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Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Befestigung eines Flanschs, insbesondere eines Abgaskrümmerflanschs, an einem Gegenstück, insbesondere an einem Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine.
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Es sind verschiedene serientaugliche Arten zur Befestigung eines Abgaskrümmers an einem Zylinderkopf bekannt. Beispielsweise kann bei einem Abgaskrümmer, der für jeden Gasauslass des Zylinderkopfs ein Abgasrohr mit Flansch aufweist, jeder Flansch oben und unten auf zylinderkopfseitig angebrachte Stiftbolzen aufgesteckt und mit Flanschmuttern verschraubt werden. Zur Abdichtung der Strömungskanäle zwischen den Abgasrohren des Abgaskrümmers und den Gasauslässen des Zylinderkopfes kommen üblicherweise Blechsickendichtungen zum Einsatz.
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Bei einer automatisierten Serienmontage wird jede Einzelverschraubung von einer Schraubspindel festgezogen. Daher muss für jede Schraubspindel konstruktiv am Abgaskrümmer – ebenso wie an am Abgaskrümmer befestigten Bauteilen (insbesondere Abgasturbolader) – ein entsprechender Schrauberfreigang freigehalten werden. Im Falle einer Verschraubung oben und unten an jedem Flansch bedeutet dies also zwei Schrauberfreigänge pro Zylinder. Deshalb sind die konstruktiven Gestaltungsmöglichkeiten der Gasströmungskanäle stark eingeschränkt, und es müssen funktionelle Nachteile in Kauf genommen werden. Aufgrund erhöhter Strömungsreibung durch enge Umlenkungen und durch unstetige Strömungsführung entstehen nämlich Verluste bei der im Abgasturbolader umgesetzten kinetischen Abgasenergie. Außerdem ist aufgrund der Schrauberfreigänge der Strömungsquerschnitt begrenzt, weshalb ein für den Ladungswechsel vorteilhafteres größeres Abgaskrümmervolumen nicht erreichbar ist. Außerdem beeinflusst die Einhaltung der Schrauberfreigänge das Verhältnis von Strömungsoberfläche zu Strömungsvolumen aufgrund der eingeschränkten Konstruktionsfreiheit negativ (viel Volumen bei kleiner Oberfläche wäre funktionell wünschenswert). Bei größeren Oberflächen des Krümmers wird auch entsprechend mehr Wärme nach außen abgegeben. Eine größere Strömungsoberfläche führt also zu größeren Wärmeverlusten im Abgas, welche sich besonders im Hinblick auf die Warmlaufemissionierung negativ auswirken.
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Im Betrieb erfolgt durch die thermische Ausdehnung des Abgaskrümmers eine Relativbewegung zwischen dem gekühlten Zylinderkopf und dem sich dynamisch stark aufheizenden Abgaskrümmer. Dabei muss gewährleistet sein, dass sich der Krümmerflansch unter den Flanschmuttern der Abgaskrümmerverschraubung in gewissem Maße verschieben kann. Durch die Reibung werden aber Kräfte auf die Flanschverschraubung ausgeübt, welche neben dem Aufdrehen der Flanschmutter auch ein Verbiegen oder sogar ein Abscheren der Stiftbolzen herbeiführen können.
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In der
DE 196 53 908 A1 ist eine Einrichtung zum Anschluss eines Rohrkrümmers gezeigt, bei der unterhalb der jeweiligen Gaskanäle einstückig mit dem Zylinderkopf verbundene, nach oben hin offene, nutförmige Aufnahmetaschen zur Aufnahme von Laschen der Flansche ausgebildet sind. Die Breite der Aufnahmetaschen ist auf die Dicke der Laschen derart abgestimmt, dass sich bei eingeschobenen Laschen die dem jeweiligen Gaskanal abgewandte Seite der Laschen an einem Steg der Aufnahmetasche abstützt und so eine Klemmung zwischen dem Steg und dem diesem gegenüberliegenden unteren Teil der Aufnahmeflächen erreichbar ist. Gegenüber jeder Aufnahmetasche sind die zweiten Laschen der Flansche mit einer an den Zylinderkopf geschraubten Führungsleiste an den Zylinderkopf einklemmbar.
