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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Flanschvorrichtung für eine Luftzuführungseinrichtung einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs. Die Erfindung betrifft außerdem eine mit wenigstens einer solchen Flanschvorrichtung ausgestattete Sauganlage.
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Aus der
WO 2001/048368 A1 ist eine Flanschvorrichtung für eine Sauganlage einer Brennkraftmaschine bekannt, die ein Gehäuse aus Kunststoff aufweist und eine Kraftstoffverteilerleiste aus Metall besitzt. Das Gehäuse weist für jeden Zylinder der Brennkraftmaschine einen Einlasskanal auf, und die Kraftstoffverteilerleiste weist für jeden Zylinder einen Anschluss zum Anschließen eines Kraftstoffinjektors auf. Des Weiteren ist die bekannte Flanschvorrichtung mit einem Niederhalter aus Metall ausgestattet, mit dessen Hilfe das Gehäuse an der Brennkraftmaschine befestigt werden kann, wobei dieser Niederhalter die Kraftstoffverteilerleiste übergreift, sodass mit der Befestigung des Gehäuses gleichzeitig auch die Kraftstoffverteilerleiste festgelegt wird.
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Aus der
EP 1 270 917 A2 ist eine weitere Flanschvorrichtung bekannt, die wieder ein Gehäuse aus Kunststoff und eine Kraftstoffverteilerleiste aus Metall aufweist. Bei der bekannten Flanschvorrichtung sind an der Kraftstoffverteilerleiste Brückenabschnitte integral ausgeformt, welche das Gehäuse neben den Einlasskanälen übergreifen und mit denen die Kraftstoffverteilerleiste und somit auch das Gehäuse an der Brennkraftmaschine befestigt werden.
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Aus der
DE 197 42 908 A1 ist eine Sauganlage bekannt, deren Gehäuse aus Kunststoff hergestellt ist und an der eine Kraftstoffverteilerleiste aus Metall befestigt ist.
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Aus der
DE 102 51 406 A1 ist eine weitere Flanschvorrichtung bekannt, bei der ein Kunststoffgehäuse an der Brennkraftmaschine befestigt wird, wobei das Gehäuse mit Rastausnehmungen bundförmige Rohrenden von Abzweigrohren eines Kühlmittelverteilerrohrs formschlüssig übergreift, um dadurch gleichzeitig das Kühlmittelverteilerrohr an der Brennkraftmaschine zu befestigen. Dabei verläuft das Kühlmittelverteilerrohr zwischen den Abzweigrohren an einer von der Brennkraftmaschine abgewandten Seite des Gehäuses, wodurch es die mit den Rohrenden zusammenwirkenden Abschnitte des Gehäuses übergreift.
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Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für eine Flanschvorrichtung bzw. für eine Sauganlage der eingangs genannten Art eine verbesserte oder zumindest eine andere Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere durch eine preiswerte Herstellbarkeit und/oder durch eine vereinfachte Montierbarkeit auszeichnet.
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Erfindungsgemäß wird dieses Problem durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, am Gehäuse einer Flanschvorrichtung mehrere Brückenabschnitte integral auszuformen, die im montierten Zustand die Kraftstoffverteilerleiste an einer von der Brennkraftmaschine abgewandten Seite übergreifen. Die Abstützung der Brückenabschnitte an der Brennkraftmaschine erfolgt dabei durch Stützhülsen hindurch, die sich einerseits am Brückenabschnitt und andererseits an der Brennkraftmaschine abstützen. Das Gehäuse kann dadurch an der einen Seite der Kraftstoffverteilerleiste direkt mit einem Flansch an der Brennkraftmaschine befestigt werden, während es auf der anderen Seite der Kraftstoffverteilerleiste durch die Stützhülsen hindurch im Bereich der Brückenabschnitte an der Brennkraftmaschine befestigt werden kann. Durch das Befestigen des Gehäuses an der Brennkraftmaschine wird dadurch auch gleichzeitig die Kraftstoffverteilerleiste an der Brennkraftmaschine festgelegt, wodurch zusätzliche Befestigungsmaßnahmen entfallen können. Besonders vorteilhaft ist dabei die Integration der Brückenabschnitte in das Gehäuse. Das Gehäuse, das bevorzugt als Kunststoff-Spritzgussteil ausgestaltet ist, kann einschließlich der Brückenabschnitte mit vergleichsweise engen Herstellungstoleranzen gefertigt werden, wodurch die Befestigung an der Brennkraftmaschine einfach realisierbar ist. Des Weiteren vereinfacht sich die Handhabung, da die Brückenabschnitte mit dem Ansetzen des Gehäuses an der Brennkraftmaschine bereits ordnungsgemäß positioniert sind. Darüber hinaus ergibt sich eine signifikante Gewichtseinsparung, da auch die Brückenabschnitte aus Kunststoff hergestellt sind und somit vergleichsweise leicht sind.
