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Die Erfindung betrifft eine Befestigungsschiene zum Befestigen eines Abgaskrümmers an einer Verbrennungskraftmaschine gemäß dem Oberbegriff vom Patentanspruch 1.
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Eine solche Befestigungsschiene zum Befestigen eines zumindest einen Flansch aufweisenden Abgaskrümmers an einer Verbrennungskraftmaschine, insbesondere eines Kraftwagens, ist bereits der
DE 10 2013 206 105 A1 als bekannt zu entnehmen. Die Befestigungsschiene wird auch als Klemmschiene, Klemmleiste oder Anpressschiene bezeichnet, da zum Befestigen des Abgaskrümmers an der Verbrennungskraftmaschine, insbesondere an einem Zylinderkopf der Verbrennungskraftmaschine, der Flansch des Abgasturboladers zumindest teilweise zwischen der Verbrennungskraftmaschine, insbesondere zwischen dem Zylinderkopf, und der Befestigungsschiene angeordnet und die Befestigungsschiene gegen die Verbrennungskraftmaschine gespannt wird, sodass der Flansch des Abgaskrümmers zwischen der Verbrennungskraftmaschine und der Befestigungsschiene geklemmt und dabei mittels der Befestigungsschiene gegen die Verbrennungskraftmaschine gedrückt beziehungsweise an die Verbrennungskraftmaschine angepresst wird.
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Der Flansch ist dabei ein sogenannter Eintrittsflansch, welcher wenigstens eine von Abgas der Verbrennungskraftmaschine durchströmbare Durchströmöffnung aufweist. Diese Durchströmöffnung ist eine Eintrittsöffnung, da das aus der Verbrennungskraftmaschine ausströmende Abgas über die Durchströmöffnung in den Abgaskrümmer einströmt.
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Die Befestigungsschiene weist wenigstens zwei in Längserstreckungsrichtung der Befestigungsschiene voneinander beabstandete Befestigungsbereiche auf, in welchen jeweils zumindest ein Befestigungselement angeordnet ist. Mittels der Befestigungselemente ist die Befestigungsschiene gegen die Verbrennungskraftmaschine, insbesondere den Zylinderkopf, zu spannen, um dadurch den Abgaskrümmer über dessen Flansch an der Verbrennungskraftmaschine zu befestigen.
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Die Befestigungselemente sind beispielsweise Durchgangsöffnungen für Schraubelemente, insbesondere in Form von Schrauben. Beispielsweise werden die Schraubelemente durch die Durchgangsöffnungen gesteckt, sodass die Befestigungsschiene mittels der Schrauben gegen die Verbrennungskraftmaschine, insbesondere den Zylinderkopf, gespannt werden kann. Dadurch wird der Flansch zwischen der Befestigungsschiene und dem Zylinderkopf geklemmt und dadurch an der Verbrennungskraftmaschine befestigt beziehungsweise fixiert.
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Des Weiteren offenbart die
DE 102 22 100 A1 eine Dichtungsanordnung mit zwei aneinander gefügten Bauteilen, die miteinander fluchtende Durchgangsöffnungen aufweisen. Dabei ist eine metallische Flachdichtung vorgesehen, die zwischen den Bauteilen eingespannt ist und die Durchgangsöffnungen umgibt, wobei an der den Fügespalt zwischen den Bauteilen nach außen abdichtenden Flachdichtung eine Sicke ausgebildet ist, die die Durchgangsöffnungen umläuft und deren Verformung begrenzt ist.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Befestigungsschiene der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass auf bauraum- und kostengünstige Weise eine besonders vorteilhafte Befestigung des Abgaskrümmers an der Verbrennungskraftmaschine darstellbar ist.