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Die
EP 1 571 305 A1 beschreibt unter anderem eine Anordnung mit einer an den Zylinderkopf geschraubten, im Querschnitt S-förmigen Anschlagleiste, die einen ersten Längsrand eines Krümmerflanschs übergreift. Bei der Montage des Abgaskrümmers auf dem Zylinderkopf wird zunächst die Anschlagleiste mit Schraubbolzen auf dem Zylinderkopf fixiert. Danach wird eine Dichtung eingelegt und der Flansch des Abgaskrümmers unter einem spitzen Winkel in einen Spalt zwischen einem Schenkel der Anschlagleiste und der Oberseite des Zylinderkopfes geschoben, wobei sich der Schenkel leicht federnd nach oben aufbiegt. Danach wird der Flansch zur Zylinderkopfoberseite verschwenkt und mittels Befestigungsschrauben unter Verpressung der Dichtung am Zylinderkopf festgelegt.
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In der
DE 203 19 486 U1 wird eine Befestigungstechnik vorgeschlagen, bei der in den Zylinderkopf eingeschraubte Befestigungsschrauben auf eine auf den Krümmerflansch aufliegende Federleiste mit m-förmigem Querschnitt drücken. Flansch und Federleiste sind unter Halteleisten mit L-förmigem Querschnitt geschoben, die am Zylinderkopf befestigt oder einstückig mit diesem ausgebildet sind. Die Befestigungsschrauben sind derart schräg gestellt, dass sie zwei Kraftkomponenten erzeugen. Die eine Kraftkomponente schiebe die Federleiste in den Flansch unter die Halteleisten, die andere Kraftkomponente drückt den Flansch an den Zylinderkopf.
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Bei der in der
DE 102 19 829 A1 gezeigten Vorrichtung weisen die Flansche des Abgaskrümmers Befestigungsöffnungen auf, über die der Flansch auf Stehbolzen verschiebbar ist. Die Stehbolzen sind am Zylinderkopf befestigt und tragen ein Schraubgewinde. Mit entsprechenden Muttern wird der auf die Stehbolzen geschobene Flansch am Zylinderkopf fest angeschraubt. Die Flansche weisen Einhängehaken auf, deren Durchgangsöffnungen die Befestigungsöffnungen bilden. Die Einhängehaken sind wiederum durch Schlitze des Flansches gebildet, die parallel zueinander angeordnet sind und schräg nach unten verlaufen.
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Eine gattungsgemäße Anordnung zur Befestigung eines Krümmerflanschs an einem Motorblocks ist aus der
DE 43 38 719 A1 bekannt. Eine Auflagefläche des Motorblocks ist auf einer Seite von einer einstückig mit dem Motorblock gebildeten Leiste begrenzt, die eine Nut mit einer Schrägfläche aufweist. Im Bereich der oberen Seitenkanten ist der Flansch mit Schrägflächen versehen, von denen eine die gleiche Neigung wie die Schrägfläche der Nut aufweist. Auf der gegenüberliegenden Seite ist die Schrägfläche auf eine schräg angeordnete, flächig aufliegende Klemmschraube abgestimmt. Ein Festschrauben der Klemmschraube mithilfe eines Schraubenschlüssels führt zu einer Beaufschlagung des Flanschs mit einer Kraftkomponente in einer Richtung parallel zur Auflagefläche, sodass der Flansch in Richtung Nut verschoben wird. Wegen der Schrägfläche der Nut führt die Verschiebung dort zu einem Andrücken des Flansches auf die Auflagefläche. Gleichzeitig erzeugt die Klemmschraube auch eine Anpresskraft an der ihr zugeordneten Schrägfläche des Flansches.
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Aufgabe der Erfindung ist es, die eingangs erwähnten Nachteile zu vermeiden und eine zuverlässige, serientaugliche Flanschbefestigung an einem Gegenstück anzugeben, die eine größere Konstruktionsfreiheit zulässt und mit wenigen Einzelteilen realisierbar ist.
