EP1520976A2 - Ansaugsystem mit Druckspeicher - Google Patents

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EP1520976A2
EP1520976A2 EP04103906A EP04103906A EP1520976A2 EP 1520976 A2 EP1520976 A2 EP 1520976A2 EP 04103906 A EP04103906 A EP 04103906A EP 04103906 A EP04103906 A EP 04103906A EP 1520976 A2 EP1520976 A2 EP 1520976A2
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EP
European Patent Office
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pressure accumulator
intake system
air collector
intake
housing part
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP04103906A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Helmut Neuschwander
Christoph Schuster
Eckehart Mandel
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Mann and Hummel GmbH
Original Assignee
Mann and Hummel GmbH
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Filing date
Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F02M35/10Air intakes; Induction systems
    • F02M35/1034Manufacturing and assembling intake systems
    • F02M35/10354Joining multiple sections together
    • F02M35/1036Joining multiple sections together by welding, bonding or the like
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    • F02M35/10Air intakes; Induction systems
    • F02M35/10006Air intakes; Induction systems characterised by the position of elements of the air intake system in direction of the air intake flow, i.e. between ambient air inlet and supply to the combustion chamber
    • F02M35/10026Plenum chambers
    • F02M35/10052Plenum chambers special shapes or arrangements of plenum chambers; Constructional details
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    • F02M35/10209Fluid connections to the air intake system; their arrangement of pipes, valves or the like
    • F02M35/10229Fluid connections to the air intake system; their arrangement of pipes, valves or the like the intake system acting as a vacuum or overpressure source for auxiliary devices, e.g. brake systems; Vacuum chambers
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    • F02M35/10242Devices or means connected to or integrated into air intakes; Air intakes combined with other engine or vehicle parts
    • F02M35/10249Electrical or electronic devices fixed to the intake system; Electric wiring
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    • F02M35/10321Plastics; Composites; Rubbers
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    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
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    • F02M35/10Air intakes; Induction systems
    • F02M35/104Intake manifolds
    • F02M35/112Intake manifolds for engines with cylinders all in one line

Definitions

  • the invention relates to an intake system for an internal combustion engine according to the preamble of claim 1.
  • Intake systems often require a vacuum reservoir to be available with this If necessary, it is possible to drive stationary vacuum when actuating actuators or adjusting elements.
  • the vacuum reservoir is removed via a suitable valve vacuum and supplied via lines to the switching element.
  • the additional memory as independent component bolted to the existing intake system or - if it is in the suction system is integrated - sealed with a lid or a hood, to realize the vacuum reservoir.
  • the object of the invention is now to provide a compact, cost-effective intake system create, which is inexpensive to manufacture and with a vacuum reservoir available is, which ensures a simple but safe seal.
  • the intake system according to the invention for an internal combustion engine has an air collector, a suction pipe and a pressure accumulator, wherein the combustion air in the Air collector flows in and at least one suction pipe, which to the internal combustion engine can be connected, can be forwarded to the internal combustion engine.
  • the accumulator is here integrally connected to the intake system. This means that he does not have a separate, bolted or flanged housing or via an extra cover or extra hood on the intake system is realized, but that it is directly integrated into the intake system without the aid of further components. This has the advantage that no additional components are needed, which in another Work process must first be connected to the intake system and that no sealing measures, such as Sealing rings or O-rings, for sealing the pressure accumulator with the environment are needed. It is also clear that this is also results in a cost improvement of the prior art.
  • the invention have air collector, intake manifold and memory on a common division level.
  • This division divides the intake system in at least two housing part shells. From a production point of view it is better to divide the intake system in housing shells, so the respective To produce individual housing part shells inexpensive and easy.
  • the Housing part shells can consist of plastics or metals. Important is in this case, to select only corresponding material pairings, where either is possible, sealing the housing part shells via a positive connection method to connect with each other or where it is about making a non-positive Connection by means of e.g. a screw fastening is possible, a sealing connection manufacture.
  • the pressure accumulator on the air collector arranged.
  • the pressure accumulator integrally in the housing of the air collector existing chamber, which, however, compared to the volume of the air collector is sealed.
  • the pressure accumulator on the intake manifold arranged.