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Diese Aufgabe wird durch eine Befestigungsschiene mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
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Um eine Befestigungsschiene der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art derart weiterzuentwickeln, dass auf kosten- und bauraumgünstige Weise eine besonders vorteilhafte Befestigung des Abgaskrümmers an der Verbrennungskraftmaschine, insbesondere an einem Zylinderkopf der Verbrennungskraftmaschine, realisierbar ist, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass in den Befestigungsbereichen an dem Flansch absützbare Halteelemente angeordnet sind, mittels welchen wenigstens ein in Längserstreckungsrichtung der Befestigungsschiene zwischen den Befestigungsbereichen angeordneter Teilbereich der Befestigungsschiene in einem Abstand zu dem Flansch des Abgaskrümmers zu halten ist.
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Es kann vorgesehen sein, dass die Befestigungsbereiche durch ein erstes Schienenelement und die Abstandshalteelemente durch ein separat vom ersten Schienenelement ausgebildetes, zweites Schienenelement gebildet sind. Alternativ ist es denkbar, dass die Schienenelemente einstückig miteinander ausgebildet sind, sodass die Befestigungsschiene einstückig ausgebildet ist.
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Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass der Abstand beziehungsweise die Entfernung zwischen den Befestigungselementen üblicherweise sehr groß ist. Daraus kann das Problem entstehen, dass zwischen den Befestigungselementen eine nur unzureichende Anpresskraft, mittels welcher die Befestigungsschiene gegen den Flansch des Abgaskrümmers und in der Folge der Flansch des Abgaskrümmers gegen die Verbrennungskraftmaschine gepresst wird, realisiert werden kann. Aus Bauraumgründen und/oder anderen Gründen kann eine Verkleinerung des in Längserstreckungsrichtung der Befestigungsschiene verlaufenden Abstands zwischen den Befestigungselementen nicht realisiert werden. Ferner ist gegebenenfalls nicht möglich, zwischen den Befestigungselementen ein weiteres Befestigungselement anzuordnen.
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Durch den Einsatz der Abstandshalteelemente ist es nun jedoch möglich, ohne den Abstand zwischen den Befestigungselementen zu verkleinern und ohne zusätzliche Befestigungsbereiche beziehungsweise Befestigungselemente vorsehen zu müssen, auch zwischen den Befestigungselementen eine hohe Anpresskraft beziehungsweise eine starke Anpressung der Befestigungsschiene an den Flansch zu realisieren, sodass in der Folge eine starke Anpressung des Flansches an die Verbrennungskraftmaschine dargestellt werden kann. Somit ist auf bauraum- und kostengünstige Weise eine feste Halterung des Abgaskrümmers an der Verbrennungskraftmaschine realisierbar.
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Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn in Längserstreckungsrichtung der Befestigungsschiene zwischen den Abstandshalteelementen wenigstens ein weiteres Abstandshalteelement angeordnet ist, über welches die Befestigungsschiene an dem Flansch abstützbar ist. Dadurch kann eine hohe Anpresskraft auch zwischen den Befestigungselementen von der Befestigungsschiene auf den Flansch übertragen werden, sodass der Abgaskrümmer, welcher auch als Auspuffkrümmer bezeichnet wird, besonders fest an der Verbrennungskraftmaschine fixiert werden kann.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der einzigen Figur alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Die Zeichnung zeigt in:
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1 eine schematische Vorderansicht eines Abgaskrümmers und einer Befestigungsschiene zum Befestigen des Abgaskrümmers an einer Verbrennungskraftmaschine eines Kraftwagens, wobei die Befestigungsschiene Befestigungsbereiche mit an einem Flansch des Abgaskrümmers abstützbaren Abstandshalteelementen aufweist; und
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2 eine schematische Schnittansicht der Befestigungsschiene.