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Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Anordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Anordnung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Bei der erfindungsgemäßen Anordnung zur Befestigung eines Flanschs, insbesondere eines Abgaskrümmerflanschs, an einem Gegenstück, insbesondere an einem Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine, weist der Flansch einen Befestigungsabschnitt und einen Klemmabschnitt und das Gegenstück eine Auflagefläche für den Flansch auf. Am Gegenstück ist eine erste Klemmleiste zur Aufnahme des Klemmabschnitts angeordnet. Die erste Klemmleiste weist eine erste Klemmfläche auf, die in einem spitzen Winkel zur Auflagefläche geneigt ist. Weiterhin sind auf den Befestigungsabschnitt einwirkende Befestigungsmittel vorgesehen, die eine in Richtung des Klemmabschnitts wirkende Kraftkomponente erzeugen. Die Befestigungsmittel weisen ein am Gegenstück fixierbares erstes Befestigungselement auf. Der Befestigungsabschnitt oder ein auf den Befestigungsabschnitt Kraft übertragendes zweites Befestigungselement weist eine Durchtrittsöffnung für das erste Befestigungselement auf.
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Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass durch geschickte Gestaltung einer Klemmleiste auf einer Flanschseite eine Verschraubung nur auf der entgegengesetzten Flanschseite ausreichend große Andruckkräfte auf beiden Flanschseiten erzeugt werden können. Bei der erfindungsgemäßen Anordnung ist bei der Montage keine oder nur eine minimale Verschiebung des Flanschs in die Klemmleiste vorgesehen, das heißt die Anordnung kann so ausgelegt werden, dass der Flansch in der gewünschten Endposition auf den Zylinderkopf aufgelegt wird.
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Die erfindungsgemäße Anordnung erlaubt eine vergleichsweise schnelle, einfache und kostengünstige automatisierte Montage. Die Erfindung hat außerdem den Vorteil, dass die Möglichkeiten zur Gestaltung des Strömungskanals weniger stark eingeschränkt sind, da weniger Schrauberfreigänge berücksichtigt werden müssen. Dadurch ist ein besseres Verhältnis von Strömungsvolumen zu Strömungsoberfläche des Abgaskrümmers darstellbar, ebenso wie eine geringere Strömungsreibung und damit weniger Strömungsverluste. Insgesamt kann das Abgaskrümmervolumen vergrößert werden, wodurch eine bessere Ladungswechselgüte erreichbar ist.
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Da gemäß der Erfindung keine Schrauberfreigänge für die Verschraubung des Abgaskrümmers an einem Turbolader notwendig sind, ergeben sich dadurch konstruktive Vorteile im Hinblick auf die Güte der Strömungsführung im Abgasturbolader bzw. vom Krümmer zu den Abgasturboladern (bei mehrstufiger Abgasturbolader-Anwendung). Dies resultiert in höherer Effizienz bzw. Leistungsvorteilen.
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Bei den bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung ist das erste Befestigungsmittel ein Stiftbolzen, auf den eine Mutter aufgeschraubt ist.
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Um die gewünschte, in Richtung des Klemmabschnitts wirkende Kraftkomponente zu erzeugen, ist insbesondere vorgesehen, dass das erste Befestigungselement eine Längsachse aufweist, die in einem spitzen Winkel zur Flanschauflagefläche des Gegenstücks geneigt ist.
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Der Befestigungsabschnitt des Flanschs weist vorzugsweise eine vom Gegenstück abgewandte Andruckfläche für die Mutter auf, die in einem spitzen Winkel zur Auflagefläche geneigt ist, damit die Kraftkomponente direkt auf den Klemmabschnitt des Flanschs übertragen wird.
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Gemäß einer besonders kostengünstigen Gestaltung der erfindungsgemäßen Anordnung sind der spitze Winkel zwischen dem ersten Befestigungselement und der Auflagefläche und der spitze Winkel zwischen der ersten Klemmfläche und der Auflagefläche etwa gleich groß. In diesem Fall kann der Abgaskrümmer von oben gleichzeitig auf die Klemmleiste und auch auf die Stiftbolzen geschoben werden, ohne dass zusätzliche Vorkehrungen wie Langlöcher oder Schlitze am Befestigungsabschnitt des Flanschs notwendig sind. Die Andruckflächen der Muttern sind bei einer solchen Konstruktion am größten (ohne Unterbrechung durchgängig um die Durchtrittsöffnungen herum), sodass für eine optimale Krafteinleitung gesorgt ist.
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Es ist aber auch möglich, die Durchtrittsöffnung für das erste Befestigungselement als Schlitz zu gestalten, der in einer zum Klemmabschnitt entgegengesetzten Richtung offen ist. Diese Gestaltung setzt keine Winkelgleichheit bezüglich des Befestigungselements und der ersten Klemmfläche voraus, da der Schlitz bei der Montage ein Verschwenken des Flanschs erlaubt und kein exaktes „Einfädeln” unter einem bestimmten Winkel erforderlich ist.
