EP0327848B1 - Luftansaugrohr für eine Brennkraftmaschine - Google Patents

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EP0327848B1
EP0327848B1 EP89100841A EP89100841A EP0327848B1 EP 0327848 B1 EP0327848 B1 EP 0327848B1 EP 89100841 A EP89100841 A EP 89100841A EP 89100841 A EP89100841 A EP 89100841A EP 0327848 B1 EP0327848 B1 EP 0327848B1
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EP
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conduit
main
intake air
air conduit
portions
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EP0327848A3 (en
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Jürgen Wahnschaffe
Lothar Bauer
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Kloeckner Humboldt Deutz AG
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Kloeckner Humboldt Deutz AG
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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
    • F02M35/10091—Air intakes; Induction systems characterised by details of intake ducts: shapes; connections; arrangements
    • F02M35/10118—Air intakes; Induction systems characterised by details of intake ducts: shapes; connections; arrangements with variable cross-sections of intake ducts along their length; Venturis; Diffusers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02M35/10—Air intakes; Induction systems
    • F02M35/10091—Air intakes; Induction systems characterised by details of intake ducts: shapes; connections; arrangements
    • F02M35/10098—Straight ducts
    • 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
    • F02M35/10347—Moulding, casting or the like

Definitions

  • the invention relates to an air intake pipe for an internal combustion engine according to the preamble of claim 1.
  • EP-A-0 251 180 discloses an air intake pipe for internal combustion engines, consisting of a largely cylindrical main pipe and the same and rectified intake pipe connections branching from it to the individual cylinders of the internal combustion engine, the intake pipe connections being attachable to the cylinder head of the internal combustion engine by means of at least one flange.
  • This generic air intake pipe consists of many individual parts and therefore requires a high manufacturing effort.
  • the invention has for its object to provide an air intake pipe that can be easily mass-produced.
  • the main tube is open on both ends so that after the one-piece production of the main tube together with the intake manifold socket in the die-casting process, the die-casting cores (slides) can be easily pulled out of the main tube.
  • the intake manifold is largely straight, so that a further die-casting core keeping the interior of the intake manifold clear can be easily pulled.
  • the main tube is preferably divided into two skin tube sections of approximately the same length, so that die cast cores of approximately the same shape result.
  • the main tube widens slightly conically towards its ends.
  • the main tube is designed as a flattened cylinder, the flattening being provided in the area of the intake manifold.
  • the main pipe can be tightly fixed to air filter housings or the like via fastening flanges arranged on the end faces, which are preferably supported on the main pipe by means of stiffening ribs.
  • circumferential ribs on the main pipe, which preferably extend only in the area of the circular curvature. If at least one longitudinal rib, which is advantageously firmly connected to the transverse ribs, extends from one fastening flange to the other over the entire axial length of the main tube, a stiffening rib bond results.
  • the cavities provided in the mold for the stiffening framework advantageously serve as feed channels for the die-casting material.
  • the air intake pipe 1 shown is provided for a four-cylinder internal combustion engine and consists of a main pipe 1 with open end faces 2, 3 and four intake pipe connections 4 which adjoin the main pipe 1 at the same distance from one another.
  • the main pipe 1 is essentially divided into two identical sections 5, 6, which are designed in cross section as flattened cylinders. Starting from the middle butt edge 7, the main pipe sections 5 and 6 widen slightly conically to their open end faces 2 and 3, wherein they pass into a full circular cross section in the region of the end faces 2 and 3.
  • a three-point fastening flange 8 which is essentially designed as a square, is arranged on each end face, as can also be seen in particular from FIG. 3.
  • the mounting flange 8 is further supported on the main pipe 1 along the stiffening ribs 9.
  • the fastening flange has three screw holes 10 with which it can be screwed tightly to an air filter housing or the like.
  • the main pipe also has circumferential circumferential ribs 11 which, as can be seen in FIG. 2, extend essentially over the part-circular jacket of the main pipe 1.
  • At least one longitudinal rib 12 is preferably also provided, which extends over the entire length of the main pipe 1 from a fastening flange 8 on one end face 2 to the other fastening flange 8 on the other end face 3, the composite of transverse ribs 11 and longitudinal ribs 12 stiff main tube 1 results, which is also resistant to vibrations.
  • the intake manifolds 4 enter the main pipe 1 at the flat 13, their inlet opening extending over the entire width of the flat 13; in the longitudinal direction of the main pipe 1, the inlet opening is narrower than its height measured in the transverse direction to the main pipe 1. As shown in particular in FIG. 1, the flattened portion 13 or the wall of the main pipe 1 forms a sharp edge 15 with the wall 14 of the intake pipe socket 4.