  • he can represent a kind of secondary strand of the suction tube, where he however, sealingly separated from the volume of the suction tube and the volume of the air collector is. Which of these two cases is used depends greatly on the spatial Conditions in the field of the internal combustion engine, so that from case to case a different Arrangement can be useful.
  • the intake system has a very low weight, it is simple and cheap to manufacture and there are no additional seals to separate the various Volumes of each other necessary.
  • a meaningful arrangement of the division level results from the connection by the vibration welding a insoluble, very good sealing connection of the housing shell parts to each other.
  • the intake system by two Housing part shells formed, wherein the pressure accumulator disposed adjacent to the air collector is and this has a first port, which corresponds with the air collector is connected and has at least a second terminal, which is connected corresponding to an actuating element.
  • the actuator can in this case represent a throttle valve, a shift shaft or the like.
  • About the first Connection, which connects the pressure accumulator with the air collector, is on the in the Air collector in operation of the engine prevailing negative pressure also a Negative pressure in the pressure accumulator caused.
  • the connection can also be via a valve take place, via the valve, a control of the building up in the pressure accumulator Vacuum can take place. This negative pressure is then used controlled to operate the actuator via the second connection.
  • the intake system 10 for an internal combustion engine shown in Figure 1 has a Air collector 11, more branched off from the air collector 11 suction tubes 12 and an am Air collector 11 arranged pressure accumulator 13.
  • the suction pipes 12 open into a Connecting flange 14, which serves the intake system 10 at a not shown here To fix internal combustion engine.
  • the suction tubes 12 are the respective Cylinders associated with the internal combustion engine.
  • the intake system 10 made of plastic, in particular a PA6 GF30, so a reinforced Polyamide, which can be easily vibration-welded.
  • a mounting flange 15 At the air collector 11 is a mounting flange 15, wherein this mounting flange 15 either to further Attaching the intake system 10 or serve to accommodate other functional components can.
  • the intake system 10 is here in an upper housing shell part 16 and a divided lower housing part shell 17, wherein between the two division plane 18th runs.
  • the two housing part shells 16, 17 are via a vibration welding process welded together in the region of the division plane 18.
  • a vacuum line 19 with a valve 20 disposed therein connects the pressure accumulator 13 to the air collector 11.
  • the vacuum line 19 on the one hand to a terminal 21 of the Air collector 11 and on the other hand connected to a terminal 22 of the pressure accumulator 13.
  • the regularly present in the air collector 11 negative pressure is so here used to generate and maintain a negative pressure in the pressure accumulator 13.
  • At the pressure accumulator 13 is still a connection 23 for a not shown here actuating element arranged, wherein the negative pressure in the pressure accumulator 13 is used, the To move actuator.
  • FIG. 2 shows a section through the air collector 11 and the pressure accumulator 13 lower portion of the air collector 11 is an inlet 24 through which the through a filter, which is not shown here, enters purified intake air.
  • a filter which is not shown here, enters purified intake air.
  • both volumes are integral with each other, they are separated by a Bridge 25 separated.
  • the web 25 is horizontal, ie transversely to the web direction divided by the division level 18.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Ansaugsystem (10) für eine Brennkraftmaschine mit einem Luftsammler (11), in den Verbrennungsluft einzuleiten ist und wenigstens einem Saugrohr (12), welches vom Luftsammler (11) abzweigt und welches an die Brennkraftmaschine anschließbar ist, wobei das Ansaugsystem (10) noch zusätzlich wenigstens einen Druckspeicher (13) aufweist, wobei der Druckspeicher (13) einstückig mit dem Ansaugsystem (10) verbunden ist. <IMAGE>

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Ansaugsystem für eine Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Ansaugsysteme benötigen oft ein Unterdruckdepot, um mit dem hierdurch zur Verfügung stehenden Unterdruck bei Bedarf Aktuatoren oder Stellelemente antreiben zu können. Hierzu wird dem Unterdruckdepot über ein geeignetes Ventil Unterdruck entnommen und über Leitungen dem Schaltelement zugeführt. Dazu wird der zusätzliche Speicher als eigenständiges Bauteil an die vorhandene Sauganlage angeschraubt oder - sofern er in die Sauganlage integriert ist- mit einem Deckel oder einer Haube dichtend verschlossen, um den Unterdruckspeicherraum zu realisieren.