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Entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform können die Stützhülsen aus Metall hergestellt sein und in den jeweiligen Brückenabschnitt eingesetzt sein. Durch die metallischen Stützhülsen lassen sich besonders hohe Zugkräfte bzw. Druckkräfte zwischen Gehäuse und Brennkraftmaschine abstützen, um das Gehäuse mit hinreichender Kraft gegen die Brennkraftmaschine vorzuspannen. Durch die Verwendung der metallischen Stützhülsen wird ein Kriechen des Kunststoffes unter Zug- bzw. Druckbelastung verhindert.
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Zur Verbesserung der Kraftübertragung zwischen den Brückenabschnitten und der Kraftstoffverteilerleiste können die Brückenabschnitte in einem der Kraftstoffverteilerleiste zugewandten, Kontaktbereich komplementär zur Kraftstoffverteilerleiste geformt sein und daran flächig zur Anlage kommen.
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Entsprechend einer besonders vorteilhaften Ausführungsform können am Gehäuse Einlassrohre integral ausgeformt sein, die jeweils mit mindestens einem der Einlasskanäle kommunizierend verbunden sind. Hierdurch kann der Integrationsgrad der Flanschvorrichtung erhöht werden, was die Handhabung der Flanschvorrichtung bzw. deren Montage vereinfacht.
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Entsprechend einer Weiterbildung können am Gehäuse Abstützstege integral ausgeformt sein, die sich einerseits an den Brückenabschnitten und andererseits an den Einlassrohren abstützen. Über diese Abstützstege findet somit eine Abstützung der Brückenabschnitte an den Einlassrohren statt, wodurch die Stabilität der Flanschvorrichtung gesteigert werden kann.
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Gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung kann am Gehäuse außerdem ein Frischluftverteiler integral ausgeformt sein, der an einer von den Einlasskanälen abgewandten Seite mit den Einlassrohren kommunizierend verbunden ist. Auch diese Maßnahme führt zu einer Steigerung des Integrationsgrads der Flanschvorrichtung, was die Handhabung und Montierbarkeit erleichtert.
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Gemäß dieser Weiterbildung ist eine Sauganlage gebildet, die sämtliche Funktionseinheiten, wie z. B. Flansch, Brückenabschnitte, Frischluftverteiler, Einlassrohre und Einlasskanäle, in einem Bauteil aufweist.
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Gemäß einer anderen Ausführung kann die Flanschvorrichtung, die zumindest über den Flansch, Brückenabschnitte und die Einlasskanäle verfügt, als gesonderte Einheit ausgeführt sein und mit einem Saugrohr, das zumindest über einen Frischluftverteiler und Einlassrohre verfügt, zu einer kompletten Sauganlage zusammengefügt, insbesondere verschraubt, werden.
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Bei einer alternativen Ausführung kann die Flanschvorrichtung auch mit einer anderen Luftzuführungseinheit als einem Saugrohr verbunden werden. Derartige Luftzuführungseinheiten können z. B. Kompressoren oder Luftverteiler mit/ohne Kühler, sein.
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Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
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Es zeigen, jeweils schematisch,
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1 bis 3 jeweils eine perspektivische Ansicht einer Luftzuführungseinrichtung im Bereich einer Flanschvorrichtung, bei unterschiedlichen Blickrichtungen,
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4 eine Draufsicht auf die Flanschvorrichtung,
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5 eine perspektivische Schnittansicht der Flanschvorrichtung entsprechend Schnittlinien V in 4.