  • the air intake pipe designed according to the invention has the advantage that it can be produced by the die casting process.
  • a die-cast core In an outer shape, the division plane in Fig. 2 as Line AA is drawn in, a die-cast core is retracted in each case in the direction of the longitudinal axis 16 of the main tube 1 until these lie firmly against one another at their mutually facing end faces at the level of the abutting edge 7 and thus determine the inner shape of the main tube 1.
  • further die-casting cores are moved, which determine the inner shape of the intake manifold socket.
  • These further die-cast cores are in contact with the flats of the die-cast cores that determine the main pipe run 1.
  • the material is injected under high pressure - preferably via the cavity forming the longitudinal channel 12 and the circumferential channels forming the later transverse ribs 11 - and fills the cavity between the outer mold and the die-casting cores.
  • the cores can be pulled out due to the special design of the air intake pipe.
  • the air intake pipe After opening the mold in the division plane AA, the air intake pipe, which is produced in one piece by the die casting process, can be removed.
  • the mounting flange 8 is advantageously designed so that it can serve as a wall part of an exhaust air box 20 attached to the internal combustion engine.
  • the substantially rectangular basic shape of the flange 8 with a cut corner is advantageous.
  • the longer wall part of the intake manifold 14 opens approximately at a right angle into the flattened portion 13, the merging wall section 14a forming an obtuse angle 21 with the longer wall section 14b.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Luftansaugrohr für eine Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Die EP-A-0 251 180 offenbart ein Luftansaugrohr für Brennkraftmaschinen, bestehend aus einem weitgehend zylindrischen Hauptrohr und von diesem zu den einzelnen Zylindern der Brennkraftmaschine abzweigenden, gleichen und gleichgerichteten Saugrohrstutzen, wobei die Saugrohrstutzen mittels zumindest eines Flansches am Zylinderkopf der Brennkraftmaschine befestigbar sind. Dieses gattungsgemäße Luftansaugrohr besteht aus vielen Einzelteilen und erfordert deshalb einen hohen Fertigungsaufwand.
  • In der DE-A-31 17 768 ist ein Luftansaugrohr für Brennkraftmaschinen beschrieben, das einteilig in Druckguß ausgeführt ist. Die Druckgußform ist jedoch kompliziert und daher teuer in Herstellung und Betrieb.
  • Bekannte Luftansaugrohre für Brennkraftmaschinen sind derart ausgebildet, daß sie als Sandgußteil oder Kokillengußteil hergestellt werden können. Diese Herstellungsverfahren sind sehr material-, zeit- und kostenaufwendig.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Luftansaugrohr anzugeben, das in Massenfertigung einfach hergestellt werden kann.
  • Diese Aufgabe wird nach dem kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
  • Das Hauptrohr ist an seinen beiden Stirnseiten offen, so daß nach der einteiligen Herstellung des Hauptrohrs zusammen mit den Saugrohrstutzen im Druckgußverfahren die Druckgußkerne (Schieber) aus dem Hauptrohr leicht herausgezogen werden können. Ebenso sind die Saugrohrstutzen weitgehend gradlinig ausgeführt, so daß ein den Innenraum des Saugrohrstutzens freihaltender weiterer Druckgußkern leicht gezogen werden kann.
  • Vorzugsweise ist das Hauptrohr in zwei Hautprohrabschnitte etwa gleicher Länge aufgeteilt, so daß sich etwa gleich ausgebildete Druckgußkerne ergeben.
  • Um ein einfaches Ziehen der Druckgußkerne zu ermöglichen, erweitert sich das Hauptrohr zu seinen Enden hin leicht konisch.
  • Um eine Zugangsmöglichkeit zu den Saugrohrstutzenflanschen bzw. deren Befestigungsschrauben zu erzielen, die am Zylinderkopf festgeschraubt werden, ist das Hauptrohr als abgeflachter Zylinder ausgebildet, wobei die Abflachung im Bereich der Saugrohrstutzen vorgesehen ist.
  • Über an den Stirnseiten angeordnete Befestigungsflansche, die vorzugsweise mittels Versteifungsrippen am Hauptrohr abgestützt sind, ist das Hauptrohr an Luftfiltergehäusen o. dgl. dicht festlegbar.
