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Dokumentenidentifikation DE102007017871A1 17.01.2008
Titel Ansaugeinrichtung für eine Brennkraftmaschine
Anmelder Mann + Hummel GmbH, 71638 Ludwigsburg, DE
Erfinder Pereira Madeira, Pedro Miguel, 71679 Asperg, DE
DE-Anmeldedatum 13.04.2007
DE-Aktenzeichen 102007017871
Offenlegungstag 17.01.2008
Veröffentlichungstag im Patentblatt 17.01.2008
IPC-Hauptklasse F02M 35/10(2006.01)A, F, I, 20070413, B, H, DE
Zusammenfassung Eine Ansaugeinrichtung für eine Brennkraftmaschine weist ein Gehäuseteil auf, an dem ein Zusatzbauteil gehalten ist, wobei die Verbindung zwischen Gehäuseteil und Zusatzbauteil mittels mindestens eines Aufnahmebolzens erfolgt, der in eine korrespondierende Aufnahmehülse einsteckbar ist. Aufnahmebolzen und Aufnahmehülse sind einteilig mit jeweils einem der Bauteile ausgebildet.

Beschreibung[de]
Technisches Gebiet

Die Erfindung bezieht sich auf eine Ansaugeinrichtung für eine Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Stand der Technik

In der DE 199 44 855 A1 wird eine Ansaugeinrichtung für eine Brennkraftmaschine beschrieben, die eine Mehrzahl untereinander verbundener Kunststoff-Gehäuseteile umfasst, welche Ansaugkanäle definieren, über die herangeführte Verbrennungsluft den Zylindern der Brennkraftmaschine zuführbar ist. Die einzelnen Gehäuseteile weisen flanschartige Erweiterungen auf, die Schweißflächen bilden, an denen die Gehäuseteile unmittelbar aneinander liegen und miteinander verschweißt sind. Die Ansaugkanäle der Ansaugeinrichtung münden in einen Befestigungs flansch, der Bestandteil der Ansaugeinrichtung ist und in der Montageposition am Zylinderkopf der Brennkraftmaschine befestigt ist. Dieser Befestigungsflansch weist eine erhöhte Stabilität auf.

Offenbarung der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ansaugeinrichtung für eine Brennkraftmaschine zu schaffen, an der ein zusätzliches Bauteil wie beispielsweise ein Aktuator sicher gehalten ist. Es soll insbesondere vermieden werden, dass die von dem Zusatzbauteil herrührenden Kräfte und Momente zu einer Schädigung des Gehäuses der Ansaugeinrichtung führen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche geben zweckmäßige Weiterbildungen an.

Die erfindungsgemäße Ansaugeinrichtung für eine Brennkraftmaschine weist ein Gehäuseteil auf, an dem ein Zusatzbauteil gehalten ist, wobei die Verbindung zwischen dem Gehäuseteil und dem Zusatzbauteil mithilfe eines Aufnahmebolzens erfolgt, der in eine korrespondierende Aufnahmehülse einsteckbar ist und Aufnahmebolzen und Aufnahmehülse jeweils einteilig an einem der zu verbindenden Bauteile angeordnet sind. In dieser Ausführung bildet die Aufnahmehülse einen Bestandteil des einen Bauteiles und der Aufnahmebolzen in entsprechender Weise einen Bestandteil des anderen Bauteils. In der Montagesituation ist der Aufnahmebolzen in die zugeordnete Aufnahmehülse eingeführt, wobei über die Bolzen/Hülsen-Verbindung verhältnismäßig hohe Kräfte und Momente übertragbar sind, und zwar in allen Richtungen radial zur Längsachse von Bolzen bzw. Hülse. Die zumindest annähernd rotationssymmetrische Übertragung der Kräfte und Momente zwischen den Bauteilen ermöglicht eine Vielzahl verschiedener Relativpositionen des Zusatzbauteils am Gehäuseteil. Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass über den verhältnismäßig großen Radius der Aufnahmehülse eine großflächige Einleitung der Kräfte und Momente in das betreffende Bauteil gewährleistet ist, wodurch lokale Kraftspitzen vermieden oder zumindest reduziert werden. Sowohl über die Hülse als auch über den Bolzen können hohe Kräfte und Momente übertragen werden.