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Entsprechend 1 umfasst eine nur teilweise dargestellte Lufzuführungseinrichtung 1, bei der es sich bevorzugt um eine Sauganlage handeln kann, zur Frischluftversorgung einer Brennkraftmaschine, die insbesondere in einem Kraftfahrzeug angeordnet sein kann, zumindest eine Flanschvorrichtung 2 sowie eine Frischluftleitung 3, die an eine Einlassseite der Flanschvorrichtung 2 angeschlossen ist. Die Flanschvorrichtung 2 ist an die nicht dargestellte Brennkraftmaschine anschließbar. Bei der Brennkraftmaschine handelt es sich um einen Kolbenmotor, der mehrere Zylinder aufweist. Die Flanschvorrichtung 2 dient zur Versorgung aller Zylinder der Brennkraftmaschine mit Frischluft, sofern es sich bei der Brennkraftmaschine um einen Reihenmotor handelt. Alternativ dient die Flanschvorrichtung 2 zur Versorgung aller Zylinder einer Zylinderbank der Brennkraftmaschine mit Frischluft, sofern es sich bei der Brennkraftmaschine um einen V-Motor handelt. Entsprechendes gilt dann auch für andere Motortypen, wie Boxermotor und W-Motor.
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Entsprechenden den 1–5 umfasst die Flanschvorrichtung 2 ein Gehäuse 4 sowie eine Kraftstoffverteilerleiste 5. Das Gehäuse 4 ist aus Kunststoff hergestellt, insbesondere mittels Spritzgusstechnik. Das Gehäuse 4 weist zumindest einen Einlasskanal 6 je Zylinder der Brennkraftmaschine auf. Im Beispiel sind – ohne Beschränkung der Allgemeinheit – genau vier Einlasskanäle 6 vorgesehen, die zu vier Zylindern der Brennkraftmaschine führen. Insoweit handelt es sich bei der zugehörigen Brennkraftmaschine um einen Vier-Zylinder-Reihenmotor oder um einen V-8-Zylinder-Motor oder kurz V8-Motor.
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Die Kraftstoffverteilerleiste 5 ist aus Metall hergestellt und weist für jeden Zylinder einen Anschluss 7 zum Anschließen eines – hier nicht gezeigten – Kraftstoffinjektors auf. Diese Kraftstoffinjektoren dienen zum Einspritzen von Kraftstoff in den jeweiligen Zylinder. Sie sind über die Anschlüsse 7 gemeinsam an die gleiche Kraftstoffverteilerleiste 5 angeschlossen, sodass es sich hierbei um ein sog. Common-Rail-System handelt. Die Kraftstoffverteilerleiste 5 ist hier als Rohr ausgestaltet, das sich durch einen kreisförmigen Querschnitt auszeichnet. Ebenso sind auch andere Querschnittsgeometrien für die Kraftstoffverteilerleiste 5 denkbar, wie z. B. ein Rechteckquerschnitt.
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Das Gehäuse 4 weist an einer Seite, die im montierten Zustand der Brennkraftmaschine zugewandt ist, einen Flansch 8 auf. Dieser Flansch 8 umschließt die Einlasskanäle 6 bzw. deren Auslassöffnungen. Mit dem Flansch 8 kann das Gehäuse 4 an der Brennkraftmaschine befestigt werden. Außerdem sind am Gehäuse 4 mehrere Brückenabschnitte 9 integral ausgeformt. Zweckmäßig ist je Zylinder bzw. je Einlasskanal 6 ein solcher Brückenabschnitt 9 vorgesehen. Dementsprechend sind die Brückenabschnitte 9 jeweils auf Höhe eines der Einlasskanäle 6 angeordnet. Die Brückenabschnitte 9 übergreifen die Kraftstoffverteilerleiste 5 an einer vom Flansch 8 abgewandten Seite. Des Weiteren sind die Brückenabschnitte 9 bezüglich der Längsrichtung des Gehäuses 4 jeweils mit einer Stützhülse 10 ausgestattet. Die jeweilige Stützhülse 10 ist dabei distal zu den Einlasskanälen 6 am jeweiligen Brückenabschnitt 9 angeordnet, derart, dass sich die Kraftstoffverteilerleiste 5 zwischen den Stützhülsen 10 und den Einlasskanälen 6 befindet. Durch diese Stützhülsen 10 hindurch kann der jeweilige Brückenabschnitt 9 an der Brennkraftmaschine befestigt werden.
