DE102016117515A1

DE102016117515A1 - Befestigungsvorrichtung, insbesondere für eine Kraftstoffverteilerleiste und Kraftstoffverteilerleiste mit mindestens zwei Befestigungsvorrichtungen

Info

Publication number: DE102016117515A1
Application number: DE102016117515.3A
Authority: DE
Inventors: Simon Bair; Florian Renner; Thomas Sellmann
Original assignee: Hirschvogel Umformtechnik GmbH
Current assignee: Hirschvogel Umformtechnik GmbH
Priority date: 2016-09-16
Filing date: 2016-09-16
Publication date: 2018-03-22
Anticipated expiration: 2036-09-17
Also published as: DE102016117515B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Befestigungsvorrichtung (10) für eine Kraftstoffverteilerleiste (20) einer Brennkraftmaschine (22), umfassend einen Grundkörper (12) zum Fixieren der Kraftstoffverteilerleiste (20) an die Befestigungsvorrichtung (10) mittels einer ersten Verbindung, die als eine kraftschlüssige und/oder formschlüssige, lösbare Verbindung ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Befestigungsvorrichtung für ein an einen Motor oder dgl. zu befestigendes Anbauteil bzw. Anbauteile, insbesondere für eine Kraftstoffverteilerleiste einer Brennkraftmaschine und ein Anbauteil, insbesondere eine Kraftstoffverteilerleiste mit mindestens zwei Befestigungsvorrichtungen.
In einem Fahrzeug werden Anbauteile wie z.B. ein Kraftstoffverteiler im Allgemeinen am Verbrennungsmotor oder an Komponenten davon, wie beispielsweise Zylinder, Zylinderkopf oder Ansaugmodul, befestigt. In der Regel erfolgt dies über Halteelemente wie beispielsweise Verschraubungen, Laschen, Befestigungsösen oder einer Kombination derselben. Die Kosten für solche Halteelemente sind hoch, nicht zuletzt wegen des hohen Montageaufwands.
Aus der DE 10 2008 044 923 A1 sind z.B. zur Festlegung eines Kraftstoffverteilers an dem Verbrennungsmotor bzw. der Zylinderbank am Verteilerrohr Montageelemente in Form von Hülsen vorgesehen. Die Hülsen durchsetzen das Verteilerrohr. Jede Hülse ist hierzu quer durch ein Durchgangsloch im Verteilerrohr geführt und mit dem Verteilerrohr dicht gefügt, insbesondere verpresst, verschweißt und/oder verlötet.
Derartige Befestigungen sind allerdings komplex, mit einem hohen Konstruktionsaufwand verbunden, bedürfen einer Vielzahl konstruktiver Anpassungen am Kraftstoffverteiler und benötigen dementsprechend einen hohen Material- und Montageaufwand. Des Weiteren bedingen sie in der Regel eine Bearbeitung, d.h. Verschraubung, Verlötung, Verpressung oder Verschweißung entsprechender Anbauelemente am Körper des Anbauteils, wie einem Kraftstoffverteiler, wodurch es zu negativen Einwirkungen auf die Außenhaut und zu Dichtheitsprobleme oder unerwünschte Veränderungen der Metallstruktur, z.B. einem Alterungsprozess, des Kraftstoffverteilers kommen kann.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Befestigungsvorrichtung, insbesondere für eine Kraftstoffverteilerleiste einer Brennkraftmaschine aber auch für andere an einen Motor oder dgl. zu befestigenden Anbauteile, hinsichtlich einer geringeren Komplexität, weniger konstruktiver Anpassungen am Kraftstoffverteiler, eines geringeren Montageaufwands, und/oder eines geringeren Kostenaufwands weiterzuentwickeln oder zu verbessern und eine entsprechende Kraftstoffverteilerleiste bereitzustellen.
Ein Aspekt der Erfindung betrifft eine Befestigungsvorrichtung für an einen Motor oder dgl. zu befestigenden Anbauteils bzw. Anbauteile, insbesondere für eine Kraftstoffverteilerleiste zur Befestigung an einer Brennkraftmaschine oder eines Motorblocks. Befestigen ist als mechanisches Fixieren, Anbringen oder Festmachen des Anbauteils, wie z.B. der Kraftstoffverteilerleiste, an die Brennkraftmaschine oder den Motorblock aufzufassen.
Die Befestigungsvorrichtung umfasst einen insbesondere flexiblen Grundkörper zum mechanischen Fixieren des Anbauteils, wie z.B. der Kraftstoffverteilerleiste, an die Befestigungsvorrichtung mittels einer ersten Verbindung. Die erste Verbindung ist als eine kraftschlüssige und/oder formschlüssige, lösbare Verbindung ausgebildet.
Die Verbindung ist ein funktionelles Merkmal, das auf die Funktion des Verbindens und/oder Zusammenhaltens von zwei oder mehreren Elementen oder Vorrichtungen gerichtet ist, wobei für die Herstellung oder Gewährleistung der Funktion fachübliche, strukturelle Merkmale oder Vorrichtungen verwendbar sind oder in Frage kommen.
Eine Formulierung, wobei gemäß einer Ausführungsform eine Verbindung bestimmten strukturelle Merkmale umfasst, ist derart aufzufassen, dass in der betreffenden Ausführungsform die aufgeführten strukturellen Merkmale zur Festlegung der Funktion definiert oder verwendet werden.