Auf Seiten des Gehäuseteils der Ansaugeinrichtung ist eines der Verbindungselemente – entweder die Aufnahmehülse oder der Aufnahmebolzen – in zweckmäßiger Ausführung an einem Befestigungsflansch angeordnet, der Teil der Ansaugeinrichtung ist und über den die gesamte Ansaugeinrichtung an dem Zylinderkopf der Brennkraftmaschine befestigt werden kann. Dieser Befestigungsflansch zeichnet sich durch eine stabile Ausführung aus und ist daher besonders geeignet, die von einem Zusatzbauteil herrührenden Kräfte und Momente aufzunehmen. Zweckmäßig ist der Befestigungsflansch einteilig mit einer Gehäusewandung bzw. einem Teil einer Gehäusewandung der Ansaugeinrichtung ausgebildet.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführung verläuft an der Innenwandung der Aufnahmehülse mindestens eine sich in Achsrichtung erstreckende Innenrippe, die zum einen die Stabilität verbessert und zum anderen auch eine Kompensation von Spiel erlaubt, mit dem der Aufnahmebolzen in die Aufnahmehülse eingeführt ist. Für den Fall, dass insgesamt zwei Aufnahmehülsen mit zwei Aufnahmebolzen vorgesehen sind, um das Zusatzbauteil am Gehäuseteil der Ansaugeinrichtung zu halten, sind zweckmäßig beide Aufnahmehülsen mit derartigen Innenrippen versehen. Hierbei kann es aber vorteilhaft sein, in den Aufnahmehülsen jeweils eine unterschiedliche Anzahl von Innenrippen vorzusehen, um eine größere Einschubtoleranz und zugleich eine gute Zentrierung zu erreichen. Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, in einer Aufnahmehülse zwei um 180° versetzt angeordnete Innenrippen vorzusehen, wohingegen in der zweiten Aufnahmehülse mehrere, über den Umfang verteilte Innenrippen angeordnet sind, beispielsweise acht Innenrippen.

Vorteilhaft ist ein zusätzliches Verbindungselement vorgesehen, über das das Zusatzbauteil an dem Gehäuseteil der Ansaugeinrichtung arretiert wird. Dieses zusätzliche Verbindungselement ist beispielsweise als Schnapp- oder Rastverbindung ausgeführt. In Frage kommen aber auch Schweiß- oder Klebeverbindungen oder auch Schraubverbindungen oder dergleichen. Das zusätzliche Verbindungselement ist insbesondere als ein parallel zur Bolzenlängsachse, gegebenenfalls koaxial zur Bolzenlängsachse gehaltenes Arretierelement ausgeführt, beispielsweise als Schnapp- oder Rastverbindung, welche an der oder benachbart zur Stirnseite der Aufnahmehülse angeordnet ist und in eine entsprechende Aufnahme am anderen Bauteil eingreift. Möglich ist es auch, eine Mehrzahl von Verbindungselementen und Arretierelementen vorzusehen, die sowohl im Bereich der Aufnahmehülse als auch mit Entfernung zur Aufnahmehülse angeordnet sein können.

Bei dem zusätzlichen Bauteil, welches mit der Ansaugeinrichtung zu verbinden ist, handelt es sich zweckmäßig um einen Aktuator, insbesondere um einen Unterdrucksteller, mit dessen Hilfe Klappen im Ansaugtrakt verstellt werden können, die an einer gemeinsamen Achswelle gelagert sind.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:

1 eine perspektivische Ansicht einer Ansaugeinrichtung für eine Brennkraftmaschine, an deren Gehäuse seitlich ein als Unterdrucksteller ausgeführtes Zusatzbauteil angeordnet ist, wobei das Zusatzbauteil zwei Aufnahmehülsen aufweist, die auf zugeordnete Aufnahmebolzen an einem Befestigungsflansch der Ansaugeinrichtung aufschiebbar sind,

2 die Ansaugeinrichtung in einer Perspektive von unten,

3 eine Detaildarstellung des Verbindungsabschnittes zwischen dem Zusatzbauteil und der Ansaugeinrichtung,

4 eine weitere Detaildarstellung des Verbindungsbereiches aus einer anderen Perspektive,

5 ein weiteres Ausführungsbeispiel mit einer Ansaugeinrichtung und einem als Unterdrucksteller ausgeführten Zusatzbauteil in einer modifizierten Ausführung,

6 die Ansaugeinrichtung einschließlich Zusatzbauteil aus 5 in Seitenansicht,

7 das Zusatzbauteil in Alleinstellung in einer perspektivischen Darstellung,

8 die Ansaugeinrichtung in Alleinstellung in einer ersten Seitenansicht, und

9 die Ansaugeinrichtung in einer zweiten Seitenansicht.

