EP0576729A1 - Ansaugkrümmer für eine Verbrennungskraftmaschine mit einem Zylinderkopf - Google Patents

Ansaugkrümmer für eine Verbrennungskraftmaschine mit einem Zylinderkopf Download PDF

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EP0576729A1
EP0576729A1 EP92121543A EP92121543A EP0576729A1 EP 0576729 A1 EP0576729 A1 EP 0576729A1 EP 92121543 A EP92121543 A EP 92121543A EP 92121543 A EP92121543 A EP 92121543A EP 0576729 A1 EP0576729 A1 EP 0576729A1
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intake
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cylinder head
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Klaus Döhring
Chris Andrews
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DOEHRING, KLAUS
Carl Freudenberg KG
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Carl Freudenberg KG
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    • F05C2225/00Synthetic polymers, e.g. plastics; Rubber
    • F05C2225/08Thermoplastics

Definitions

  • the invention relates to an intake manifold for an internal combustion engine with a cylinder head, comprising at least one intake pipe with an intake flange for gas-tight attachment to the cylinder head, wherein a bypass line is provided for feeding a secondary gas into an intake opening of the internal combustion engine and the gas is connected to the intake port Bypass line can be fed.
  • Such intake manifolds are generally known and mostly consist of a metallic material or plastic. It should be noted, however, that the secondary gas is supplied through lines that are located outside the intake manifold and that the intake manifolds have undesirable accumulations of material, particularly in the transition area between the intake pipe and the intake flange.
  • the invention has for its object to further develop an intake manifold of the known type such that a bypass line for feeding a secondary gas is integrated into the component, that the intake manifold is inexpensive to manufacture in terms of production technology and economics and that undesirable material accumulations are avoided.
  • the bypass line is formed by a groove of the intake flange which is open in the direction of the cylinder head and the connection is connected to one end and the intake opening to the other end of the groove.
  • the advantage here is that the secondary gas is led up to the connection and then into the bypass line, which is limited on the one hand by the intake flange and on the other hand in the direction of the cylinder head.
  • the gas passes through the bypass line directly into the intake pipe and thus into the internal combustion engine.
  • the bypass line is preferably arranged between the intake pipe and the openings for fastening the intake manifold.
  • the bypass line is particularly easy to manufacture, since the open groove in the direction of the cylinder head, like the rest of the intake manifold, can be removed from one side. Undesired material accumulations, which are unsatisfactory in terms of production technology, since they lead to different shrinkage, can be avoided in the construction and manufacture of the intake manifold according to the invention.
  • the groove extends directly to the cylinder head and is sealed thereon by a flat, molded part or a liquid seal.
  • the cross section of the bypass line can be optimally adapted to the particular circumstances of the application by the depth of the groove.
  • the secondary gas can be vented, for example, from the crankcase of the internal combustion engine, the connection being connected to the crankcase ventilation of the internal combustion engine.
  • Another application of the intake manifold can be that the hose connection is connected to an exhaust gas recirculation device or an idle charge control of the internal combustion engine.
  • the secondary gases generated in these areas can be fed back into the machine and used for the combustion process.
  • connection can be arranged symmetrically between the intake pipes of the intake manifold, so that the bypass line consists of at least two sections of equal length.
  • the advantage here is that equal amounts of the secondary gas are fed into the intake pipes assigned to the individual cylinders and the same mixture is therefore available for all cylinders for optimal combustion.
  • the partial sections of the bypass line for the two middle intake pipes can be at least partially led around them, the two outer intake pipes being connected to the connection in the relatively more direct way.
