DE102004036045A1

DE102004036045A1 - Verbrennungskraftmaschine mit einer Montagebaugruppe

Info

Publication number: DE102004036045A1
Application number: DE200410036045
Authority: DE
Inventors: Bruno Hezel; Dietmar Uhlenbrock
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2004-07-24
Filing date: 2004-07-24
Publication date: 2006-03-16
Also published as: FR2873406A1; FR2873406B1

Abstract

Eine Verbrennungskraftmaschine mit einer Zylinderkopfhaube (10), einem Saugrohr oder einer anderen Montagebaugruppe (52) sowie einem pneumatischen Druckwandler (18), einem pneumatischen Druckregelventil, einem pneumatischen Sperrventil, einem Ölabscheider, einem Luftfilter oder einem anderen pneumatischen Element ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, dass das pneumatische Element (18) in die Montagebaugruppe (10, 52) integriert ist. Ferner wird ein Verfahren zum Montieren eines pneumatischen Druckwandlers (18) an einer Montagebaugruppe vorgeschlagen, insbesondere einer Zylinderkopfhaube (10) einer Verbrennungskraftmaschine, mit den Schritten: a) Einbringen einer Spule (28) des Druckwandlers (18) in die Montagebaugruppe (10); b) Verrammen der Spule (28) in der Montagebaugruppe (10); c) Einbringen eines Ankers (34) in die Montagebaugruppe (10); d) Verschließen der Montagebaugruppe (10) mit einem Deckel (38).

Description

Die Erfindung betrifft eine Verbrennungskraftmaschine mit einer Zylinderkopfhaube, einem Saugrohr oder einer anderen Montagebaugruppe sowie einem pneumatischen Druckwandler, einem pneumatischen Druckregelventil, einem pneumatischen Sperrventil, einem Ölabscheider, einem Luftfilter oder einem anderen pneumatischen Element. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Montieren eines pneumatischen Druckwandlers an einer Montagebaugruppe, insbesondere einer Zylinderkopfhaube einer Verbrennungskraftmaschine.

Bei modernen Kraftfahrzeugen werden verstärkt pneumatische Elemente eingesetzt, wie beispielsweise Ventile, die zum Steuern der Funktion der Verbrennungskraftmaschine selbst oder zum Steuern weiterer Zusatzaggregate des Kraftfahrzeugs verwendet werden. Häufig kommt eine Vielzahl von Ventilen, die zum Teil auch unterschiedliche Funktionen erfüllen, innerhalb des Fahrzeugs vor. Solche Ventile werden bislang oft einzeln montiert, was zu vergleichsweise hohen Montagekosten führt.

Es ist ferner bekannt mehrere Ventile zu Ventilblöcken zu gruppieren. So ist beispielsweise aus EP 0 627 349 A1 ein Ventilblock bekannt, bei dem mehrere Magnetventile an einer Zwischenplatte für eine Elektroverkabelung vorgesehen sind. Aus EP 0 686 239 B1 ist ein Ventilblock mit einer Grundplatte mit Pneumatikverkabelung in Form von Kanälen für Zu- und Abluft von Anschlussöffnungen in einem zum Anbau von speziellen Ventilen geeigneten Lochbild und mit einer Elektroverkabelung bekannt. Trotz des Einsatzes solcher Zwischen- bzw. Grundplatten sind die bekannten Konstruktionen noch vergleichsweise teuer herzustellen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verbrennungskraftmaschine mit verschiedenen pneumatischen Elementen bereitzustellen, bei der die Nachteile des Standes der Technik überwunden sind und insbesondere Herstellungs- sowie Montagekosten reduziert sind.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß mit einer gattungsgemäßen Verbrennungskraftmaschine gelöst, bei der mindestens ein pneumatisches Element in die Montagebaugruppe, wie beispielsweise die Zylinderkopfhaube oder das Saugrohr, integriert ausgebildet ist. Ferner ist die Aufgabe mit einem eingangs genannten Verfahren gelöst, bei dem eine Spule des Druckwandlers in die Montagebaugruppe wie beispielsweise die Zylinderkopfhaube, eingebracht wird, die Spule in der Montagebaugruppe verrammt wird, ein Anker des Druckwandlers in die Montagebaugruppe mit eingebracht wird und diese nachfolgend mit einem Deckel verschlossen wird.