  • Zur Erzielung einer niedrigen Geräuschemission ist vorgesehen, am Hauptrohr umlaufende Querrippen anzuordnen, die sich vorzugsweise nur im Bereich der Kreiskrümmung erstrecken. Ist mindestens eine über die ganze axiale Länge des Hauptrohrs sich von einem Befestigungsflansch zum anderen erstreckende Längsrippe vorgesehen, die vorteilhaft mit den Querrippen fest verbunden ist, so ergibt sich ein versteifender Rippenverbund.
  • Die in der Form vorgesehenen Hohlräume für das Versteifungsgerippe dienen vorteilhaft als Zuführungskanäle für das Druckgußmaterial.
  • Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1:
    einen Axialschnitt durch ein Ausführungsbeispiel eines Luftansaugrohrs einer vierzylindrigen Brennkraftmaschine,
    Fig. 2:
    einen Schnitt längs der Linie II-II durch das Luftansaugrohr,
    Fig. 3:
    einen Schnitt längs der Linie III-III durch das Luftansaugrohr.
  • Das dargestellte Luftansaugrohr 1 ist für eine vierzylindrige Brennkraftmaschine vorgesehen und besteht aus einem Hauptrohr 1 mit offenen Stirnseiten 2, 3 und vier mit gleichem Abstand voneinander am Hauptrohr 1 quer anschließende Saugrohrstutzen 4.
  • Das Hauptrohr 1 ist im wesentlichen in zwei gleiche Abschnitte 5, 6 unterteilt, die im Querschnitt als abgeflachte Zylinder ausgebildet sind. Von der mittleren Stoßkante 7 ausgehend, erweitern sich die Hauptrohrabschnitte 5 und 6 zu ihren offenen Stirnsteiten 2 und 3 leicht konisch, wobei sie im Bereich der Stirnseiten 2 und 3 in einen vollen Kreisquerschnitt übertreten.
  • An jeder Stirnseite ist - wie insbesondere auch aus Fig. 3 zu ersehen - ein Dreipunkt-Befestigungsflansch 8 angeordnet, der im wesentlichen als Viereck ausgebildet ist.
  • Vorzugsweise ist zur Materialeinsparung eine der Ecken unter Bildung einer zur Diagonalen etwa parallelen Schnittkante abgeschnitten. Der Befestigungsflansch 8 ist ferner über längs zum Hauptrohr 1 verlaufende Versteifungsrippen 9 an diesem abgestützt. Der Befestigungsflansch weist drei Schraublöcher 10 auf, mit der dieser dichtend an einem Luftfiltergehäuse o. dgl. festgeschraubt werden kann.
  • Das Hauptrohr hat ferner über den Umfang verteilt umlaufende Querrippen 11, die - wie aus Fig. 2 zu ersehen - sich im wesentlichen über den teilkreisförmigen Mantel des Hauptrohrs 1 erstrecken. Vorzugsweise ist auch mindestens eine Längsrippe 12 vorgesehen, die sich über die ganze Länge des Hauptrohrs 1 von einem Befestigungsflansch 8 auf der einen Stirnseite 2 bis zum anderen Befestigungsflansch 8 auf der anderen Stirnseite 3 erstreckt, wobei der Verbund aus Querrippen 11 und aus Längsrippen 12 ein steifes Hauptrohr 1 ergibt, das auch gegen Schwingungen widerstandsfähig ist.
  • Die Saugrohrstutzen 4 treten an der Abflachung 13 in das Hauptrohr 1 ein, wobei sich ihre Eintrittsöffnung über die ganze Breite der Abflachung 13 erstreckt; in Längsrichtung des Hauptrohrs 1 ist die Eintrittsöffnung schmaler als ihre in Querrichtung zum Hauptrohr 1 gemessene Höhe. Wie insbesondere in Fig. 1 dargestellt, bildet die Abflachung 13 bzw. die Wandung des Hauptrohrs 1 mit der Wandung 14 des Saugrohrstutzens 4 eine scharfe Kante 15.