  • connection can be designed as a hose connection and be made in one piece with the suction flange. This results in good sealing and good performance properties over a long period of use.
  • connection can be formed by at least one opening in the cylinder head.
  • the bypass line can be delimited on the side facing the cylinder head by a seal which is made of an elastomeric material.
  • the elastomeric material can enclose a seal carrier, which preferably consists of a hard plastic, wherein the connection can be formed in one piece with the seal carrier.
  • the seal can be positioned in the groove by an integrally molded holding device, which facilitates the assembly of the intake manifold.
  • the holding device can be formed, for example, by a holding section of the seal carrier projecting in the direction of the groove, the holding section being able to be brought into engagement with the groove.
  • Uniform wall thicknesses of the intake manifold and the cross section of the bypass line can be exactly maintained by using the seal, since the seal can, for example, close part of the groove open in the direction of the cylinder head with the holding device.
  • the intake manifold consists of a polymeric material.
  • the intake manifold is therefore easy to manufacture and has a significantly reduced weight compared to a metallic intake manifold.
  • the intake flange made of plastic can have openings for fastening to the cylinder head, into which non-creeping material bushings are inserted in a non-positive and / or positive manner, are used for example made of sintered metal.
  • the advantage here is that the intake manifold is permanently attached to the cylinder head and relaxation phenomena of the plastic used do not lead to an impairment of the performance properties.
  • the bushes are supported on the one hand directly on the cylinder head and on the other hand on the fastening element, for example on the screw.
  • the bushings can have a toothing which engages with the plastic of the intake manifold. This ensures power transmission between the bushing and flange.
  • FIG. 1 a view of the intake manifold is shown;
  • FIG. 2 shows a detail from the intake manifold according to FIG. 1.
  • FIG. 1 the view of an intake manifold for an internal combustion engine with 4 cylinders is shown, which comprises four intake pipes 1.1, 1.2, 1.3, 1.4 and an intake flange 2.
  • the bypass line 3 is provided with a connection 4, which is designed as a hose connection, and is used to feed a secondary gas into the internal combustion engine.
  • the connection 4 is connected to the crankcase of the internal combustion engine for ventilation.
  • the bypass line 3 is formed by a groove 5 in the intake flange 2, which is open in the direction of the cylinder head for easier manufacture.
  • the hose connection is formed in one piece with the intake flange 2 and connected to one end of the groove 5.
  • the groove 5 extends from the connection 4 to the intake manifold 1 of the intake manifold.
  • connection 4 is arranged symmetrically between the intake pipes 1.1 to 1.4 and the bypass line 3 is divided into four sections 3.1 to 3.4 of equal length.
  • the two intake pipes 1.2, 1.3 closest to the connection 4 are connected to the crankcase ventilation via the sections 3.2, 3.3, which at least partially extend along the circumference of the intake pipes 1.2, 1.3.
  • the sections 3.1, 3.4 of the bypass line 3, which lead from the connection 4 into the outer intake pipes 1.1, 1.4, have the same length as the adjacent sections 3.2, 3.3.
  • a seal 6 made of elastomeric material is provided to seal the intake flange 2 from the cylinder head.
  • the seal 6 comprises a seal carrier (9) made of a hard plastic, which is partially enclosed by elastomeric material.
  • the seal carrier 9 is positioned with a projection 9.1 in the groove 5.
  • the hose connection can be formed in one piece with the seal carrier 9.
  • Different configurations of the seal 6, for. B. without seal carrier 9.1 when using a connection 4, which is formed by an opening in the cylinder head, are also possible.
  • the groove 5 is arranged between the intake pipe 1 and the opening 7. The wall thicknesses of the intake manifold are essentially the same, so that undesirable material accumulations are avoided.
  • the bushing 8 which is inserted in the opening 7 in a non-positive and / or positive manner, consists in this exemplary embodiment of brass.
  • the bushing 8 has a surface structure in a partial region of its axial extent for secure fixing within the opening 7.