In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Ausführungsform(en) der Erfindung

Die in 1 dargestellte Ansaugeinrichtung 1 für eine Brennkraftmaschine besteht aus mehreren Kunststoff-Gehäuseteilen, in denen Ansaugkanäle verlaufen, über die den Zylindern der Brennkraftmaschine Verbrennungsluft zugeführt wird. Die Ansaugeinrichtung 1 umfasst einen Befestigungsflansch 2, der mit einem Luftführungs-Gehäuseteil 3 verbunden ist, in welchem die Ansaugkanäle verlaufen. Des Weiteren ist ein Unterdruckspeicher 6 vorgesehen, der an das Luftführungs-Gehäuseteil 3 angeflanscht ist und ebenfalls als Kunststoff-Gehäuseteil ausgeführt ist.

Fest mit der Ansaugeinrichtung 1 verbunden ist ein Zusatzbauteil 4, bei dem es sich um einen Unterdrucksteller handelt, der über einen Strömungskanal 5 mit dem Unterdruckspeicher 6 strömungsverbunden ist und eine Stellwelle 12 mit daran angeordneten Klappen 13 (2) verstellt, wobei die Klappen 13 im Befestigungsflansch 2 verlaufen und jeweils einem Ansaugkanal zugeordnet sind. Der Aktuator 4 ist seitlich an der Stirnseite des Befestigungsflansches 2 gehalten. Hierfür sind Aufnahmehülsen 8 und 9 einteilig mit dem Gehäuse des Zusatzbauteils 4 ausgebildet, die zur Aufnahme entsprechend ausgebildeter Aufnahmebolzen 10 und 11 (3 und 4) an der Stirnseite des Befestigungsflansches 2 ausgeführt sind. Grundsätzlich ist aber auch eine Ausführung möglich, bei der die Aufnahmebolzen am Zusatzbauteil und die Aufnahmehülsen am Gehäuseteil der Ansaugeinrichtung angeordnet sind.

Der Unterdrucksteller 4 nutzt den über den Strömungskanal 5 herangeführten Unterdruck, um über ein Stellorgan 7, welches Teil des Zusatzbauteiles 4 ist, die Stellwelle zwischen den gewünschten Positionen zu verdrehen.

Wie den 3 und 4 zu entnehmen, sind die Aufnahmehülsen 8 und 9 am Gehäuse des Zusatzbauteiles 4 angeformt und somit einstückig mit diesem ausgebildet. Entsprechend sind auch die beiden Aufnahmebolzen 10 und 11 an der Stirnseite des Befestigungsflansches 2 der Ansaugeinrichtung 1 am Befestigungsflansch angeformt und einstückig mit diesem ausgeführt. Die Aufnahmehülsen 8, 9 mit den darin eingeführten Aufnahmebolzen 10 und 11 stellen eine Verbindung zwischen Zusatzbauteil 4 und Befestigungsflansch 2 dar, die in der Lage ist, hohe Kräfte und Biegemomente zu übertragen, ohne dass die Gefahr besteht, dass eines der beteiligten Bauteile Schaden nimmt.

Zur lösbaren Sicherung des Zusatzbauteils 4 am Befestigungsflansch 2 ist ein Arretierelement 17 vorgesehen, das entweder an den Aufnahmehülsen 8, 9 oder an den Aufnahmebolzen 10, 11 angeordnet ist. In einer ersten Ausführung ist das Arretierelement 17 als Nietverbindung ausgebildet, bestehend aus einem Kunststoffstehbolzen an den Aufnahmebolzen 10, 11, der in eine korrespondierende Ausnehmung in den Aufnahmehülsen 8, 9 einragt. Diese Kunststoffstehbolzen werden nach dem Zusammenbau am Kopf angeschmolzen und stellen eine lösbare Verbindung her.

In einer zweiten Ausführung ist das Arretierelement 17 als Schraubverbindung ausgebildet, bestehend aus einer Schraube, die in die Aufnahmehülsen 8, 9 eingeführt und mit den Aufnahmebolzen 10, 11 verschraubt wird.

In 4 ist zu erkennen, dass auf der Innenseite der Aufnahmehülsen 8 und 9 jeweils in Achsrichtung verlaufende Innenstege bzw. Innenrippen 14 angeordnet sind, die sich gegenüber der inneren Mantelfläche erheben. In den beiden Aufnahmehülsen 8 und 9 sind jeweils eine unterschiedliche Anzahl derartiger Innenrippen 14 angeordnet; im Ausführungsbeispiel sind in der einen Aufnahmehülse 8 zwei Innenrippen vorgesehen, die um 180° versetzt angeordnet sind, in der gegenüberliegenden, zweiten Aufnahmehülse 9 sind dagegen insgesamt acht über den Umfang verteilte Innenrippen vorgesehen. Die Innenrippen 14 verbessern zum einen die Stabilität der Verbindung zwischen den Bauteilen 2 und 4, zum anderen ermöglichen sie auch einen Toleranzausgleich bezüglich der in die Aufnahmehülsen 8 und 9 eingeschobenen Aufnahmebolzen 10 bzw. 11.