  • Das erfindungsgemäß ausgebildete Luftansaugrohr hat den Vorteil, daß man es im Druckgußverfahren herstellen kann. In einer Außenform, dessen Teilungsebene in Fig. 2 als Linie A-A eingezeichnet ist, werden in Richtung der Längsachse 16 des Hauptrohrs 1 je ein Druckgußkern eingefahren, bis diese an ihren einander zugewandten Stirnseiten in Höhe der Stoßkante 7 fest aneinanderliegen und so die Innenform des Hauptrohrs 1 bestimmen. An diese eingefahrenen Druckgußkerne werden weitere Druckgußkerne herangefahren, die die Saugrohrstutzeninnenform bestimmen. Diese weiteren Druckgußkerne liegen an den Abflachungen der den Hauptrohrstrang 1 bestimmenden Druckgußkerne an. Nunmehr wird - vorzugsweise über den den Längskanal 12 bildenden Hohlraum und die mit diesem verbundenen, die späteren Querrippen 11 bildenden Umfangskanäle - das Material unter hohem Druck eingeschossen und füllt den Hohlraum zwischen der Außenform und den Druckgußkernen aus. Nach Erkalten des Druckgußmaterials können die Kerne aufgrund der besonderen Gestaltung des Luftansaugrohrs herausgezogen werden. Nach Öffnen der Form in der Teilungsebene A-A kann das einteilig im Druckgußverfahren hergestellte Luftansaugrohr entnommen werden.
  • Der Befestigungsflansch 8 ist vorteilhaft so ausgebildet, daß er als Wandteil eines an der Brennkraftmaschine angesetzten Abluftkastens 20 dienen kann. Hierzu ist die im wesentlichen rechteckige Grundform des Flansches 8 mit einer geschnittenen Ecke vorteilhaft.
  • Vorteilhaft mündet das längere Wandteil des Saugrohrstutzens 14 etwa rechtwinklig in die Abflachung 13, wobei der einmündende Wandabschnitt 14a mit dem längeren Wandabschnitt 14b einen stumpfen Winkel 21 bildet. Dies hat den Vorteil, daß der den Innenraum des Saugrohrstutzens 4 bildende Druckgußkern keine Spitzen unter 90° aufweist, die beim Gießen hoch temperaturbelastet wären.

Claims (9)

  1. Luftansaugrohr für eine Brennkraftmaschine, bestehend aus einem weitgehend zylindrischen Hauptrohr und von diesem zu den einzelnen Zylindern abzweigenden, gleichen und gleichgerichteten Saugrohrstutzen, wobei die Saugrohrstutzen mittels Flanschen am Zylinderkopf der Brennkraftmaschine befestigbar sind,
    dadurch gekennzeichnet, daß das Hauptrohr (1) zum Einfahren je eines Gußkerns an beiden Stirnseiten (2, 3) offen ist, die Saugrohrstutzen (4) zum Einfahren je eines weiteren Gußkerns weitgehend gradlinig ausgeführt sind und das Hauptrohr (1) zusammen mit den Saugrohrstutzen (4) einteilig sowie im Druckgußverfahren hergestellt ist.
  2. Luftansaugrohr nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnte, daß das Hauptrohr (1) aus zwei etwa der halben Hauptrohrlange entsprechenden Hauptrohrabschnitten (5, 6) ausgebildet ist.
  3. Luftansaugrohr nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptrohrabschnitte (5, 6) sich zu ihren offenen Stirnseiten (2, 3) hin, vorzugsweise gleichmäßig konisch erweitern.
  4. Luftansaugrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet, daß das Hauptrohr (1) zumindest im Bereich der anschließenden Saugrohrstutzen (4) über einen Teilumfangsabschnitt (13) abgeflacht ist.
  5. Luftansaugrohr nach einem der Ansprüche 2 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptrohrabschnitte (5, 6) an ihren Stirnseiten (2, 3) einen vorzugsweise drei Schraublöcher aufweisenden Befestigungsflansch (8) tragen, der über in Längsrichtung des Hauptrohrs (1) liegende Versteifungsrippen (9) an den Hauptrohrabschnitten (5, 6) abgestützt ist.
  6. Luftansaugrohr nach einem der Ansprüche 2 bis 5
    dadurch gekennzeichnet, daß sich die Hauptrohrabschnitte (5, 6) im Bereich der Stirnseiten (2, 3) vom abgeflachten Hauptrohrabschnitt (5, 6) zu einem kreisrunden Durchtrittsquerschnitt in der Stirnflache (2, 3) erweitern.
  7. Luftansaugrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 6
    dadurch gekennzeichet, daß das Hauptrohr (1) umlaufende Querrippen (11) aufweist.
  8. Luftansaugrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet, daß das Hauptrohr (1) mindestens eine uber die ganze axiale Lange des Hauptrohres laufende Langsrippe (12) aufweist.
  9. Luftansaugrohr nach Anspruch 7 und 8,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Querrippen (11) und die Längsripppe (12) einen Rippenverbund bilden.
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