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Abstract

Ansaugkrümmer für eine Verbrennungskraftmaschine mit einem Zylinderkopf, umfassend zumindest ein Ansaugrohr (1) mit einem Ansaugflansch (2) zur gasdichten Befestigung an dem Zylinderkopf, wobei eine Bypassleitung (3) zur Einspeisung eines sekundären Gases in eine Ansaugöffnung einer Verbrennungskraftmaschine vorgesehen ist und wobei das Gas mittels eines Anschlusses (4) in die Bypassleitung (3) einspeisbar ist. Die Bypassleitung (3) ist durch eine in Richtung des Zylinderkopfs offene Nut (5) des Ansaugflanschs (2) gebildet und der Anschluß (4) ist mit dem einen Ende und die Ansaugöffnung mit dem anderen Ende der Nut (5) verbunden. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Ansaugkrümmer für eine Verbrennungskraftmaschine mit einem Zylinderkopf, umfassend zumindest ein Ansaugrohr mit einem Ansaugflansch zur gasdichten Befestigung an dem Zylinderkopf, wobei eine Bypassleitung zur Einspeisung eines sekundären Gases in eine Ansaugöffnung der Verbrennungskraftmaschine vorgesehen ist und wobei das Gas mittels eines Anschlusses in die Bypassleitung einspeisbar ist.
  • Solche Ansaugkrümmer sind allgemein bekannt und bestehen zumeist aus einem metallischen Werkstoff oder aus Kunstsoff. Dabei ist allerdings zu beachten, daß das sekundäre Gas durch Leitungen zugeführt wird, die sich außerhalb des Ansaugkrümmers befinden und daß die Ansaugkrümmer herstellungsbedingt unerwünschte Materialanhäufungen, insbesondere im Übergangsbereich zwischen dem Ansaugrohr und dem Ansaugflansch aufweisen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Ansaugkrümmer der vorbekannten Art derart weiter zu entwickeln, daß eine Bypassleitung zur Einspeisung eines sekundären Gases in das Bauteil integriert ist, daß der Ansaugkrümmer in fertigungstechnischer und wirtschaftlicher Hinsicht günstig herstellbar ist und daß unerwünschte Materialanhäufungen vermieden werden.
  • Diese Aufgabe wird bei dem erfindungsgemäßen Ansaugkrümmer durch Anspruch 1 gelöst, auf vorteilhafte Ausgestaltungen nehmen die Unteransprüche Bezug.
  • Im Hinblick auf eine einfache und unkomplizierte Zuführung eines sekundären Gases in die Verbrennungskraftmaschine ist die Bypassleitung durch eine in Richtung des Zylinderkopfes offene Nut des Ansaugflansches gebildet und der Anschluß ist mit dem einen Ende und die Ansaugöffnung mit dem anderen Ende der Nut verbunden. Hierbei ist von Vorteil, daß das sekundäre Gas bis an den Anschluß geführt wird und anschließend in die Bypassleitung, die einerseits durch den Ansaugflansch und andererseits in Richtung des Zylinderkopfs begrenzt ist. Durch die Bypassleitung gelangt das Gas direkt in das Ansaugrohr und somit in die Verbrennungskraftmaschine. Die Bypassleitung ist bevorzugt zwischen dem Ansaugrohr und den Durchbrechungen zur Befestigung des Ansaugkrümmers angeordnet. Die Bypassleitung ist besonders einfach herstellbar, da die in Richtung des Zylinderkopfs offene Nut, ebenso wie der Rest des Ansaugkrümmers von einer Seite entformt werden können. Unerwünschte Materialanhäufungen, die in fertigungstechnischer Hinsicht wenig befriedigend sind, da sie zu unterschiedlichem Schrumpf führen, können bei der Konstruktion und der Fertigung des erfindungsgemäßen Ansaugkrümmers vermieden werden. Im einfachsten Falle kann es vorgesehen sein, daß sich die Nut bis direkt an den Zylinderkopf erstreckt und an diesem durch eine Flach-, Formteil- oder eine Flüssigdichtung abgedichtet ist. Der Querschnitt der Bypassleitung kann den jeweiligen Gegebenheiten des Anwendungsfalls in optimaler Weise durch die Tiefe der Nut angepaßt sein.