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Grundsätzlich können die Stützhülsen 10 aus Kunststoff hergestellt sein. In diesem Fall können sie auch integral an den Brückenabschnitten 9 und somit integral am Gehäuse 4 ausgeformt sein. Bevorzugt ist jedoch eine separate Herstellung der Stützhülsen 10, wodurch es möglich ist, die Stützhülsen 10 aus Metall herzustellen und an das Gehäuse 4 anzubauen. Hierzu werden die Stützhülsen 10 in den jeweiligen Brückenabschnitt 9 eingesetzt. Entsprechend 5 kann der jeweilige Brückenabschnitt 9 für die jeweilige Stützhülse 10 eine entsprechende Einstecköffnung 11 aufweisen, in welche die Hülse 10 einsteckbar ist. Die Verschraubung des Gehäuses 4 mit der Brennkraftmaschine erfolgt dann im Bereich der Brückenabschnitte 9 zweckmäßig so, dass ein Schraubenschaft die Stützhülse 10 koaxial durchsetzt, während ein Schraubenkopf, insbesondere über eine Scheibe, an der von der Brennkraftmaschine abgewandten axialen Stirnseite der Stützhülse 10 anliegt und dabei radial übersteht und dadurch auch axial an einem ringförmigen Sitz 12 abgestützt ist, der die Stecköffnung 11 an einer von der Brennkraftmaschine abgewandten Seite einfasst. Auf diese Weise werden die gesamten Schraubkräfte von der Stützhülse 10 aufgenommen, sodass das Gehäuse 4 durch die Verschraubung nicht belastet wird.
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Die Stützhülsen 10 können dabei in den Stecköffnungen 11 durch Kraftschluss oder Reibschluss gehalten sein. Ebenso ist es möglich, die Stützhülsen 10 in das Gehäuse 4 einzuschweißen.
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Zur Verschraubung des Gehäuses 4 an der Brennkraftmaschine an einer von den Stützhülsen 10 abgewandten Seite der Kraftstoffverteilerleiste 5 kann das Gehäuse 4 entsprechend 4 mehrere Durchgangsöffnungen 13 aufweisen, in die zweckmäßig ebenfalls Hülsen 14 eingesetzt sein können, um die Verschraubungskräfte aufzunehmen. Diese Hülsen 14 können insbesondere eingeschweißt sein. Ebenso kann ein Schraubkopf oder eine Scheibe die von der Brennkraftmaschine abgewandte axiale Stirnseite der jeweiligen Hülse 14 radial übergreifen, um so das Gehäuse 4 an der Brennkraftmaschine festzulegen.
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Gemäß 5 können die Brückenabschnitte 9 in einem der Kraftstoffverteilerleiste 5 zugewandten Kontaktbereich 15 komplementär zur Kraftstoffverteilerleiste 5 geformt sein, derart, dass die Kraftstoffverteilerleiste 5 in diesem Kontaktbereich 15 flächig am jeweiligen Brückenabschnitt 9 zur Anlage kommt. Hierdurch kann eine besonders hohe Kraftübertragung gewährleistet werden. Im Beispiel ist die Kraftstoffverteilerleiste 5 mit einem kreisförmigen Außenquerschnitt versehen. Passend dazu ist der Kontaktbereich 15 halbkreisförmig konfiguriert.
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Bei der hier gezeigten Ausführungsform sind am Gehäuse 4 außerdem mehrere Einlassrohre 16 integral ausgeformt. Diese Einlassrohre 16 stehen gemäß 5 jeweils mit wenigstens einem Einlasskanal 6 kommunizierend in Verbindung. Im Beispiel sind genau vier Einlassrohre 16 vorgesehen, die jeweils mit einem der vier Einlasskanäle 6 kommunizierend verbunden sind. Bei einer Ausführungsform, bei der das Gehäuse 4 je Zylinder zwei Einlasskanäle aufweist, kann auch vorgesehen sein, ein Einlassrohr 16 mit zwei Einlasskanälen kommunizierend zu verbinden, die zum gleichen Zylinder führen.
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Im Beispiel ist am Gehäuse 4 außerdem ein Frischluftverteiler 17 integral ausgeformt, der mit den Einlasskanälen 16 kommunizierend verbunden ist. Dabei ist der Frischluftverteiler 17 an einer von den Einlasskanälen 6 abgewandten Seite an den Einlassrohren 16 angeordnet.