Die DE 197 28 600 A1 zeigt eine kompakte Ausführung einer Sauganlage mit einem integrierten Speichervolumen, wobei das Unterdruckspeichervolumen durch verschiedene Teile der Gehäusewandungen des Ansaugsystems gebildet wird. An den Schnittstellen der jeweiligen Gehäusewandungen sind mehrere Dichtungen vorgesehen, um für eine ausreichende Abdichtung gegenüber der Umgebung sorgen zu können. Nachteilig ist hierbei der komplizierte Aufbau sowie die nicht zu umgehende Verwendung von mehreren Dichtungen, was immer das Problem einer eventuellen Leckage mit sich zieht.
Aufgabe der Erfindung ist es nun, ein kompaktes, kostengünstiges Ansaugsystem zu schaffen, welches kostengünstig herzustellen ist und wobei ein Unterdruckspeicher vorhanden ist, welcher eine einfache aber sichere Abdichtung gewährleistet.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.
Vorteile der Erfindung
Das erfindungsgemäße Ansaugsystem für eine Brennkraftmaschine weist einen Luftsammler, ein Saugrohr und einen Druckspeicher auf, wobei die Verbrennungsluft in den Luftsammler einströmt und über wenigstens ein Saugrohr, welches an die Brennkraftmaschine anschließbar ist, zur Brennkraftmaschine weitergeleitet werden kann. Der Druckspeicher ist hier einstückig mit dem Ansaugsystem verbunden. Dies bedeutet, dass er nicht über ein separates, angeschraubtes oder angeflanschtes Gehäuse verfügt oder über einen Extradeckel oder eine Extrahaube am Ansaugsystem realisiert wird, sondern dass er direkt ohne Zuhilfenahme weiterer Bauteile in das Ansaugsystem integriert ist. Dies hat den Vorteil, dass keine zusätzlichen Bauteile benötigt werden, die in einem weiteren Arbeitsprozess erst mit dem Ansaugsystem verbunden werden müssen und dass keinerlei Dichtmaßnahmen, wie z.B. Dichtringe oder O-Ringe, zur Abdichtung des Druckspeichers mit der Umgebung vonnöten sind. Daraus ist weiterhin klar, dass sich hierdurch auch eine kostenmäßige Verbesserung des Standes der Technik ergibt.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weisen Luftsammler, Saugrohr und Speicher eine gemeinsame Teilungsebene auf. Diese Teilungsebene teilt das Ansaugsystem in wenigstens zwei Gehäuseteilschalen auf. Aus fertigungstechnischer Sicht ist es günstiger, das Ansaugsystem in Gehäuseteilschalen aufzuteilen, um so die jeweiligen einzelnen Gehäuseteilschalen kostengünstig und einfach herstellen zu können. Die Gehäuseteilschalen können hierbei aus Kunststoffen oder Metallen bestehen. Wichtig ist hierbei, nur korrespondierende Materialpaarungen zu wählen, bei denen es entweder möglich ist, über ein formschlüssiges Verbindungsverfahren die Gehäuseteilschalen dichtend miteinander zu verbinden oder bei denen es über die Herstellung einer kraftschlüssigen Verbindung mittels z.B. einer Schraubbefestigung möglich ist, eine dichtende Verbindung herzustellen. Beim Zusammenfügen der Gehäuseteilschalen ergibt sich das Ansaugsystem zu einem Luftsammler, welcher mit dem wenigstens einen Saugrohr verbunden ist, und einem davon getrennten und abgedichteten Druckspeicher, wobei der Druckspeicher jedoch ebenfalls nur aus den Gehäuseteilschalen gebildet wird. Vorteilhaft ist hierbei die Minimierung der notwendigen Teile zur Herstellung eines solchen Ansaugsystems.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Druckspeicher am Luftsammler angeordnet. Hierbei stellt der Druckspeicher eine integral im Gehäuse des Luftsammlers vorhandene Kammer dar, welche jedoch gegenüber dem Volumen des Luftsammlers abgedichtet ist.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der Druckspeicher am Saugrohr angeordnet. Hierbei kann er eine Art Nebenstrang des Saugrohrs darstellen, wobei er jedoch vom Volumen des Saugrohrs und vom Volumen des Luftsammlers dichtend abgetrennt ist. Welcher dieser beiden Fälle verwendet wird, hängt stark von den räumlichen Gegebenheiten im Bereich der Brennkraftmaschine ab, so dass von Fall zu Fall eine unterschiedliche Anordnung sinnvoll sein kann.