Mit anderen Worten liegt der Kern der Erfindung darin, dass beispielsweise ein oder mehrere pneumatische Druckwandler in einer Zylinderkopfhaube, einem Saugmodul oder einer anderen Montagebaugruppe einer Verbrennungskraftmaschine integriert sind. Neben pneumatischen Druckwandlern können insbesondere auch pneumatische Magnetventile vorteilhaft in solche Montagebaugruppen integriert werden. Dabei nutzt die Erfindung insbesondere den Umstand, dass bekannte Zylinderkopfhauben und auch Saugmodule in der Regel vorzugsweise aus Kunststoff hergestellt sind. Auch bekannte pneumatische Druckwandler und Magnetventile haben ein Kunststoffgehäuse. Durch die erfindungsgemäße Integration solcher pneumatischer Elemente in Motor-Montagebaugruppen aus Kunststoff kann die Anzahl der Gehäuse reduziert und es können die Herstellungs- und Montagekosten teilweise erheblich gesenkt werden. Darüber hinaus kann erfindungsgemäß auch der Verkabelungsaufwand an der Verbrennungskraftmaschine verringert werden.

Erfindungsgemäß sind also für die integrierten pneumatischen Elemente keine gesonderten Gehäuse und insbesondere keine Trägerplatten notwendig. Die pneumatischen Elemente sind darüber hinaus an der Verbrennungskraftmaschine besonders stabil befestigt. Dies kann ein wichtiger Vorteil sein, weil bei modernen Verbrennungskraftmaschinen beispielsweise pneumatische Druckwandler einer Beschleunigung von bis zu 40 g unterworfen sind. Zugleich müssen die Druckwandler stabil funktionieren und beispielsweise einen definierten Mischdruck von zirka 0 mbar bis zirka – 750 mbar Unterdruck bereitstellen. Dieser variable Mischdruck wird am Druckwandler durch ein Mischen mit Atmosphären- bzw. Umgebungsdruck hergestellt. Der Mischdruck wird nachfolgend beispielsweise an einer vorgespannten Unterdruckdose angeschlossen, die zum Betätigen eines stufenlosen Stellers dient. Solche Steller können z.B. das Abgasrückführventil, die Drosselklappe, das Waste-Gate oder Steller für einen VTG-Lader sein.

Die erwähnte Reduzierung der Montagekosten wirkt sich insbesondere vorteilhaft für den Hersteller des Kraftfahrzeugs selbst aus, denn bei diesem können Montageschritte eingespart werden und ein Anbringen/Verschrauben der pneumatischen Elemente an Montagebaugruppen der Verbrennungskraftmaschine entfällt dort. Mit der erfindungsgemäßen Vorgehensweise können besonders vorteilhaft mehrere pneumatische Elemente, insbesondere mehrere pneumatische Druckwandler, an einer Montagebaugruppe integriert und diese können dann durch einen gemeinsamen pneumatischen Anschluss gespeist werden. So können beispielsweise gemeinsame Steuer- oder Unterdruckanschlüsse vorgesehen werden.

Durch die Integration mehrerer pneumatischer Elemente können diese auch einzelne Bauteile gemeinsam nutzen, wodurch wiederum Kosten eingespart werden können. So ist besonders vorteilhaft der genannte pneumatische Anschluss ein Atmosphärenanschluss, an dem insbesondere ein gemeinsam genutzter Luftfilter vorgesehen ist.

Zum Verteilen von Luft zwischen einem pneumatischen Anschluss und den pneumatischen Elementen sind besonders vorteilhaft in der Montagebaugruppe selbst integrierte Kanäle ausgebildet.

Ferner können an den erfindungsgemäßen Montagebaugruppen mit den darin beispielsweise integrierten pneumatischen Druckwandlern vorteilhaft auch elektrische Anschlüsse integriert sein. Solche Anschlüsse können wiederum gemeinsam von mehreren pneumatischen Elementen genutzt werden. So kann beispielsweise ein gemeinsamer Stecker vorgesehen sein und/oder es können Leiterbahnen bzw. Stanzbleche in der Zylinderkopfhaube integriert bzw. eingespritzt sein, mit denen sehr kostengünstig eine Vielzahl elektrischer Verbindungen hergestellt werden kann.

Bei einem an einem Saugrohr integrierten pneumatischen Element kann der Luftanschluss bzw. pneumatische Anschluss vorteilhaft aus dem Inneren des Saugrohres heraus zum pneumatischen Element geführt sein. Bei bekannten Verbrennungskraftmaschinen ist an deren Saugrohr bereits ein Luftfilter vorgesehen, so dass die erfindungsgemäß aus dem Inneren des Saugrohrs zu einem pneumatischen Element geführte Zuluft nicht durch einen weiteren Luftfilter geführt werden muss.

