DE102005035337A1

DE102005035337A1 - Vorrichtung zum Befestigen eines Abgaskrümmers an einem Zylinderkopf

Info

Publication number: DE102005035337A1
Application number: DE102005035337A
Authority: DE
Inventors: Achim Reinhardt
Original assignee: Heinrich Gillet GmbH
Current assignee: Tenneco GmbH
Priority date: 2004-08-31
Filing date: 2005-07-28
Publication date: 2006-03-02

Abstract

Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Befestigen eines Abgaskrümmers an einem Zylinderkopf (1). DOLLAR A Der Abgaskrümmer umfasst einen Flansch (2) mit Öffnungen für das Abgas und Öffnungen für Befestigungselemente. Der Zylinderkopf (1) ist mit Stehbolzen (5) bestückt, die mit den Öffnungen für die Befestigungselemente fluchten. Die Stehbolzen (5) besitzen vor dem Flansch (2) eine Querbohrung, in die ein Keil (4) eingesetzt ist, der den Flansch (2) gegen den Zylinderkopf (1) presst. Zwischen Flansch (2) und Keil (4) sind Abstandselemente (3) eingesetzt.

Description

Die Erfindung betrifft Vorrichtungen zum Befestigen von Abgaskrümmern an Zylinderköpfen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Seit den Anfangszeiten des Motorenbaus werden die Flansche der Abgaskrümmer mit Hilfe von Schrauben oder mit Hilfe von Stehbolzen und Muttern am Zylinderkopf des Verbrennungsmotors befestigt. Typische Beispiele sind dargestellt in den Schriften DE 695 27 928 T , DE 195 05 710 C und DE 198 08 641 A . In der modernen Motorenproduktion werden die Befestigungsschrauben bzw. -muttern mit Hilfe von Schraubautomaten montiert. Dies bedeutet, dass zwischen den Krümmerrohren ausreichend Platz für diese Schraubautomaten freigehalten werden muss. Die Notwendigkeit, Freigänge für die Schraubautomaten freizuhalten, bedingt in jedem Fall eine besondere Führung der Krümmerrohre, die Kompromisse erfordert in Bezug auf die räumliche Verteilung im Motorraum und die Motordaten. Das ist unbefriedigend.

Selbstverständlich hat es nicht an Versuchen gefehlt, alternative Befestigungen für den Abgaskrümmer zu entwickeln. Hierzu wurden verschiedene Klemmbefestigungen entwickelt. Man vergleiche z. B. DE 42 05 454 A , EP 0 653 583 A , DE 198 18 585 C , DE 203 19 486 U , DE 196 53 908 A , DE 102 51 771 A oder DE 100 29 241 A .

Eine andere Befestigungskonstruktion zeigt die DE 102 19 829 A . Bei dieser Konstruktion sind am Flansch Einhängehaken angeformt, die auf Stehbolzen aufgeschoben und mit Hilfe zweier Montageflansche mit Muttern befestigt werden. Da bei dieser Konstruktion wieder Schraubautomaten zur Anwendung kommen, müssen die entsprechenden Freigänge freigehalten werden.

Eine weitere Konstruktion ist Gegenstand der DE 195 10 718 C . Hier wird der Krümmerflansch zwischen zylinderkopfseitig angeordneten Anschlägen positioniert und mittels am Flansch vorgespannt anliegender streifenartiger Federbügel gehalten. Jeder Federbügel wird mit einer Spannschraube gespannt, so dass die Federbügel sich biegeelastisch verformen und den Krümmerflansch an den Zylinderkopf pressen. Da die Spannschrauben parallel zur Flanschebene orientiert sind, müssen keine Freigänge zwischen den Krümmerrohren freigehalten werden. Allerdings ist diese Konstruktion sehr aufwändig, da sie Veränderungen sowohl am Zylinderkopf als auch am Krümmerflansch erfordert. Das ist unbefriedigend.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Befestigungsvorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, die eine einfache, schnelle und sichere Montage und bei Bedarf auch Demontage der Abgaskrümmer am Zylinderkopf ermöglicht.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1.

Dank der vorliegenden Erfindung werden folgende Vorteile erreicht: Die Dauerhaltbarkeit der Abgaskrümmer lässt sich deutlich verbessern, da die Krümmerrohre "weicher" gestaltet werden können. Der Verlauf der Krümmerrohre kann mit größerer Freiheit gewählt werden, bei luftspaltisolierten Krümmerrohren kann der Luftspalt optimiert werden. Die Rohrlängen lassen sich für optimalen Ladungswechsel angleichen. Montage- und Demontagezeiten lassen sich verringern.

Ein weiterer sehr wichtiger Vorteil ist, dass der Zylinderkopf nicht modifiziert werden muss. Das vorhandene Lochbild der Schrauben kann weiter verwendet werden. Alle Keile können mit einem Pneumatikwerkzeug auf einmal befestigt werden. Dabei wird jeder einzelne Keil vom Montagewerkzeug kraftgesteuert mit derselben Kraft beaufschlagt, so dass eine gleichmäßige Flächenpressung der Flanschdichtung erreicht wird.