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Bei der hier gezeigten Ausführungsform sind außerdem Abstützstege 18 vorgesehen, die ebenfalls integral am Gehäuse 4 ausgeformt sein können. Diese Abstützstege 18 stützen die Brückenabschnitte 9 an den Einlassrohren 16 ab, und zwar an einer von der Kraftstoffverteilerleiste 5 abgewandten Seite. Hierzu erstrecken sich die Abstützstege 18 einerseits entlang der Brückenabschnitte 9 zumindest soweit, dass sie die Kraftstoffverteilerleiste 5 überlappen. Andererseits erstrecken sich die Abstützstege 18 entlang des jeweiligen Einlassrohrs 16 bis zu einem Endbereich 19 des jeweiligen Einlassrohrs 16, der zum zugehörigen Einlasskanal 6 distal angeordnet ist. Ferner sind die Abstützstege 18 je Brückenabschnitt 9 doppelt ausgeführt, wobei die beiden Abstützstege 18 des jeweiligen Brückenabschnitts 9 gemäß 4 beiderseits der jeweiligen Stützhülse 10 angeordnet sind.
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Bei der hier gezeigten Ausführungsform erstreckt sich der Frischluftverteiler 17 parallel zur einer Längsrichtung 20 der Flanschvorrichtung 2. Diese Längsrichtung 20 wird dabei durch die Richtung definiert, in welcher die Einlasskanäle 6 nebeneinander angeordnet sind. Gleichzeitig bildet diese Längsrichtung 20 auch die Längsrichtung des Flansches 8 und des Gehäuses 4. Somit erstreckt sich der Frischluftverteiler 17 bei der hier gezeigten Ausführungsform parallel zum Flansch 8. Bzgl. der Längsachse 20 kann der Frischluftverteiler 17 bei der hier gezeigten Ausführungsform stirnseitig einen Anschlussflansch 21 aufweisen, über den die Frischluftleitung 3 der Sauganlage 1 an die Flanschvorrichtung 1 bzw. an den Frischluftverteiler 17 anschließbar ist.
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Entsprechend 5 kann im Gehäuse 4 eine Klappenanordnung 22 vorgesehen sein, die mehrere Klappen 23 aufweist, mit deren Hilfe einzelne Einlasskanäle 6 oder alle Einlasskanäle 6 hinsichtlich des durchströmbaren Querschnitts steuerbar sind. Sofern je Zylinder genau ein Einlasskanal 6 vorgesehen ist, kann die Klappenanordnung 22 zweckmäßig je Einlasskanal 6 eine solche Klappe 23 aufweisen. Sofern je Zylinder zwei Einlasskanäle 6 vorgesehen sind, kann die Klappenanordnung 22 für jeden zweiten Einlasskanal 6 eine derartige Klappe 23 aufweisen.
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Wie insbesondere 4 entnehmbar ist, kann das Gehäuse 4 an einer vom Flansch 8 abgewandten und in 4 dem Betrachter zugewandten Seite mehrere Versteifungsstege 24 aufweisen, die zu einer intensiven Aussteifung des Gehäuses 4 im Bereich der Brückenabschnitte 9 führen. Erkennbar sind dabei die Versteifungsstege 24 hier so gestaltet, dass sich jeweils mittig zwischen zwei Brückenabschnitten 9 eine kreiszylindrische Knotenstelle 25 bildet, von der mehrere Versteifungsstege 24 sternförmig ausgehen. Einzelne Stege 24a erstrecken sich dabei parallel zur Längsachse 20 des Gehäuses 4 und verbinden dadurch die einzelnen Knotenstellen 25 geradlinig miteinander. Andere Versteifungsstege 24b verlaufen entlang des außen liegenden Randes der Brückenabschnitte 9. Wieder andere Versteifungsstege 24c verbinden die Bereiche der Brückenabschnitte 9, in denen die Stützhülsen 10 angeordnet sind, mit den Bereichen des Gehäuses 4, in denen die Hülsen 14 angeordnet sind.
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Zur Betätigung der Klappenanordnung 22 kann außen am Gehäuse 4 stirnseitig ein Stellantrieb 26 vorgesehen sein, der bspw. als Druckdose konfiguriert sein kann. Der Stellantrieb 26 kann mit einem Hebelelement 27 antriebsgekoppelt sein, das seinerseits mit einer hier nicht gezeigten Betätigungswelle gekoppelt ist, derart, dass eine Betätigung des Stellantriebs 26 das Hebelelement 27 verschwenkt und dadurch die Betätigungswelle mit den daran angebrachten Klappen 23 verdreht.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2001/048368 A1 [0002]
- EP 1270917 A2 [0003]
- DE 19742908 A1 [0004]
- DE 10251406 A1 [0005]