Es ist vorteilhaft, die Gehäuseteilschalen aus Kunststoff auszuführen und sie durch ein Vibrationsschweißverfahren unlösbar dichtend miteinander zu verbinden. Auf diese Art und Weise weist das Ansaugsystem ein sehr geringes Gewicht auf, es ist einfach und günstig herzustellen und es sind keine zusätzlichen Dichtungen zur Trennung der verschiedenen Volumina voneinander notwendig. Bei einer sinnvollen Anordnung der Teilungsebene ergibt sich durch die Verbindung durch das Vibrationsschweißverfahren eine unlösbare, sehr gut dichtende Verbindung der Gehäuseteilschalen zueinander.
Es ist vorteilhaft, den Druckspeicher vom Luftsammler durch einen gemeinsamen Steg zu trennen, wobei die Teilungsebene quer zum Steg durch den Steg verläuft. Dadurch, dass die formschlüssige Verbindung der Gehäuseteilschalen über die Teilungsebene erfolgt, ist durch diese Art der Trennung von Druckspeicher und Luftsammler mittels des Steges gewährleistet, dass diese beiden Volumina dichtend voneinander getrennt sind. Dies erfolgt dann sogar unabhängig von der zu wählenden Verbindungsart. Die Gehäuseteilschalen können also über Vibrationsschweißen, Laserstrahlschweißen, Klebe- oder auch sonstige im Stand der Technik bekannte Verfahren miteinander verbunden, aber durch diese Art der Anordnung der Teilungsebene wird ein Gasübergang zwischen den beiden Volumina verhindert.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Ansaugsystem durch zwei Gehäuseteilschalen gebildet, wobei der Druckspeicher benachbart zum Luftsammler angeordnet ist und dieser einen ersten Anschluss aufweist, welcher korrespondierend mit dem Luftsammler verbunden ist und wenigstens einen zweiten Anschluss aufweist, welcher korrespondierend mit einem Stellelement verbunden ist. Das Stellelement kann hierbei eine Drosselklappe, eine Schaltwelle oder ähnliches darstellen. Über den ersten Anschluss, welcher den Druckspeicher mit dem Luftsammler verbindet, wird über den im Luftsammler bei Betrieb der Brennkraftmaschine herrschenden Unterdruck ebenfalls ein Unterdruck im Druckspeicher hervorgerufen. Die Verbindung kann auch über ein Ventil erfolgen, wobei über das Ventil eine Steuerung des sich im Druckspeicher aufbauenden Unterdruckes erfolgen kann. Dieser Unterdruck wird dann gesteuert dazu verwendet, über den zweiten Anschluss das Stellelement zu betreiben.
Diese und weitere Merkmale von bevorzugten Weiterbildungen der Erfindung gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und der Zeichnung hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei der Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird.
Zeichnung
Weitere Einzelheiten der Erfindung werden in der Zeichnung anhand von schematischen Ausführungsbeispielen beschrieben. Hierbei zeigt:
Figur 1
eine schematische Ansicht eines Ansaugsystems für eine Brennkraftmaschine und
Figur 2
einen Schnitt durch den Luftsammler und den Druckspeicher des Ansaugsystems entsprechend Figur 1.
