WO2002101226A1 - Ansaugkrümmer, inbesondere für brennkraftmaschinen - Google Patents

Ansaugkrümmer, inbesondere für brennkraftmaschinen Download PDF

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WO2002101226A1
WO2002101226A1 PCT/DE2002/002106 DE0202106W WO02101226A1 WO 2002101226 A1 WO2002101226 A1 WO 2002101226A1 DE 0202106 W DE0202106 W DE 0202106W WO 02101226 A1 WO02101226 A1 WO 02101226A1
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Andrea Rocca
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Seeber Ag & Co. Kg
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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
    • F02M35/1034—Manufacturing and assembling intake systems
    • F02M35/10354—Joining multiple sections together
    • F02M35/1036—Joining multiple sections together by welding, bonding or the like
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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, especially for internal combustion engines, according to the preamble of claim 1.
  • An intake device for an internal combustion engine is described in German Patent Application DE 199 44 855 and in the corresponding international application PCT 01/21 053 AI.
  • This device consists of a mounting flange for mounting on a cylinder head of the machine and of several intake pipes that open into a common collecting space.
  • the fastening flange forms a first component in which the intake pipes end.
  • a second component is provided, in which the intake pipes extend, and finally a third component is provided which closes off 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 attached to the first component.
  • the third component is positively attached to the second component.
  • the components fastened to one another in this way are brought into contact with one another along sealing surfaces and, with appropriate means, the sealing surfaces connected to each other for example by friction welding of a known type.
  • Intake manifolds of this type are mainly designed so that they can be made in plastic and there is therefore the problem of adapting the intake manifold to be manufactured in its design in such a way that the corresponding casting mold with a minimum of slides to create rear s can be manufactured and on the other hand to make the intake manifold itself with a minimum amount 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 of which are to be supplemented by a cover, who carries the complementary half-shells to complete the pipe parts in the base body.
  • this channel can be used to introduce a U-shaped web into the same, the beam of which is connected to the Channel base is brought into contact and the legs of which form extensions of the contact surface of the abutting half-shells of the cover, whereby a contact is made between both the free edges of the half-shells of the cover with the free edges of the gusset-like wall and the web beam with the channel base.
  • each half-shell and the outer surface of the U-shaped web is expediently slightly larger than the channel base in such a way that there is enough material for one There is a weld between the web beam and the channel base.
  • this welding mat is formed by two webs which protrude from the channel base in such a way that the welding material can flow into the space between the two webs, a further indentation between the two webs being left for the welding itself ,
  • FIGS. 2 and 3 each show cross sections of an intake manifold according to the invention in an embodiment in two different positions of the intake manifold itself, which are offset by 90 ° to one another.
  • reference number 1 indicates the base body of an intake manifold according to the prior art, for example for a gasoline engine.
  • the base body has a multiplicity of semi-chal-shaped longitudinal depressions 11-14 which are lined up with one another, for example, along a curved axis from a plenum to a mounting flange on a cylinder head of the engine. Between the individual recesses 11-14 lying one against the other, webs 15 are excluded at the level of the free edge thereof in the body 10, which are interrupted by grooves 16 on the edge region 17 of the recesses.
  • Each depression 11-14 has a base with a minimum distance 18 from the end face of the body 10 facing away from the depressions themselves.
  • the depressions 11-14 can be supplemented to form circumferentially closed tubes by means of a cover 19 which is formed with half-shells 20-23 which are connected to one another by webs 24, from 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 achieved by welding the webs 15 and 25, for example with frictional movements.
  • FIGS solution proposed in order to avoid the problem of waste of material between the intake pipes due to the edges on the side of the base body 10 between the half-shells, and to make the entire intake manifold lighter, according to the invention, which is shown in FIGS solution proposed:
  • a multiplicity of depressions in the present case four, from 111 to 114 are excluded in a base body 110.
  • a channel 115 is excluded, which extends essentially in accordance with the longitudinal extent of the depressions 111-114.
  • webs 118 protrude from the bottom of each channel 115, which alternate with grooves 119.
  • each channel 115 The distance of the base of each channel 115 from the end face of the body on the opposite side of the depressions expediently corresponds essentially to the minimum distance of each depression from the end face itself. In this way there is 111-114 between each depression and the adjacent one Channel 115 formed a gusset-like wall 121.
  • the base body 110 can be assigned a cover 122 which is formed by a multiplicity 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 18 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 next to the leg 128 on the free edge of the gusset-like wall 126 during friction welding pressed between bridge 126 and channel bottom 115.
  • an extension 132 extends from one of the sides of the base body, which can be connected by welding to an arm 133 which projects from the side of the outer half-shell and which is not followed by any further half-shells: with such a design various additional parts of known type are connected to the intake manifold.
  • connection described can also be provided between a large number of containers or pipes, which is not intended for suction.