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Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist das zweite Befestigungselement eine zweite Klemmleiste zur Aufnahme des Befestigungsabschnitts mit einer zweiten Klemmfläche, die in einem spitzen Winkel zur Auflagefläche geneigt ist. Hier werden also sowohl der Klemmabschnitt als auch der entgegengesetzte Befestigungsabschnitt des Flanschs mittels einer Klemmleiste an das Gegenstück gedrückt.
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Auch die zweite Klemmleiste ist vorzugsweise am Gegenstück angeordnet, insbesondere angeschraubt.
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Da konventionelle Blechsickendichtungen nur im Stande sind, einen gewissen Verzug der Einzelflanschebenheit am Abgaskrümmer auszugleichen, bei höheren Einzelflanschverzügen der Abgaskrümmer am Zylinderkopf aber undicht wird, kann bei der erfindungsgemäßen Anordnung zwischen dem Flansch und der Auflagefläche eine Dichtungsanordnung mit einem Dichtring vorgesehen sein, die bei geringerer Flächenpressung höhere Einzelflanschverzüge auszugleichen vermag. Der Dichtring ist vorzugsweise ein metallischer Dichtring, insbesondere ein V-Ring.
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Außerdem kann eine ein- oder mehrteilige erste Glattlage vorgesehen sein, die zwischen dem Klemmabschnitt und der ersten Klemmfläche und/oder zwischen dem Klemmabschnitt und der Auflagefläche und/oder zwischen dem Dichtring und dem Gegenstück und/oder zwischen dem Dichtring und dem Klemmabschnitt angeordnet ist.
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Eine ein- oder mehrteilige zweite Glattlage kann zwischen dem Befestigungsabschnitt und dem Gegenstück und/oder zwischen dem Dichtring und dem Gegenstück und/oder zwischen dem Dichtring und dem Befestigungsabschnitt und/oder zwischen dem Befestigungsabschnitt und der zweiten Klemmfläche angeordnet sein.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den beigefügten Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen:
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1 eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung;
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2 eine Querschnittansicht der Anordnung aus 1;
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3 eine perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung; und
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4 eine Querschnittansicht der Anordnung aus 3.
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In den 1 und 2 ist eine erste Ausführungsform der Anordnung zur Befestigung eines Flanschs 10 an einem Gegenstück 12 dargestellt. Genauer gesagt ist das Gegenstück 12 ein Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine mit einem daran befestigten Abgaskrümmer 14. Der Abgaskrümmer 14 weist eine der Anzahl der Zylinder der Brennkraftmaschine entsprechende Anzahl von Abgasrohren 16 auf.
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Jedes Abgasrohr 16 ist mit einem Krümmerflansch 10 versehen, der mit einer im Wesentlichen ebenen Stirnseite auf einer ebenfalls im Wesentlichen ebenen Auflagefläche 18 des Gegenstücks 12 aufliegt, die einen Gasauslass 20 umgibt. Der Abgaskrümmer 14 und das Gegenstück 12 (Zylinderkopf) sind so positioniert und bezüglich der Auflageflächen 18 abgedichtet (wie später noch im Detail erläutert wird), dass dichte Strömungskanäle von den Gasauslässen 20 des Zylinderkopfs in die Abgasrohre 16 des Abgaskrümmers 14 gebildet sind.
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Das Gegenstück 12 weist oberhalb eines jeden Gasauslasses 20 eine Bohrung 22 mit Gewinde auf. Die Mittelachse A der Gewindebohrung 22 verläuft nicht senkrecht zur Auflagefläche 18, sondern ist gegenüber dieser geneigt. In die schräg nach unten verlaufende Gewindebohrung 22 ist ein Stiftbolzen 24 eingeschraubt, der entsprechend schräg von der Auflagefläche 18 absteht.
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Unterhalb der Gasauslässe 20 ist eine stabile erste Klemmleiste 26 angeordnet, die an das Gegenstück 12 angegossen ist, aber auch angeschraubt oder auf andere Weise am Gegenstück 12 befestigt sein kann. Die Klemmleiste 26 bildet einen oder mehrere Hinterschnitte und weist auf ihrer von der Auflagefläche 18 entfernten Innenseite eine erste Klemmfläche 28 auf, die unter einem spitzen Winkel α zur Auflagefläche 18 geneigt ist.