  • Das sekundäre Gas kann beispielsweise aus dem Kurbelgehäuse der Verbrennungskraftmaschine entlüftet sein, wobei der Anschluß mit der Kurbelgehäuseentlüftung der Verbrennungskraftmaschine verbunden ist.
  • Eine andere Anwendung des Ansaugkrümmers kann darin bestehen, daß der Schlauchanschluß mit einer Abgasrückführvorrichtung oder einer Leerlauffüllungsregelung der Verbrennungskraftmaschine verbunden ist. Die in diesen Bereichen anfallenden, sekundären Gase können dadurch der Maschine wieder zugeführt und für den Verbrennungsablauf genutzt werden.
  • Bei Verwendung des Ansaugkrümmers an mehrzylindrigen Verbrennungskraftmaschinen kann der Anschluß symmetrisch zwischen den Ansaugrohren des Ansaugkrümmers angeordnet sein, so daß die Bypassleitung aus zumindest zwei gleichlangen Teilabschnitten besteht. Hierbei ist von Vorteil, daß gleiche Mengen des sekundären Gases in die den einzelnen Zylindern zugeordneten Ansaugrohre geführt werden und dadurch für alle Zylinder das gleiche Gemisch für eine optimale Verbrennung bereitsteht. Bei einer 4-Zylinder Reihenmaschine beispielsweise und einer Anordnung des Anschlusses zwischen den beiden mittleren Ansaugrohren können die Teilabschnitte der Bypassleitung für die beiden mittleren Ansaugrohre zumindest teilweise um diese herumgeführt sein, wobei die beiden äußeren Ansaugrohre auf dem relativ direkteren Weg mit dem Anschluß verbunden sind.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann der Anschluß als Schlauchanschluß ausgebildet sein und einstückig mit dem Ansaugflansch ausgeführt sein. Eine gute Abdichtung und gute Gebrauchseigenschaften während einer langen Gebrauchsdauer sind dadurch bedingt.
  • Nach einer anderen Ausgestaltung kann der Anschluß durch zumindest eine Öffnung im Zylinderkopf gebildet sein. Hierbei ist von Vorteil, daß keine zusätzliche Verschlauchung erforderlich ist, wodurch einerseits der Einbauraum der Verbrennungskraftmaschine nicht weiter begrenzt wird und andererseits Wartungs- und Kontrollarbeiten in diesem Bereich entfallen können.
  • Die Bypassleitung kann auf der dem Zylinderkopf zugewandten Seite durch eine Dichtung begrenzt sein, die aus einem elastomeren Werkstoff besteht. In Abhängigkeit von den jeweiligen Gegebenheiten des Anwendungsfalls kann das elastomere Material einen Dichtungsträger umschließen, der bevorzugt aus einem Hartkunststoff besteht, wobei der Anschluß einstückig mit dem Dichtungsträger ausgebildet sein kann. Die Dichtung kann in der Nut durch eine einstückig angeformte Haltevorrichtung positioniert sein, wodurch die Montage des Ansaugkrümmers erleichtert wird.
  • Die Haltevorrichtung kann beispielsweise durch einen in Richtung der Nut vorspringenden Halteabschnitt des Dichtungsträgers gebildet sein, wobei der Halteabschnitt mit der Nut in Eingriff bringbar ist.Gleichmäßige Wandstärken des Ansaugkrümmers und der Querschnitt der Bypassleitung können durch die Verwendung der Dichtung genau eingehalten werden, da die Dichtung beispielsweise mit der Haltevorrichtung einen Teil der in Richtung des Zylinderkopfes offenen Nut verschließen kann.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist es vorgesehen, daß der Ansaugkrümmer aus einem polymeren Werkstoff besteht. Der Ansaugkrümmer ist dadurch einfach herstellbar und weist im Vergleich zu einem metallischen Ansaugkrümmer ein deutlich verringertes Gewicht auf.