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In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt in einer schematischen Vorderansicht einen im Ganzen mit 10 bezeichneten Abgaskrümmer für eine Verbrennungskraftmaschine eines Kraftwagens. Der Abgaskrümmer wird auch als Auspuffkrümmer oder einfach als Krümmer bezeichnet und ist – im fertig hergestellten Zustand der Verbrennungskraftmaschine – in einem Abgastrakt der Verbrennungskraftmaschine angeordnet. Die Verbrennungskraftmaschine ist beispielsweise als Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine ausgebildet und dient dem Antreiben des Kraftwagens, wobei die Verbrennungskraftmaschine wenigstens einen oder aber eine Mehrzahl von Brennräumen insbesondere in Form von Zylindern aufweist. Den jeweiligen Zylinder werden Luft und Kraftstoff, insbesondere flüssiger Kraftstoff, zugeführt, sodass im jeweiligen Zylinder ein Kraftstoff-Luft-Gemisch entsteht. Dieses Kraftstoff-Luft-Gemisch wird verbrannt, woraus Abgas der Verbrennungskraftmaschine resultiert. Das Abgas kann über wenigstens einen dem Zylinder zugeordneten Auslasskanal ausströmen. Der Auslasskanal ist beispielsweise durch einen Zylinderkopf der Verbrennungskraftmaschine gebildet, wobei durch den Zylinderkopf ein jeweiliges Brennraumdach des jeweiligen Zylinders gebildet ist. Der Zylinderkopf ist beispielsweise mit einem Zylindergehäuse der Verbrennungskraftmaschine verbunden, wobei der Zylinderkopf und das Zylindergehäuse separat voneinander ausgebildete und miteinander verbundene Gehäuseteile der Verbrennungskraftmaschine sind.
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Im fertig hergestellten Zustand der Verbrennungskraftmaschine ist der Auspuffkrümmer zumindest mittelbar an dem Zylinderkopf befestigt, wobei der Abgaskrümmer 10 einen besonders gut aus 2 erkennbaren Flansch 12 aufweist. Der Flansch 12 ist ein sogenannter Eintrittsflansch und weist eine Mehrzahl von Durchströmöffnungen 14 auf. Im fertig hergestellten Zustand der Verbrennungskraftmaschine sind die Durchströmöffnungen 14 in zumindest teilweiser Überdeckung mit jeweiligen, von einem Abgas durchströmbaren Auslasskanälen des Zylinderkopfes angeordnet, sodass das den jeweiligen Auslasskanal durchströmende Abgas aus dem jeweiligen Auslasskanal ausströmen und die jeweilige Durchströmöffnung 14 durchströmen kann. Somit strömt das aus der Verbrennungskraftmaschine ausströmende Abgas über die jeweilige Durchströmöffnung 14 in den Abgaskrümmer 10 ein. Mittels des Abgaskrümmers 10 wird das Abgas von einem Zylinderkopf weggeführt.
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Im Abgastrakt ist ferner eine in 1 erkennbare Turbine 16 eines Abgasturboladers 18 angeordnet. Mittels des Abgaskrümmers 10 wird das den Abgaskrümmer 10 durchströmende Abgas zur Turbine 16 geführt, welche mittels des Abgases antreibbar ist. Der Abgasturbolader 18 umfasst ferner einen in einem Ansaugtrakt der Verbrennungskraftmaschine angeordneten Verdichter, welcher von der Turbine 16 antreibbar ist. Mittels des Ansaugtrakts wird die zuvor genannte Luft zu den Zylindern geführt, wobei die den Ansaugtrakt durchströmende Luft mittels des Verdichters verdichtet wird. Da der Verdichter von der Turbine 16 angetrieben wird, wird im Abgas enthaltene Energie zum Verdichten der Luft genutzt.
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Um den Abgaskrümmer 10 über den Eintrittsflansch (Flansch 12) an der Verbrennungskraftmaschine beziehungsweise am Zylinderkopf zu befestigen, kommt eine beispielsweise als Gleitschiene ausgebildete beziehungsweise fungierende Befestigungsschiene 20 zum Einsatz, welche vorliegend als Anpressschiene genutzt wird. Wie in Zusammenschau mit 2 erkennbar ist, weisen der Flansch 12 und die Befestigungsschiene 20 jeweilige, in Längserstreckungsrichtung der Befestigungsschiene 20 voneinander beabstandete Befestigungsbereiche 22a–d auf. In den Befestigungsbereichen 22a–d ist jeweils wenigstens ein Befestigungselement vorliegend in Form einer Durchgangsöffnung 24a–d angeordnet. Die jeweilige Durchgangsöffnung 24a–d ist eine Schrauböffnung, durch welche im Rahmen der Befestigung des Abgaskrümmers 10 am Zylinderkopf jeweils ein Schraubelement vorliegend in Form einer Stiftschraube gesteckt wird. Die jeweilige, die jeweilige Durchgangsöffnung 24a–d durchdringende Stiftschraube ist beispielsweise am Zylinderkopf festgelegt und ragt aus der jeweiligen Durchgangsöffnung 24a–d auf einer dem Zylinderkopf abgewandten Seite des Abgaskrümmers 10 und der Befestigungsschiene 20 heraus, sodass auf die jeweilige Stiftschraube ein weiteres Schraubelement in Form einer Mutter aufgeschraubt werden kann.