In den folgenden 5 bis 9 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine Ansaugeinrichtung für eine Brennkraftmaschine mit einem an der Ansaugeinrichtung 1 gehaltenen Zusatzbauteil 4 dargestellt. Das Zusatzbauteil 4 ist wie im vorangegangenen Ausführungsbeispiel als Unterdrucksteller bzw. Aktuator ausgeführt, der über das Stellorgan 7 die Stellwelle und die an der Stellwelle gehaltenen Klappen betätigt. Das Zusatzbauteil 4 ist an einem Kunststoff-Gehäuseteil 15 der Ansaugeinrichtung 1 gehalten. Hierfür sind am Gehäuse des Zusatzbauteils die Aufnahmehülsen 8 und 9 vorgesehen, in die die korrespondierenden Aufnahmebolzen 10 und 11 einragen, welche einteilig am Gehäuseteil 15 ausgebildet sind.

Für eine zusätzliche Verbindung zwischen den Bauteilen 4 und 15 sorgen zusätzliche Arretierelemente 17, die in den 8 und 9 dargestellt sind und als Rast- bzw. Schnappelemente ausgeführt sind, die einteilig mit dem Gehäuse des Gehäuseteils 15 ausgebildet sind. Es sind insgesamt vier derartige Arretierelemente 17 vorgesehen, von denen jeweils zwei oberhalb und unterhalb der Aufnahmebolzen 10 am Gehäuseteil 15 angeordnet sind. Diese Arretierelemente 17 greifen in der Arretierposition in entsprechend ausgebildete Einrastöffnungen 18 ein, die gemäß 7 am Gehäuse des Zusatzbauteiles 4 ausgebildet sind und unmittelbar oberhalb bzw. unterhalb der Aufnahmehülsen 8 bzw. 9 angeordnet sind. Auch die Arretierelemente 17 ermöglichen eine formschlüssige, jedoch wieder lösbare Verbindung.

Die Gehäuseteile der Ansaugeinrichtung sind vorteilhaft ebenso wie das Zusatzbauteil als Kunststoff-Bauteile ausgeführt, die insbesondere im Spritzgussverfahren hergestellt werden.


Anspruch[de]
Ansaugeinrichtung für eine Brennkraftmaschine, mit einem Gehäuseteil (2, 15), an dem ein Zusatzbauteil (4) gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung zwischen dem Gehäuseteil (2, 15) und dem Zusatzbauteil (4) mittels mindestens eines Aufnahmebolzens (10, 11) erfolgt, der in eine korrespondierende Aufnahmehülse (8, 9) einsteckbar ist, wobei Aufnahmebolzen (10, 11) und Aufnahmehülse (8, 9) einteilig mit jeweils einem der Bauteile (2, 4, 15) ausgebildet sind. Ansaugeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Aufnahmebolzen (10, 11) bzw. Aufnahmehülsen (8, 9) vorgesehen sind. Ansaugeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Innenwandung der Aufnahmehülse (8, 9) mindestens eine in Achsrichtung verlaufende Innenrippe (14) angeordnet ist. Ansaugeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl über den Umfang verteilter Innenrippen (14) vorgesehen sind. Ansaugeinrichtung nach Anspruch 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass in den beiden Aufnahmehülsen (8, 9) eine unterschiedliche Anzahl an Innenrippen (14) angeordnet sind. Ansaugeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein zusätzliches Verbindungselement vorgesehen ist, über das das Zusatzbauteil (4) an dem Gehäuseteil (15) der Ansaugeinrichtung (1) gehalten ist. Ansaugeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Zusatzbauteil (4) über ein am oder benachbart zum Aufnahmebolzen (10, 11) bzw. zur Aufnahmehülse (8, 9) angeordnetes Arretierelement (17) am Gehäuseteil (15) arretiert ist. Ansaugeinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Arretierelement (17) als Schnapp- oder Rastverbindung ausgebildet ist. Ansaugeinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Arretierelement (17) als Schraubverbindung ausgebildet ist. Ansaugeinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Arretierelement (17) als Nietverbindung ausgebildet ist. Ansaugeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Zusatzbauteil (4) ein Unterdrucksteller ist. Ansaugeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuseteil (2) ein Befestigungsflansch (2) ist, über den die Ansaugeinrichtung (1) an dem Zylinderkopf der Brennkraftmaschine zu befestigen ist.






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