauteil vorgesehen, das das zweite Bauteil abschließt und die Form der Ansaugrohre bildet. Die Bauteile sind miteinander derart verbunden, dass am ersten Bauteil formschlüssig das zweite Bauteil befestigt wird. Am zweiten Bauteil ist hingegen formschlüssig das dritte Bauteil befestigt. Die so miteinander befestigten Bauteile werden längs Dichtflächen miteinander in Berührung gebracht, und mit zweckmäßigen Mitteln werden die Dichtflächen miteinander beispielsweise durch Reibschweißen bekannter Art verbunden.
  • Ansaugkrümmer dieser Art sind vor allem derart ausgeführt, dass sie in Kunststoff hergestellt werden können, und es stellt sich daher das Problem, den herzustellenden Ansaugkrümmer in seiner Ausbildung derart anzupassen, dass die entsprechende Gießform mit einem Mindestmaß von Schiebern zur Schaffung von Hinterschneidungen hergestellt werden kann und andererseits um den Ansaugkrümmer selbst mit einem Mindestmaß von zu verwendenden Kunststoff auszuführen.
  • Bei den bekannten Ansaugkrümmern sowie auch beim oben angegebenen, erfolgt die Schweißung zwischen einem Basiskörper, in dem Teile der zueinander anzureihenden Ansaugrohre ausgenommen sind, und Teilen von Rohren, die zu den ersten komplementär und deckelartig ausgeführt sind, um mit den im Körper ausgenommenen Teilen verschweißt zu werden. So werden Rohre gebildet, die eine kreisförmige bis ovale Form je nach den Bedürfnissen aufweisen, wobei die zueinander komplementären Teile in den meisten Fällen längs Nähten verschweißt werden, die sich in einer Ebene befinden, die im wesentlichen den Querschnitt eines jeden zu bildenden Rohres hälftig trennt. Auf diese Art und Weise bleibt im Körper, in dem die Rohrteile ausgenommen sind, das Material in Überschuss, das sich zwischen zwei aneinander anliegenden Rohrteilen und der Körperwand selbst befindet.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, dieses Problem zu lösen und einen Ansaugkrümmer vorzuschlagen, der derart ausgebildet ist, dass der Werkstoffverbrauch für das Spritzgießen des Basiskörpers des Ansaugkrümmers weiter herabgesetzt wird, dessen Ansaugrohre durch einen Deckel zu ergänzen sind, der die komplementären Halbschalen trägt, um die Rohrteile im Basiskörper abzuschließen.
  • Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung in einem Ansaugkrümmer mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
  • Indem zwischen zwei Rohrteilen im Basiskörper ein Kanal gebildet wird, wobei zwischen den Rohrteilen nur eine zwickelartige Wand belassen wird, die sich von der Körperwand erhebt, kann dieser Kanal dazu genützt werden, um in denselben einen U-förmigen Steg einzubringen, dessen Balken mit dem Kanalgrund in Berührung gebracht wird und deren Schenkel Verlängerungen der Berührungsfläche der aneinander anliegenden Halbschalen des Deckels bilden, wobei eine Berührung sowohl der freien Ränder der Halbschalen des Deckels mit den freien Rändern der zwickelartigen Wand als auch des Stegbalkens mit dem Kanalgrund hergestellt wird. Zweckmäßigerweise ist der Abstand zwischen dem freien Rand einer jeden Halbschale und der Außenfläche des U-förmigen Steges derart leicht größer gegenüber dem Kanalgrund, dass genügend Material für eine Schweißung zwischen dem Stegbalken und dem Kanalgrund vorhanden ist. Dieses Schweißmaterial ist in einer zweckmäßigen Ausführungsform durch zwei Stege gebildet, die vom Kanalgrund derart vorstehen, dass das Schweißmaterial in den Raum zwischen den beiden Stegen fließen kann, wobei eine weitere Einbuchtung zwischen den beiden Stegen für die Schweißung selbst belassen wird.
  • Weitere Merkmale und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung gehen aus den Ansprüchen und aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten, in den Figuren der beigelegten Zeichnung dargestellten Ausführungsform hervor. Es zeigen,
    • Figur 1
    einen Querschnitt durch einen Ansaugkrümmer gemäß dem Stand der Technik, und
    Figur 2 und 3
    jeweils Querschnitte eines erfindungsgemäßen Ansaugkrümmers in einer Ausführungsform in zwei verschiedenen, zueinander um 90° versetzten Positionen des Ansaugkrümmers selbst.
  • In Figur 1 ist mit der Bezugsziffer 10 der Basiskörper eines Ansaugkrümmers gemäß dem Stand der Technik beispielsweise für einen Benzinmotor angegeben. Der Basiskörper weist eine Vielzahl von halbschalförmigen Längsvertiefungen 11 - 14 auf, die sich aneinander angereiht, beispielsweise längs einer gekrümmten Achse von einem Sammelraum zu einem Befestigungsflansch an einem Zylinderkopf des Motors erstrecken. Zwischen den einzelnen aneinanderliegenden Vertiefungen 11 - 14 sind in der Höhe des freien Randes derselben im Körper 10 Stege 15 ausgenommen, die durch Nuten 16 in einem Randbereich 17 der Vertiefungen 11 - 14 unterbrochen sind. Jede Vertiefung 11 - 14 weist einen Grund mit einem Mindestabstand 18 von der von den Vertiefungen selbst abgewandten Stirnseite des Körpers 10 auf.