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Jeder Flansch 10 des Abgaskrümmers 14 hat einen oberen Befestigungsabschnitt 30 und einen diametral entgegengesetzten unteren Klemmabschnitt 32. Der Befestigungsabschnitt 30 weist auf der von der ebenen Auflagefläche 18 abgewandten Seite eine erste Andruckfläche 34 auf, die gegenüber der ebenen Stirnseite des Flanschs 10 bzw. gegenüber der Auflagefläche 18 unter einem spitzen Winkel β geneigt ist. Auch der Klemmabschnitt 32 weist eine solche Andruckfläche auf, nämlich eine unter dem gleichen spitzen Winkel α wie die erste Klemmfläche 28 geneigte zweite Andruckfläche 36. Beide Andruckflächen 34, 36 sind so orientiert, dass sich ihr Abstand zur ebenen Stirnseite des Flanschs 10 bzw. zur Auflagefläche 18 vom inneren zum äußeren Rand des Flanschs 10 hin verringert.
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Der Befestigungsabschnitt 30 ist zudem mit einer Durchtrittsöffnung 38 versehen, die als Bohrung mit einer rechtwinklig zur ersten Andruckfläche 34 verlaufenden Achse ausgebildet ist. Die Neigung dieser Achse relativ zur Auflagefläche 18 entspricht der Neigung der Mittelachse A der Gewindebohrung 22 im Gegenstück 12, sodass die Durchtrittsöffnung 38 und die Gewindebohrung 22 fluchtend zueinander angeordnet werden können. Die Durchtrittsöffnung 38 kann auch, wie in 1 dargestellt, als Schlitz ausgeführt sein, der in einer zum Klemmabschnitt 32 entgegengesetzten Richtung (nach oben) offen ist.
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Zwischen den Flanschen 10 und den Auflageflächen 18 ist eine Dichtungsanordnung vorgesehen. Als Alternative zu konventionellen Blechsickendichtungen oder anderen grundsätzlich geeigneten Dichtungen kommt hier bevorzugt eine Dichtungsanordnung mit metallischen Dichtringen 40 zum Einsatz, die hier als V-Ringe ausgebildet sind. Die metallischen Dichtringe 40 sind in stirnseitige Nuten des Flanschs 10 eingefügt, wobei die Nuten auch an der Auflagefläche 18 des Gegenstücks 12 gebildet sein können.
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Um im Betrieb bei Auftreten von Relativbewegungen zwischen den abzudichtenden Bauteilen keinen erhöhten Verschleiß bzw. Eingrabungen zu verursachen, insbesondere an einem Aluminium-Zylinderkopf, ist an den Berührflächen zwischen dem Abgaskrümmer 14 und der ersten Klemmleiste 26 sowie zwischen der Bewegungsebene der metallischen Dichtringe 40 und der entsprechenden Gegenfläche (Auflagefläche 18 oder Stirnseite des Flanschs 10) eine erste Glattlage 42 angeordnet. Diese ist im Falle einer Dichtungsanordnung mit metallischen Dichtringen 40 vorzugsweise einteilig ausgeführt und bedient gleichzeitig den Bereich der metallischen Dichtringe 40 und der ersten Klemmleiste 26. Kommen Blechsickendichtungen zum Einsatz, kann eine Lage der Dichtung länger ausgeführt werden und so in einem Teil mit der Blechsickendichtung die Funktion der Glattlage 42 an der ersten Klemmleiste 26 erfüllen. Die lagerichtige Positionierung der Dichtung und/oder der Glattlage 42 kann in beiden Fällen mithilfe von Positionsbohrungen an den Stiftbolzen 24 festgelegt werden.
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Die Montage des Abgaskrümmers 14 am Gegenstück 12 erfolgt durch eine Verschraubung an den Befestigungsabschnitten 30 und durch eine Klemmung an den Klemmabschnitten 32 der Flansche 10, wie nachfolgend erläutert wird.