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Abstract

Beschrieben wird ein Ansaugkrümmer, insbesondere für Brennkraftmaschinen, bestehend aus einem Basiskörper (110), der eine Vielzahl von halbschalförmigen Längsvertiefungen (11 - 114) aufweist, die sich aneinander aneinanderliegend erstrecken, und aus einem Deckel (122), der Halbschalen (123 - 126) aufweist, die durch Stege (127) miteinander verbunden sind. Gemäss der Erfindung ist zwischen den aneinanderliegenden Vertiefungen (111 - 114) des Basiskörpers (110) ein Kanal (115) gebildet, der dazu bestimmt ist, einen U-förmigen 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) bilden.

Description

Ansaugkrümmer, insbesondere für Brennkraftmaschinen
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Ansaugkrümmer, insbesondere für Brennkraftmaschinen, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
In der 0 ffenlegungs s ehr ift DE 199 44 855 bzw. in der entsprechenden internationalen Anmeldung PCT 01/21 053 AI 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 Befe s t igungs f lans ch 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 An- saugrohre 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 beispiels eise 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 Ans aug krümme r in seiner Ausbildung derart anzupassen, dass die entsprechende Gießform mit einem Mindestmaß von Schiebern zur Schaffung von Hinter s chne idungen 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 au s genommenen Teilen verschweißt zu werden. So werden Rohre gebildet, die eine kreisförmige bis ovale Form je nach den Bedürfnissen aufweisen, wobei die zu- einander 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 ausgebil- det ist, dass der Wer ks tof fverbrauch 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 Halb- schalen 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. Zweckmäßiger Weise 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 S chweißmat er iäl ist in einer zweckmäßigen Aus führungs form 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 Aus führung s form hervor. Es zei- gen ,
Figur 1 einen Querschnitt durch einen
Ansaugkrümmer gemäß dem Stand der Technik, und
Figur 2 und 3 jeweils Querschnitte eines erfindungsgemäßen Ansaugkrümmers in einer Aus führungs form in zwei verschiedenen, zueinander um 90° versetzten Positionen des Ansaugkrümmers selbst.
In Figur 1 ist mit der Bezugsziffer 1 der Basiskörper eines An s augkrümme r s gemäß des Stan- des der Technik beispielsweise für einen Benzinmotor angegeben. Der Basiskörper weist eine Vielzahl von halb s chal f örmigen Längsvertiefungen 11 - 14 auf, die sich aneinander angereiht, beispielsweise längs einer gekrümmten Achse von einem Sammelraum zu einem Befe s t igungs f lans ch an einem Zylinderkopf des Motors erstrecken. Zwischen den einzelnen aneinande r lie genden Ver- tiefungen 11 - 14 sind in der Höhe des freien Randes derselben im Körper 10 Stege 15 ausgenommen, die durch Nute 16 am Randbereich 17 der Vertiefungen unterbrochen sind. Jede Vertiefung 11 - 14 weist einen Grund mit einem Mindestab- stand 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 dargestellt 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 Randbe- reich 117 ist jedoch 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 Nu- ten 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 Mindest abstand 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 einem im wesentlichen ü-förmigen Steg 127 verbunden, von dem die Schenkel 18 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 freien Rand neben dem Schenkel 128 auf den freien Rand der zwickelartigen Wand 126 bei Reibschweißung zwischen Steg 126 und Kanalgrund 115 gedrückt wi rd .
Wie in Figur 2 dargestellt, erstreckt sich von einem der Seiten des Basiskörper 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 Ausbil- düng können am Ansaugkrümmer verschiedene Zu- satzteile bekannter Art verbunden werden.
Auch wenn ein bevorzugtes Aus führungsbe i spie 1 beschrieben wurde, ist die Erfindung nicht auf dieses begrenzt. So kann die beschriebene Verbindung auch zwischen einer Vielzahl von Behältern oder auch Rohren vorgesehen sein, die nicht für eine Ansaugung bestimmt ist.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E
1. Ansaugkrümmer, insbesondere für Brennkraftmaschinen, bestehend aus einem Basiskörper (110), der eine Vielzahl von halb s chal fö r- migen Längs vert i efungen (11 - 114) aufweist, die sich aneinander aneinanderlie- gend erstrecken, und aus einem Deckel (122), der Halbschalen (123 - 126) auf- weist, die durch Stege (127) miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den ane inande rlie genden Vertiefungen ( 111 - 114) des Basiskörpers (110) ein Kanal (115) gebildet ist, der dazu be- stimmt ist, einen U-förmigen 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) bilden.
2. Ansaugkrümmer, ' insbesondere für Brennkraftmaschinen gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen dem freien Rand einer jeden Halbschale (123
126) und der Außenfläche des Balkens (129) des U-förmigen Steges gegenüber dem Abstand des freien Randes des Kanals (115) vom Kanalgrund derart leicht größer ist, dass ge- nügend 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) er- streckt, der mit einem Arm (133) ver s chweißb ar ist, der von der Seite der Außenhalbs chale vorspringt, der keine weitere Halbschalen folgen.
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