Damit an dem für das erfindungsgemäße pneumatische Element vorgesehenen Luftanschluss Atmosphärendruck herrscht, sollte der Luftanschluss zwischen dem Luftfilter und einer Drosselklappe des Saugrohres angeordnet sein.

Das erfindungsgemäße pneumatische Element sollte ferner vorteilhaft mit einer Rast- oder Schnappverbindung in der Montagebaugruppe integriert gehaltert sein. Auf diese Weise können weitere Verschraubungen, wie sie bei bekannten pneumatischen Elementen vorgesehen sind, eingespart werden. Eine Rast- oder Schnappverbindung kann ferner fertigungstechnisch besonders gut bei Montagebaugruppen aus Kunststoff ausgebildet werden. Alternativ oder zusätzlich zu Rast- oder Schnappverbindungen kann das erfindungsgemäße pneumatische Element im Ganzen oder teilweise mit einem Spritzgussprozess in der Montagebaugruppe der Verbrennungskraftmaschine integriert gehaltert werden. Zum Einspritzen eines Bauteils des pneumatischen Elements muss dieses lediglich in die Spritzform der Montagebaugruppe eingelegt werden. Das Bauteil wird dann zugleich mit dem Herstellungsprozess der Montagebaugruppe in diese integriert.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Montieren eines pneumatischen Druckwandlers an einer Montagebaugruppe, insbesondere einer Zylinderkopfhaube einer Verbrennungskraftmaschine, wird zunächst vorteilhaft nach dem Einbringen einer Spule des Druckwandlers ein Stellkern eingesetzt. Dieser Stellkern wird dann vorteilhaft nach einem Verrammen der Spule, einem Einbringen eines Ankers, einem Einbringen eines Reglers und einem Verschließen des Druckwandlers mit einem ersten Deckel eingestellt. Als erster Deckel kann besonders vorteilhaft ein Klipsdeckel montiert werden. Eine solche Montageabfolge kann allein durch Verstemm- und Verrastarbeitsschritte ausgeführt werden. Der Stellkern des vormontierten Druckwandlers kann bei diesem Einstellen bereits in seinem Zusammenwirken mit der Montagebaugruppe und den darin integrierten weiteren pneumatischen Elementen getestet werden.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele von pneumatischen Druckwandlern, die an einer erfindungsgemäßen Verbrennungskraftmaschine angeordnet sind, anhand der beigefügten schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
1 einen Längsschnitt eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Zylinderkopfhaube mit einem darin integrierten pneumatischen Druckwandler,
2 einen teilweisen Längsschnitt einer Montagebaugruppe einer Verbrennungskraftmaschine mit einem daran erfindungsgemäß angeordneten pneumatischen Druckwandler und
3 einen teilweisen Längsschnitt einer weiteren Montagebaugruppe einer Verbrennungskraftmaschine mit einem daran erfindungsgemäß angeordneten pneumatischen Druckwandler.
In 1 ist eine Zylinderkopfhaube 10 mit einem im Wesentlichen hut- bzw. haubenförmigen Gehäuse 12 dargestellt, welches aus Kunststoff spritzgegossen ist. Das Gehäuse 12 weist an seinem bezogen auf 1 unteren Rand eine Dichtkante 14 auf, mit der es an einer weiter nicht dargestellten Verbrennungskraftmaschine angeordnet ist.
In dem Gehäuse 12 ist ferner eine becherförmige Vertiefung 16 zum Anordnen eines nachfolgend genauer erläuterten pneumatischen Druckwandlers 18 ausgeformt. Zu dieser Vertiefung 16 ist ausgehend von einem in das Gehäuse 12 eingesetzten Luftfilter 20 ein Zuluftkanal 22 ausgebildet. Darüber hinaus ist in dem Gehäuse 12 ein Stanzgitter 24 eingespritzt, dessen Kontaktenden als Steckanschluss 26 an die Außenseite des Gehäuses 12 geführt sind.
Der pneumatische Druckwandler 18 umfasst eine Spule 28, die mit Hilfe einer Rastverbindung 30 in die Vertiefung 16 eingerammt ist. In die Spule 28 ist nachfolgend ein Stellkern 32 und ein Tauchanker 34 eingesetzt. Die Spule 28 ist mit dem Stanzgitter 24 elektrisch verbunden, nachfolgend ist ein Regler 36 eingesetzt und der Druckwandler 18 dann mit einem Anschlussdeckel 38 verschlossen. Der Anschlussdeckel 38 ist dabei mit einer Schnappverbindung 40 an dem Gehäuse 12 der Zylinderkopfhaube 10 befestigt. An dem Anschlussdeckel 38 sind ein Steueranschluss 42 und ein Unterdruckanschluss 44 ausgebildet, der zu einem nicht dargestellten zu steuernden Element geführt ist.
Damit eine ordnungsgemäße Funktion des pneumatischen Druckwandlers 18 sichergestellt ist, kann dessen Mischdruck mit Hilfe des Stellkerns 32 eingestellt werden. Dazu ist an der Innenseite des Gehäuses 12 an der Vertiefung 16 eine Öffnung 46 ausgebildet, durch die der Stellkern 32 eingestellt werden kann. Die Öffnung 46 wird nach dem Einstellen mit einem Deckel 48 verschlossen.
In 2 ist ein Ausführungsbeispiel eines pneumatischen Druckwandlers 18 dargestellt, der mit einer Schnappverbindung 50 an einer Montagebaugruppe 52 einer weiter nicht dargestellten Verbrennungskraftmaschine angebracht ist.
3 zeigt einen pneumatischen Druckwandler 18, der mit einer Rastverbindung 54 an einer Montagebaugruppe 52 integriert ist.