  • Der Ansaugflansch aus Kunststoff kann zur Befestigung am Zylinderkopf Durchbrechungen aufweisen, in die kraft- und/oder formschlüssig Buchsen aus einem nicht kriechenden Material, beispielsweise aus Sintermetall eingesetzt sind. Hierbei ist von Vorteil, daß der Ansaugkrümmer dauerhaft am Zylinderkopf befestigt ist und Relaxationserscheinungen des verwendeten Kunststoffs nicht zur einer Beeinträchtigung der Gebrauchseigenschaften führen. Die Buchsen stützen sich einerseits direkt am Zylinderkopf und andererseits am Befestigungselement, beispielsweise an der Schraube ab. Die Buchsen können beispielsweise im Bereich ihrer Oberfläche eine Verzahnung aufweisen, die mit dem Kunststoff des Ansaugkrümmers in Eingriff ist. Dadurch wird die Kraftübertragung zwischen Buchse und Flansch gewährleistet.
  • Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Ansaugkrümmers für eine Verbrennungskraftmaschine mit einem Zylinderkopf ist nachfolgend anhand der als Anlage beigefügten Zeichnungen weiter verdeutlicht. Diese zeigen die zu berücksichtigenden Einzelkomponenten teilweise in schematischer Darstellung.
  • In Figur 1 ist eine Ansicht des Ansaugkrümmers gezeigt; in Figur 2 ein Ausschnitt aus dem Ansaugkrümmer gemäß Figur 1.
  • In Figur 1 ist die Ansicht eines Ansaugkrümmers für eine Verbrennungskraftmaschine mit 4 Zylindern dargestellt, der vier Ansaugrohre 1.1, 1.2, 1.3, 1.4 und einen Ansaugflansch 2 umfaßt. Die Bypassleitung 3 ist mit einem Anschluß 4, der als Schlauchanschluß ausgebildet ist, versehen und dient zur Einspeisung eines sekundären Gases in die Verbrennungskraftmaschine. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Anschluß 4 zur Entlüftung mit dem Kurbelgehäuses der Verbrennungskraftmaschine verbunden. Die Bypassleitung 3 ist durch eine Nut 5 in Ansaugflansch 2 gebildet, die zur leichteren Herstellung in Richtung des Zylinderkopfs offen ist. Der Schlauchanschluß ist in diesem Ausführungsbeispiel einstückig mit dem Ansaugflansch 2 ausgebildet und mit dem einen Ende der Nut 5 verbunden. Die Nut 5 erstreckt sich vom Anschluß 4 bis zum Ansaugrohr 1 des Ansaugkrümmers. Der Anschluß 4 ist symmetrisch zwischen den Ansaugrohren 1.1 bis 1.4 angeordnet und die Bypassleitung 3 ist in vier gleichlange Teilabschnitte 3.1 bis 3.4 aufgeteilt. Die beiden dem Anschluß 4 am nächsten liegenden Ansaugrohre 1.2, 1.3 sind über die Teilabschnitte 3.2, 3.3, die sich zumindest teilweise entlang des Umfangs der Ansaugrohre 1.2, 1.3 erstrecken, mit der Kurbelgehäuseentlüftung verbunden. Die Teilabschnitte 3.1, 3.4 der Bypassleitung 3, die vom Anschluß 4 in die äußeren Ansaugrohre 1.1, 1.4 führen, weisen die gleiche Länge auf, wie die benachbarten Teilabschnitte 3.2, 3.3.
  • Zur Abdichtung des Ansaugflanschs 2 gegenüber dem Zylinderkopf ist eine Dichtung 6 aus elastomerem Werkstoff vorgesehen. Wie in Figur 2 dargestellt, umfaßt die Dichtung 6 einen Dichtungsträger (9) aus einem Hartkunststoff, der von elastomerem Werkstoff teilweise umschlossen ist. Der Dichtungsträger 9 ist mit einem Vorsprung 9.1 in der Nut 5 positioniert. Nach einem von Figur 1 abweichenden Ausführungsbeispiel kann der Schlauchanschluß einstückig mit dem Dichtungsträger 9 ausgebildet sein. Abweichende Ausgestaltungen der Dichtung 6, z. B. ohne Dichtungsträger 9.1 bei Verwendung eines Anschlusses 4, der durch eine Öffnung im Zylinderkopf gebildet ist, sind ebenfalls möglich. Die Nut 5 ist zwischen dem Ansaugrohr 1 und der Durchbrechung 7 angeordnet. Die Wandstärken des Ansaugkrümmers sind im wesentlichen gleich, so daß unerwünschte Materialanhäufungen vermieden werden. Die Buchse 8, die in der Durchbrechung 7 kraft- und/oder formschlüssig eingesetzt ist, besteht in diesem Ausführungsbeispiel aus Messing. Die Buchse 8 weisen in einem Teilbereich ihrer axialen Erstreckung eine Oberflächenstruktur zur sicheren Festlegung innerhalb der Durchbrechung 7 auf. Die Verwendung von Buchsen 8 aus davon abweichendem, nicht kriechendem Material, wie beispielsweise Sintermetall, ist ebenfalls möglich.