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Jeder Flansch 10 wird mit seinem Klemmabschnitt 32 samt erster Glattlage 42 in die erste Klemmleiste 26 eingehängt, und der Befestigungsabschnitt 30 wird mit seiner Durchtrittsöffnung 38 fluchtend zur Gewindebohrung 22 auf die Auflagefläche 18 des Gegenstücks 12 aufgelegt. Falls die Durchtrittsöffnungen 38 als Schlitze ausgeführt sind, können die Stiftbolzen 24 am Gegenstück 12 bereits vormontiert sein. Nach dem Einhängen der Klemmabschnitte 32 können die Flansche 10 einfach nach oben verschwenkt werden, da sich die Stiftbolzen 24 ungehindert durch die Schlitze bewegen können.
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Sobald die Befestigungsabschnitte 30 auf der Auflagefläche aufliegen, wird der Abgaskrümmer 14 ohne weitere Einstellarbeiten verschraubt, indem Flanschmuttern 44 (oder Muttern mit Unterlegscheiben oder dergl.) auf die Stiftbolzen 24 aufgeschraubt werden. Die Längspositionierung des gesamten Abgaskrümmers 14 erfolgt anhand der als Schlitze ausgebildeten Durchtrittsöffnungen 38, wobei eine mittlere Durchtrittsöffnung 38 des Abgaskrümmers 14 als Zentrierbohrung dient.
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Eine weitere Möglichkeit zur Darstellung einer serienmontagefähigen Anordnung ist es, den Neigungswinkel der Mittelachse A der Gewindebohrung 22 bzw. des Stiftbolzens 24 relativ zur Auflagefläche 18 an den Neigungswinkel α der zweiten Andruckfläche 36 bzw. der ersten Klemmfläche 28 anzugleichen. In diesem Fall kann der Abgaskrümmer 14 von oben gleichzeitig in die erste Klemmleiste 26 wie auch auf die Stiftbolzen 24 geschoben werden, ohne dass die Durchtrittsöffnungen 38 hierfür als Schlitze ausgeführt sein müssen.
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Allen zuvor beschriebenen Varianten ist gemein, dass die auf den Befestigungsabschnitt 30 des Flanschs 10 einwirkenden Befestigungsmittel (Stiftbolzen 24 und Flanschmutter 44) eine in Richtung des Klemmabschnitts 32 wirkende Kraftkomponente erzeugen. Aufgrund der Neigung der ersten Andruckfläche 34 hat die durch das Festschrauben der Flanschmutter 44 erzeugte Andruckkraft neben einer senkrecht auf den Befestigungsabschnitt in Richtung der Auflagefläche 18 wirkende (horizontale) Komponente auch eine parallel zur Auflagefläche 18 wirkende (vertikale) Komponente.
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Die parallele Komponente wird aufgrund der besonderen Gestaltung des Klemmabschnitts 32 und der Klemmleiste 26, insbesondere wegen der geneigten zweiten Andruckfläche 36 und der darauf abgestimmten ersten Klemmfläche 28, in eine Kraftkomponente umgesetzt, die den Klemmabschnitt 32 gegen die zugehörige Auflagefläche 18 drückt. Somit ist allein die obere Verschraubung des Flanschs 10 ausreichend, um auch den unteren Teil des Flanschs 10 unter Einhaltung der Anforderungen an die Dichtigkeit auf die Auflagefläche 18 zu pressen. Eine Verschiebung des Flanschs 10 in die Klemmleiste 26 hinein findet bei der Verschraubung nicht oder nur in minimalem Ausmaß statt.
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Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist pro Flansch 10 eine Verschraubung vorgesehen. Grundsätzlich ist es aber auch möglich, mit weniger Verschraubungsstellen auszukommen, wobei diese auch zwischen den Gaskanälen angeordnet sein können. Die Befestigungsabschnitte 30 müssen also nicht zwangsläufig diametral entgegengesetzt zu den Klemmabschnitten 32 angeordnet sein, solange durch die Verschraubung auf den Flansch 10 eine in Richtung des Klemmabschnitts 32 wirkende Kraft ausgeübt wird.
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Wie bislang üblich können Schiebeleisten 46 zwischen den Flanschmuttern 44 und den Befestigungsabschnitten 30 der Flansche 10 eingesetzt werden.
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Die 3 und 4 zeigen eine zweite Ausführungsform der Anordnung zur Befestigung eines Flanschs 10 an einem Gegenstück 12, die sich von der ersten Ausführungsform im Wesentlichen nur hinsichtlich der Verschraubung an den Befestigungsabschnitten 30 der Flansche 10 unterscheidet.