In den Figuren sind gleiche Bauteile mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Das in Figur 1 dargestellte Ansaugsystem 10 für eine Brennkraftmaschine weist einen Luftsammler 11, mehrere vom Luftsammler 11 abzweigende Saugrohre 12 und einen am Luftsammler 11 angeordneten Druckspeicher 13 auf. Die Saugrohre 12 münden in einen Anschlussflansch 14, welcher dazu dient, das Ansaugsystem 10 an einer hier nicht dargestellten Brennkraftmaschine zu fixieren. Hierbei sind die Saugrohre 12 den jeweiligen Zylindern der Brennkraftmaschine zugeordnet. Im dargestellten Beispiel besteht das Ansaugsystem 10 aus Kunststoff, insbesondere einem PA6 GF30, also einem verstärkten Polyamid, welches sich gut vibrationsschweißen lässt. Am Luftsammler 11 ist ein Befestigungsflansch 15 angeordnet, wobei dieser Befestigungsflansch 15 entweder zur weiteren Befestigung des Ansaugsystems 10 oder zur Aufnahme weiterer Funktionsbauteile dienen kann. Das Ansaugsystem 10 ist hier in eine obere Gehäuseteilschale 16 und eine untere Gehäuseteilschale 17 aufgeteilt, wobei zwischen beiden die Teilungsebene 18 verläuft. Die beiden Gehäuseteilschalen 16, 17 werden über ein Vibrationsschweißverfahren im Bereich der Teilungsebene 18 miteinander verschweißt. Eine Unterdruckleitung 19 mit einem darin angeordneten Ventil 20 verbindet den Druckspeicher 13 mit dem Luftsammler 11. Hierbei ist die Unterdruckleitung 19 einerseits an einem Anschluss 21 des Luftsammlers 11 und andererseits an einem Anschluss 22 des Druckspeichers 13 angeschlossen. Der regelmäßig im Luftsammler 11 vorhandene Unterdruck wird hier also dazu genutzt, einen Unterdruck im Druckspeicher 13 zu erzeugen und aufrechtzuerhalten. Am Druckspeicher 13 ist weiterhin ein Anschluss 23 für ein hier nicht dargestelltes Stellelement angeordnet, wobei der Unterdruck im Druckspeicher 13 dazu genutzt wird, das Stellelement zu verfahren.
Die Figur 2 zeigt einen Schnitt durch den Luftsammler 11 und den Druckspeicher 13. Im unteren Bereich des Luftsammlers 11 befindet sich ein Einlass 24, durch den die durch einen Filter, welcher hier nicht dargestellt ist, gereinigte Ansaugluft eintritt. In dieser Figur ist deutlich die Abdichtung zwischen Luftsammler 11 und Druckspeicher 13 zu erkennen. Obwohl beide Volumina einstückig miteinander verbunden sind, werden sie durch einen Steg 25 getrennt. Wie zu erkennen ist, wird der Steg 25 waagerecht, also quer zur Stegrichtung durch die Teilungsebene 18 geteilt. Bei der Verbindung der beiden Gehäuseteilschalen 16, 17 durch Vibrationsschweißen entsteht auch im Steg 25 eine Schweißnaht, welche für eine sichere Abdichtung zwischen dem Luftsammler 11 und Druckspeicher 13 sorgt.

Claims (7)

  1. Ansaugsystem für eine Brennkraftmaschine mit einem Luftsammler, in den Verbrennungsluft einzuleiten ist und wenigstens einem Saugrohr, welches vom Luftsammler abzweigt und welches an die Brennkraftmaschine anschließbar ist, wobei das Ansaugsystem noch zusätzlich wenigstens einen Druckspeicher aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckspeicher einstückig mit dem Ansaugsystem verbunden ist.
  2. Ansaugsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Luf tsammler, Saugrohr und Druckspeicher eine gemeinsame Teilungsebene aufweisen, wobei die Teilungsebene das Ansaugsystem in wenigstens zwei Gehäuseteilschalen aufteilt.
  3. Ansaugsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckspeicher am Luftsammler angeordnet ist.
  4. Ansaugsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckspeicher am Saugrohr angeordnet ist.
  5. Ansaugsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäuseteilschalen aus Kunststoff bestehen und durch ein Vibrationsschweißverfahren unlösbar dichtend miteinander verbunden sind.
  6. Ansaugsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckspeicher vom Luftsammler durch einen gemeinsamen Steg getrennt ist, wobei die Trennungsebene quer zum Steg durch den Steg verläuft.
  7. Ansaugsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ansaugsystem durch zwei Gehäuseteilschalen gebildet ist, wobei der Druckspeicher benachbart zum Luftsammler angeordnet ist und wobei der Druckspeicher einen ersten Anschluss aufweist, welcher korrespondierend mit dem Luftsammler verbunden ist und einen zweiten Anschluss aufweist, welcher korrespondierend mit einem Stellelement verbunden ist.
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