Claims (14)

  1. Ansaugkrümmer für eine Verbrennungskraftmaschine mit einem Zylinderkopf, umfassend zumindest ein Ansaugrohr mit einem Ansaugflansch zur gasdichten Befestigung an dem Zylinderkopf, wobei eine Bypassleitung zur Einspeisung eines sekundären Gases in eine Ansaugöffnung der Verbrennungskraftmaschine vorgesehen ist und wobei das Gas mittels eines Anschlusses in die Bypassleitung einspeisbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Bypassleitung (3) durch eine in Richtung des Zylinderkopfs offene Nut (5) des Ansaugflansches (2) gebildet ist und daß der Anschluß (4) mit dem einen Ende und die Ansaugöffnung mit dem anderen Ende der Nut (5) verbunden ist.
  2. Ansaugkrümmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschluß (4) mit der Kurbelgehäuseentlüftung der Verbrennungskraftmaschine verbunden ist.
  3. Ansaugkrümmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschluß (4) mit einer Abgasrückführvorrichtung verbunden ist.
  4. Ansaugkrümmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschluß (4) mit einer Leerlauffüllungsregelungsvorrichtung verbunden ist.
  5. Ansaugkrümmer nach Anspruch 1 bis 4, mit zumindest zwei Ansaugrohren, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschluß (4) symmetrisch zwischen den Ansaugrohren (1.1, 1.2) angeordnet ist und die Bypassleitung (3) aus zumindest zwei gleichlangen Teilabschnitten (3.1, 3.2) besteht.
  6. Ansaugkrümmer nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschluß (4) als Schlauchanschluß ausgebildet ist und daß der Schlauchanschluß einstückig mit dem Ansaugflansch (2) ausgeführt ist.
  7. Ansaugkrümmer nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschluß (4) durch zumindest eine Öffnung im Zylinderkopf gebildet ist.
  8. Ansaugkrümmer nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bypassleitung (3) auf der dem Zylinderkopf zugewandten Seite durch eine Dichtung (6) begrenzt ist, die aus einem elastomeren Werkstoff gebildet ist.
  9. Ansaugkrümmer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (6) aus einem einen Dichtungsträger (9) umschließenden elastomeren Werkstoff gebildet ist.
  10. Ansaugkrümmer nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschluß (4) einstückig mit dem Dichtungsträger (9) ausgebildet ist.
  11. Ansaugkrümmer nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungsträger (9) im Bereich der Bypassleitung (3) zumindest eine Haltevorrichtung aufweist.
  12. Ansaugkrümmer nach Anspruch 1 bis 11, gekennzeichnet durch die Verwendung eines polymeren Werkstoffs.
  13. Ansaugkrümmer nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansaugflansch (2) zur Befestigung am Zylinderkopf Durchbrechungen (7) aufweist und daß in die Durchbrechungen (7) kraft- und/oder formschlüssig Buchsen (8) aus einem nicht kriechenden Material eingesetzt sind.
  14. Ansaugkrümmer nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Buchsen (8) aus einem Sintermetall bestehen.
EP92121543A 1992-07-03 1992-12-18 Ansaugkrümmer für eine Verbrennungskraftmaschine mit einem Zylinderkopf Expired - Lifetime EP0576729B1 (de)

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DE4221913A DE4221913C1 (de) 1992-07-03 1992-07-03 Ansaugkrümmer für eine Verbrennungskraftmaschine mit einem Zylinderkopf

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EP0576729A1 true EP0576729A1 (de) 1994-01-05
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EP92121543A Expired - Lifetime EP0576729B1 (de) 1992-07-03 1992-12-18 Ansaugkrümmer für eine Verbrennungskraftmaschine mit einem Zylinderkopf

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