Claims

Verbrennungskraftmaschine mit einer Zylinderkopfhaube (10), einem Saugrohr oder einer anderen Montagebaugruppe (52), sowie einem pneumatischen Druckwandler (18), einem pneumatischen Druckregelventil, einem pneumatischen Sperrventil, einem Ölabscheider, einem Luftfilter oder einem anderen pneumatischen Element, dadurch gekennzeichnet, dass das pneumatischen Element (18) in die Montagebaugruppe (10, 52) integriert ausgebildet ist.
Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere pneumatische Elemente, insbesondere mehrere pneumatische Druckwandler (18) vorgesehen sind und für diese ein gemeinsamer pneumatischer Anschluss (22) vorgesehen ist.
Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der pneumatische Anschluss (22) ein Atmosphärenanschluss ist, an dem insbesondere ein gemeinsamer Luftfilter (20) vorgesehen ist.
Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass in der Montagebaugruppe (10, 52) mehrere Kanäle zum Verteilen von Luft zwischen einem pneumatischen Anschluss (22) und den pneumatischen Elementen (18) vorgesehen sind.
Verbrennungskraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere pneumatische Elemente, insbesondere mehrere pneumatische Druckwandler (18) vorgesehen sind und für diese ein gemeinsamer elektrischer Anschluss (26) vorgesehen ist.
Verbrennungskraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Montagebaugruppe ein Saugrohr ist und ein Luftanschluss für das pneumatische Element aus dem Inneren des Saugrohres vorgesehen ist.
Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftanschluss zwischen einem Luftfilter und einer Drosselklappe des Saugrohres angeordnet ist.
Verbrennungskraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das pneumatische Element (18) mit einer Rast- oder Schnappverbindung (50, 54) in der Montagebaugruppe (10, 52) integriert gehaltert ist.
Verbrennungskraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das pneumatische Element (18, 24) mit einem Spritzgussprozess in der Montagebaugruppe (10) integriert gehaltert ist.
Verfahren zum Montieren eines pneumatischen Druckwandlers (18) an einer Montagebaugruppe, insbesondere einer Zylinderkopfhaube (10) einer Verbrennungskraftmaschine, mit den Schritten: a) Einbringen einer Spule (28) des Druckwandlers (18) in die Montagebaugruppe (10); b) Verrammen der Spule (28) in der Montagebaugruppe (10); c) Einbringen eines Ankers (34) in der Montagebaugruppe (10); d) Verschließen der Montagebaugruppe (10) mit einem Deckel (38).
Verfahren nach Anspruch 10, mit mindestens einem der folgenden weiteren Schritte: a1) Einbringen eines Stellkerns (32) des Druckwandlers (18) in die Montagebaugruppe (10); c1) Einbringen eines Reglers (36) des Druckwandlers (18) in die Montagebaugruppe (10); c2) Einstellen des Stellkerns (32) bzw. des Reglers (36) des Druckwandlers (18); c3) Verschließen des Druckwandler (18) mit einem Deckel (48).