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Im fertig hergestellten Zustand der Verbrennungskraftmaschine ist somit zumindest ein Teilbereich des Flansches 12 zwischen dem Zylinderkopf und der Befestigungsschiene 20 angeordnet. Werden dann die Muttern auf die Stiftschrauben aufgeschraubt und festgezogen, wobei die Muttern in zumindest mittelbare Stützanlagen mit der Befestigungsschiene 20 geschraubt und gegen die Befestigungsschiene 20 gespannt werden, so wird die Befestigungsschiene 20 gegen den Zylinderkopf beziehungsweise gegen die Verbrennungskraftmaschine gespannt, wobei sich die Befestigungsschiene 20 unter Vermittlung des Flansches 12 am Zylinderkopf abstützt. Dadurch wird der Flansch 12 zwischen dem Zylinderkopf und der Befestigungsschiene 20 geklemmt, wodurch der Abgaskrümmer 10 über den Flansch 12 am Zylinderkopf fixiert wird. Mit anderen Worten wird durch das Festziehen der Muttern eine Anpresskraft beziehungsweise eine Anpressung bewirkt, welche von der Befestigungsschiene 20 auf den Flansch 12 in Richtung des Zylinderkopfes wirkt, sodass der Flansch 12 und somit der Abgaskrümmer 10 insgesamt gegen den Zylinderkopf gespannt beziehungsweise gepresst werden.
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Somit werden der Abgaskrümmer 10 und über diesen der Abgasturbolader 18 mittels der Stiftschrauben und der Muttern über die als Klemmleiste fungierende Befestigungsschiene 20 gegen den Zylinderkopf gepresst. Dadurch entstehen eine Verklemmung und eine Anpresskraft. Die als Gleitschiene fungierende Befestigungsschiene 20 verhindert dabei ein unerwünschtes Lösen der Muttern, wobei die Muttern die Gleitschiene beziehungsweise die Befestigungsschiene 20 vorzugsweise kontaktieren beziehungsweise berühren. Üblicherweise liegt die Befestigungsschiene 20 vollständig auf dem Eintrittsflansch auf.
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Aus 1 ist erkennbar, dass insbesondere der in Längserstreckungsrichtung der Befestigungsschiene 20 verlaufende Abstand zwischen den Befestigungsbereichen 22b und 22c und somit zwischen den Durchgangsöffnungen 24b und 24c sehr groß ist, sodass es beispielsweise in einem in Längserstreckungsrichtung der Befestigungsschiene 20 zwischen den Befestigungsbereichen 22b und 22c angeordneten Teilbereich der Befestigungsschiene 20 zu einer unzureichenden Anpressung beziehungsweise Anpresskraft kommen könnte. Die Anordnung eines weiteren Befestigungsbereichs beziehungsweise eines weiteren Befestigungselements zwischen den Befestigungsbereichen 22b und 22c ist aufgrund der Auslasskanalgeometrie nicht möglich. Ferner können die Stiftschrauben und somit die Befestigungsbereiche 22b und 22c nicht näher zusammen beziehungsweise in die Mitte des Abgasturboladers 18 rücken, da dies aufgrund der Auslasskanäle und aufgrund von Zündspulen der Verbrennungskraftmaschine nicht möglich ist.