  • Die Vertiefungen 11 - 14 können dazu ergänzt werden, umfangsmäßig geschlossene Rohre mittels eines Deckels 19 zu bilden, der mit Halbschalen 20 - 23 ausgebildet ist, die durch Stege 24 miteinander verbunden sind, von denen Nuten 26 bildende Stege 25 vorstehen. Werden die Ränder der Halbschalen 20 - 23 mit den Rändern der Vertiefungen 11 - 14 in Berührung gebracht, so erzielt man durch Verschweißung der Stege 15 und 25, beispielsweise unter Reibbewegungen die geschlossenen Profile der verschiedenen Ansaugrohre des Ansaugkrümmers.
  • Um nun das Problem der Vergeudung von Material zwischen den Ansaugrohren zu vermeiden, das auf die Ränder an der Seite des Basiskörpers 10 zwischen den Halbschalen zurückzuführen ist, und um den gesamten Ansaugkrümmer leichter zu gestalten, wird gemäß der Erfindung, die in Figur 2 und 3 dargestellte Lösung vorgeschlagen:
  • Auch in diesem Fall ist in einem Basiskörper 110 eine Vielzahl von Vertiefungen, im vorliegenden Fall vier, von 111 bis 114 ausgenommen. Zwischen den Vertiefungen 111 - 114 im Randbereich 117 ist jedoch jeweils ein Kanal 115 ausgenommen, der sich im wesentlichen gemäß der Längserstreckung der Vertiefungen 111 - 114 erstreckt. Vom Grund eines jeden Kanals 115 springen auch in diesem Fall Stege 118 hervor, die sich mit Nuten 119 abwechseln. Zweckmäßigerweise entspricht der Abstand des Grundes eines jeden Kanals 115 von der Stirnseite des Körpers an der abgewandten Seite der Vertiefungen im wesentlichen dem Mindestabstand einer jeden Vertiefung von der Stirnseite selbst. Auf diese Art und Weise ist zwischen einer jeden Vertiefung 111 - 114 und dem anliegenden Kanal 115 eine zwickelartige Wand 121 ausgebildet.
  • Dem Basiskörper 110 kann ein Deckel 122 zugeordnet sein, der durch eine Vielzahl von Halbschalen 123 - 126 gebildet ist, deren Anzahl der Anzahl von Vertiefungen 111 - 114 entspricht. Die Halbschalen 123 - 126 sind jeweils durch einen im wesentlichen U-förmigen Steg 127 verbunden, von dem die Schenkel 128 sich vom freien Rand einer jeden Halbschale bis zum Balken 129 erstrecken, von dem sich Stege 130 erstrecken, die unter Überschneidung mit den Stegen 118 in Berührung kommen, wenn der freie Rand neben dem Schenkel 12B jeweils auf den freien Rand der zwickelartigen Wand 121 bei Reibschweißung zwischen dem Steg 127 und dem Grund des Kanals 115 gedrückt wird.
  • Wie in Figur 2 dargestellt, erstreckt sich von einer der Seiten des Basiskörpers 110 ein Fortsatz 132, der durch Verschweißung mit einem Arm 133 verbunden werden kann, der von der Seite der Außenhalbschale vorkragt, der keine weitere Halbschalen folgen: Mit einer solchen Ausbildung können am Ansaugkrümmer verschiedene Zusatzteile bekannter Art verbunden werden.

Claims (4)

  1. Ansaugkrümmer, insbesondere für Brennkraftmaschinen, bestehend aus einem Basiskörper (110), der eine Vielzahl von halbschalförmigen Längsvertiefungen (111 - 114) aufweist, die sich aneinanderliegend erstrekken, und aus einem Deckel (122), der Halbschalen (123 - 126) aufweist, die durch Stege (127) miteinander verbunden sind und die zusammen mit den Längsvertiefungen (111 - 114) Ansaugrohre bilden, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege (127) U-förmig ausgebildet sind und dass zwischen den aneinanderliegenden Vertiefungen (111 - 114) des Basiskörpers (110) jeweils ein Kanal (115) gebildet ist, der dazu bestimmt ist, jeweils einen Steg (127) aufzunehmen, dessen Balken (129) für eine Verschweißung mit dem Kanalgrund in Berührung zu bringen ist, und dessen Schenkel (128) Verlängerungen der Berührungsfläche der Halbschalen (123 - 126) mit dem Basiskörper (110) bilden.
  2. Ansaugkrümmer, insbesondere für Brennkraftmaschinen gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Abstand zwischen dem freien Rand einer jeden Halbschale (123 - 126) und der Außenfläche des Balkens (129) des Steges (127) gegenüber dem Abstand des freien Randes des Kanals (115) vom Kanalgrund derart leicht größer ist, dass genügend Material für eine Schweißung zwischen dem Stegbalken und dem Kanalgrund vorliegt.
  3. Ansaugkrümmer, insbesondere für Brennkraftmaschinen gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Steg (118) vom Kanalgrund (115) vorsteht.
  4. Ansaugkrümmer, insbesondere für Brennkraftmaschinen gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass von einem der Seiten des Basiskörpers sich ein Fortsatz (132) erstreckt, der mit einem Arm (133) verschweißbar ist, der von der Seite der Außenhalbschale vorspringt, der keine weitere Halbschalen folgen.
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