Vorteilhafterweise besitzt die Querbohrung einen Rechteck-Querschnitt. Dadurch bleibt an den Stehbolzen mehr Material, was eine höhere Festigkeit bei geringerem Bolzenquerschnitt ermöglicht.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Konstruktion ist, dass die Querbohrung in jedem beliebigen Winkel stehen kann, jeweils optimiert für die Montage bzw. Demontage. Eine bevorzugte Orientierung ist jedoch lotrecht, so dass die Keile bezogen auf den Zylinderkopf von oben eingesteckt werden.

Je nach Flanschkonstruktion kann zwischen Flansch und Keil ein Abstandselement eingesetzt werden. Falls ein flaches Abstandselement genügt, ist dies eine Ringscheibe. Bei höheren Abstandselementen kann eine Hülse verwendet werden.

Um ein versehentliches Lösen des Keils mit Sicherheit zu verhindern, kann das vordere Ende des Keils mit einem Gewinde ausgerüstet werden, auf das eine Sicherungsmutter, vorzugsweise eine selbsthemmende Mutter, aufgeschraubt wird.

Besonders einfach wird die Konstruktion jedoch, wenn der Keilwinkel kleiner als 5 Grad ist. Derartige Keile sind selbsthemmend.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung besitzt jeder Keil eine Einrichtung zum Ansetzen einer Keilziehvorrichtung. Diese Einrichtung kann im einfachsten Fall eine Querbohrung sein.

Anhand der Zeichnung soll die Erfindung in Form zweier Ausführungsbeispiele erläutert werden. Es zeigen
1 eine Draufsicht auf einen ersten Abgaskrümmer,
2 eine Seitenansicht des Krümmers der 1 und
3 einen Ausschnitt aus einem zweiten Abgaskrümmer in isometrischer Darstellung.
Die 1 und 2 zeigen einen an einem Zylinderkopf 1 montierten Abgaskrümmer, bestehend aus einem Flansch 2, an dem Krümmerrohre (nicht dargestellt) befestigt sind.
Der Flansch 2 ist mit Abgasöffnungen versehen, die mit den Zylinderauslassöffnungen (nicht dargestellt) fluchten.
Am Zylinderkopf 1 sind Stehbolzen 5 montiert, die eine Querbohrung aufweisen, hier mit rechteckigem Querschnitt. In die Querbohrungen sind Keile 4 gesteckt, die den Flansch 2 gegen den Zylinderkopf 1 pressen. Da der Flansch 2 einen erhöhten umlaufenden Rand besitzt, wurde zwischen Flansch 1 und Keil 4 eine Ringscheibe 3 als Abstandselement eingelegt.
Es ist ohne weiteres einzusehen, dass das Einstecken der Keile 4 wesentlich weniger Zeit benötigt als das Aufschrauben von Gewindemuttern. Da die Keile 4 parallel zur Ebene des Flansches 2 eingesteckt werden, müssen zwischen den Krümmerrohren keine Freigänge für Schraubautomaten freigehalten werden.
Um die Keile im Bedarfsfall wieder lösen zu können, kann bei ausreichenden Platzverhältnissen mit einem Pneumatikwerkzeug von unten dagegen geschlagen werden. Andernfalls muss am Kopf der Keile 4 eine Einrichtung zum Ansetzen eines Demontagewerkzeugs vorgesehen werden. Dies kann wie in 2 dargestellt im einfachsten Fall eine Querbohrung 9 sein.
3 zeigt eine alternative Ausführungsform. Der Stehbolzen 5 besitzt eine im wesentlichen kreisrunde Querbohrung, in die ein entsprechender Keil 4' eingesteckt ist. Am oberen Ende trägt der Keil 4' ein Gewinde, auf das eine Sicherungsmutter 8 aufgeschraubt ist. Zwischen Keil 4' und Flansch 2 befindet sich eine Hülse 3' als Abstandselement.

Claims

Vorrichtung zum Befestigen eines Abgaskrümmers an einem Zylinderkopf, wobei – der Abgaskrümmer umfasst – einen Flansch (1) mit Öffnungen (4) für das Abgas und Öffnungen für Befestigungselemente – und Krümmerrohre (2) – und der Zylinderkopf mit Stehbolzen (5, 5') bestückt ist, die mit den Öffnungen für die Befestigungselemente fluchten, gekennzeichnet durch die Merkmale: – die Stehbolzen (5, 5') besitzen vor dem Flansch (1) eine Querbohrung, – in die Querbohrung ist ein Keil (6, 6') eingesetzt, der den Flansch (1) gegen den Zylinderkopf presst.
Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch das Merkmal: – die Querbohrung besitzt einen Rechteck-Querschnitt.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch das Merkmal: – die Querbohrung ist etwa lotrecht orientiert.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch das Merkmal: – zwischen Flansch (1) und Keil (6, 6') ist ein Abstandselement (7, 7') eingesetzt.
Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch das Merkmal: – das Abstandselement ist eine Ringscheibe (7).
Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch das Merkmal: – das Abstandselement ist eine Hülse (7').
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch die Merkmale: – das vordere Ende des Keils (6') trägt ein Gewinde, – auf das Gewinde ist eine Sicherungsmutter (8) aufgeschraubt.
Vorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch das Merkmal: – die Sicherungsmutter (8) ist selbstklemmend.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch das Merkmal: – der Keilwinkel ist kleiner als 5 Grad.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch das Merkmal: – der Keil (6, 6') besitzt eine Einrichtung, z. B. eine Querbohrung (9), zum Ansetzen einer Keilziehvorrichtung.