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Um nun auf bauraum- und kostengünstige Weise eine besonders feste Halterung des Abgaskrümmers 10 und somit des Abgasturboladers 18 an dem Zylinderkopf zu realisieren, weist die Befestigungsschiene 20 – wie besonders gut aus 2 erkennbar ist – in den Befestigungsbereichen 22a–d jeweils wenigstens ein Abstandshalteelement 26 auf. Über die Abstandshalteelemente 26 ist die Befestigungsschiene 20 zumindest mittelbar, insbesondere direkt, an dem Flansch 12 abstützbar, wobei mittels der Abstandshalteelemente 26 jeweilige, in Längserstreckungsrichtung der Befestigungsschiene 20 zwischen den Befestigungsbereichen 22a–d angeordnete Teilbereiche 28a–d der Befestigungsschiene 20 in einem jeweiligen Abstand zu dem Flansch 12 des Abgaskrümmers 10 zu halten beziehungsweise gehalten sind. Dies bedeutet, dass die Teilbereiche 28a–d Segmente der Befestigungsschiene 20 sind, wobei diese Segmente zwischen den Befestigungsbereichen 22a–d keinen Kontakt mit dem Eintrittsflansch haben. Ferner ist in Längserstreckungsrichtung der Befestigungsschiene 20 zwischen den Abstandshalteelementen 26 der Befestigungsbereiche 22b und 22c wenigstens ein weiteres Abstandshalteelement 30 angeordnet, über welches die Befestigungsschiene 20 zumindest mittelbar an dem Flansch 12 abstützbar ist. Das weitere Abstandshalteelement 30 sorgt beim Festziehen der Muttern für ein Drehmoment, welches eine Anpresskraft in der Mitte der Befestigungsschiene 20 beziehungsweise zwischen den Befestigungsbereichen 22b und 22c ermöglicht. Dadurch wird der Flansch 12 auch zwischen den Befestigungsbereichen 22b und 22c mit einer besonders hohen Anpresskraft beaufschlagt und somit gegen den Zylinderkopf gepresst.
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Vorliegend sind die Abstandshalteelemente 26 und 30 beispielsweise durch eine Materialanhäufung, das heißt eine Materialerhöhung oder eine Materialverstärkung der Befestigungsschiene 20 gebildet. Die zuvor genannte Gleitschiene ist somit zur Befestigungsschiene 20 beziehungsweise zur Anpressschiene weitergebildet und somit verstärkt, sodass eine hinreichend hohe Anpressung, insbesondere hinreichend hohe Anpresskräfte beziehungsweise hinreichend hohe Anpressmomente, geschaffen werden können, mittels welchen der Abgaskrümmer 10 besonders fest am Zylinderkopf befestigt werden kann. Dadurch ist es möglich, eine besonders hohe Anpressung zu realisieren, um beispielsweise den Abgaskrümmer 10 besonders gut gegen den Zylinderkopf abzudichten. Mit anderen kann dabei eine beispielsweise zwischen dem Abgaskrümmer 10 und dem Zylinderkopf angeordnete Dichtung mittels der hohen Anpresskraft sehr gut gegen den Zylinderkopf und gegen den Abgaskrümmer 10 gepresst werden, sodass eine besonders vorteilhafte Abdichtung darstellbar ist. Ferner stellen die Abstandshalteelemente 26 und 30 eine kostengünstige sowie bauraumneutrale Lösung dar, um eine besonders hohe Anpressung zu realisieren, ohne dass zusätzliche Schrauben oder andere Befestigungselemente erforderlich sind.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Abgaskrümmer
- 12
- Flansch
- 14
- Durchströmöffnung
- 16
- Turbine
- 18
- Abgasturbolader
- 20
- Befestigungsschiene
- 22a–d
- Befestigungsbereich
- 24a–d
- Durchgangsöffnung
- 26
- Abstandshalteelement
- 28a–d
- Teilbereich
- 30
- Abstandshalteelement
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102013206105 A1 [0002]
- DE 10222100 A1 [0006]