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Bei der zweiten Ausführungsform sind die Achsen der Gewindebohrungen 22 und der Stiftbolzen 24 senkrecht zur Auflagefläche 18 orientiert. Um die in Richtung des Klemmabschnitts 32 wirkende Kraftkomponente zu erzeugen, ist hier eine zwischen dem Gegenstück 12 und der Flanschmutter 44 angeordnete stabile zweite Klemmleiste 48 (in 3 transparent dargestellt) vorgesehen, in die der Befestigungsabschnitt 30 eingeschoben ist.
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Im Gegensatz zur ersten Klemmleiste 26 ist die zweite Klemmleiste 48 nicht im Vorhinein mit dem Gegenstück 12 verbunden. Nicht der Befestigungsabschnitt 30 des Flanschs 10, sondern die zweite Klemmleiste 48 weist hier die Durchtrittsöffnungen 38 für die Stiftbolzen 24 auf.
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Durch Aufschrauben der Flanschmutter 44 wird die zweite Klemmleiste 48 in Richtung der Auflagefläche 18 gedrückt, wobei die Flanschmutter 44 gegen eine an der zweiten Klemmleiste 48 gebildete, parallel zur Auflagefläche 18 orientierte dritte Andruckfläche 50 angezogen wird.
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Die zweite Klemmleiste 48 weist auf ihrer von der Auflagefläche 18 entfernten Innenseite eine zweite Klemmfläche 52 auf, die unter dem gleichen spitzen Winkel β wie die erste Andruckfläche 34 zur Auflagefläche 18 geneigt ist und im montierten Zustand an dieser anliegt. Die bei der Verschraubung in Richtung der Auflagefläche 18 wirkende Andruckkraft wird über die geneigte zweite Klemmfläche 52 und die ebenso geneigte erste Andruckfläche 34 des Flanschs 10 in den Befestigungsabschnitt 30 eingeleitet. Aufgrund der Neigung der ersten Andruckfläche 34 wird dadurch – genauso wie bei der ersten Ausführungsform – eine in Richtung des Klemmabschnitts 32 wirkende Kraftkomponente erzeugt. Diese Kraftkomponente wird aufgrund der geneigten zweiten Andruckfläche 36 und der darauf abgestimmten ersten Klemmfläche 28 wiederum in eine Kraftkomponente umgesetzt, die den Klemmabschnitt 32 senkrecht gegen die zugehörige Auflagefläche 18 drückt.
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Die zweite Klemmleiste 48 ist derart mit dem Gegenstück 12 verschraubt, dass sich der Abgaskrümmer 14 bei thermischen Ausdehnungen im Betrieb unter ihr verschieben kann. Die bevorzugte Dichtungsausanordnung mit metallischen Dichtringen in Form von V-Ringen entspricht der der ersten Ausführungsform, wobei auch hier Blechsickendichtungen oder andere Dichtungen möglich sind. Zwischen der verschraubten zweiten Klemmleiste 48 und der ersten Andruckfläche 34 des Flanschs 10 muss keine zweite Glattlage vorgesehen werden, sofern die zweite Klemmleiste 48 aus verschleißfestem Material gefertigt ist. Die zweite Klemmleiste 48 erfüllt somit die Funktion einer Schiebeleiste mit dem Unterschied, dass zusätzlich auch die Dichtungspressung durch die zweite Klemmleiste 48 eingeleitet wird.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Flansch
- 12
- Gegenstück
- 14
- Abgaskrümmer
- 16
- Abgasrohr
- 18
- Auflagefläche
- 20
- Gasauslass
- 22
- Gewindebohrung
- 24
- Stiftbolzen
- 26
- erste Klemmleiste
- 28
- erste Klemmfläche
- 30
- Befestigungsabschnitt
- 32
- Klemmabschnitt
- 34
- erste Andruckfläche
- 36
- zweite Andruckfläche
- 38
- Durchtrittsöffnung
- 40
- metallischer Dichtring
- 42
- Glattlage
- 44
- Flanschmutter
- 46
- Schiebeleiste
- 48
- zweite Klemmleiste
- 50
- dritte Andruckfläche
- 52
- zweite Klemmfläche
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 19653908 A1 [0005]
- EP 1571305 A1 [0006]
- DE 20319486 U1 [0007]
- DE 10219829 A1 [0008]
- DE 4338719 A1 [0009]