Die erste Verbindung kann formschlüssig sein, indem der Grundkörper und das Anbauteil (i.f. nur noch „Kraftstoffverteilerleiste“ genannt) als Verbindungspartner ineinandergreifen, so dass sich die Verbindungspartner unter normalen, üblichen oder durchschnittlichen Betriebsbedingungen nicht lösen können.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Kraftstoffverteilerleiste mit mindestens zwei, axial voneinander beabstandeten, erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtungen.
Zur Herstellung der ersten Verbindung kann der insbesondere flexible Grundkörper ein im Wesentlichen an einer Seite offenes, z.B. teilkreisförmiges, teilovales, teilelliptisches oder U-förmiges oder C-förmiges Querschnittsprofil aufweisen. Der flexible Grundkörper kann eine azimutale Elastizität aufweisen, also in eine azimutale Richtung elastisch sein. Eine axiale Richtung und die dazu orthogonale azimutale Richtung sind bezogen auf eine Achse oder Längsachse der Kraftstoffverteilerleiste und ein damit verbundenes, vorzugsweise zylindrisches oder polares, Koordinatensystem. Alternativ kann der Grundkörper auch mit einem Spannelement wie eine Feder oder dgl. ausgestattet sein, so dass er nach dem Umschließen der Kraftstoffverteilerleiste gespannt ist und eine radiale Normalkraft auf wenigstens zwei gegenüberliegende Bereiche der Außenfläche der Kraftstoffverteilerleiste ausübt, so dass diese jedenfalls mittels Kraftschluss fixiert ist.
Durch die erwähnte Form und Materialeigenschaft des Grundkörpers kann dieser dazu geeignet sein, sich entlang eines Umfangsbereichs der Kraftstoffverteilerleiste zu erstrecken und vorzugsweise zumindest teilweise einer Außenkontur der Kraftstoffverteilerleiste angepasst zu sein, insbesondere um sich entlang des Umfangsbereichs an die Kraftstoffverteilerleiste jedenfalls teilweise oder vollständig anzuschmiegen. Damit kann der Grundkörper die Kraftstoffverteilerleiste oder einen Umfang der Kraftstoffverteilerleiste zumindest teilweise umfassen, zum Herstellen der ersten Verbindung, so dass die erste Verbindung vorzugsweise als eine Schnapp- oder Rastverbindung ausgebildet ist.
Der Grundkörper kann, indem er zumindest teilweise die Kraftstoffverteilerleiste umfasst oder umschließt, die radiale Normalkraft auf die Kraftstoffverteilerleiste, vorzugsweise eine Außenfläche der Kraftstoffverteilerleiste, ausüben, so dass sich die Verbindungspartner nur durch eine der Normalkraft entgegen gerichtete Lösekraft, ausgeübt beispielsweise durch eine Bedienperson, voneinander gelöst oder getrennt werden können. Die Normalkraft kann ein unbeabsichtigtes Lösen der ersten Verbindung verhindern und eine mit der Normalkraft verbundene Reibungskraft kann ein axiales Verschieben der Verbindungspartner relativ zueinander verhindern. Die erste Verbindung ermöglicht also eine axiale und radiale Fixierung der Kraftstoffverteilerleiste gegenüber der Befestigungsvorrichtung.
Der Grundkörper und die erste Verbindung der Befestigungsvorrichtung ermöglichen eine einfache und effiziente Verbindung der Verbindungspartner Kraftstoffverteilerleiste und Brennkraftmaschine, wobei die Befestigungsvorrichtung gegenüber bekannten Konzepten eine geringere Komplexität hat, die Verbindung einfach herzustellen und zu lösen ist und damit einen geringen Montageaufwand erfordert. Der Kostenaufwand für Herstellung und Montage wird damit erheblich reduziert.
Die Befestigungsvorrichtung kann ferner umfassen: zwei mit dem Grundkörper verbundene Befestigungselemente zum Fixieren der Befestigungsvorrichtung an die Brennkraftmaschine mittels jeweils einer zweiten Verbindung. Die zweite Verbindung kann vorzugsweise eine kraftschlüssige und/oder formschlüssige, lösbare Verbindung sein. Diese zweite Verbindung dient bevorzugt gleichzeitig zur Fixierung der ersten Verbindung, fixiert also die Normalkraft, die die erste Verbindung auf z.B. die Kraftstoffverteilerleiste ausübt. Diese Fixierung erfolgt durch eine Befestigung der Befestigungselemente an der Brennkraftmaschine, wodurch gleichzeitig die Enden des U- oder C-förmigen Grundkörpers festgelegt und insbesondere an einem Zurückfedern oder einem Zurückweichen gehindert werden, was die Normalkraft reduzieren und die Kraftstoffverteilerleiste lösen würde.
Die Befestigungsvorrichtung, umfassend den Grundkörper, die erste Verbindung zum Verbinden der Befestigungsvorrichtung oder des Grundkörpers mit der Kraftstoffverteilerleiste, und die mit dem Grundkörper verbundenen Befestigungselemente zum Fixieren der Befestigungsvorrichtung oder des Grundkörpers an die Brennkraftmaschine mittels jeweils der zweiten Verbindung, ist gegenüber bekannten Befestigungen ausgesprochen vorteilhaft:

– die Befestigungsvorrichtung kann durch den Grundkörper und die erste Verbindung unkompliziert und effizient mit der Kraftstoffverteilerleiste verbunden und davon wieder gelöst werden;
– die Befestigungsvorrichtung kann durch die Befestigungselemente und die entsprechenden zweiten Verbindungen unkompliziert und effizient mit der Brennkraftmaschine verbunden und davon wieder gelöst werden;
– die Eigenschaften und Vorzüge der Befestigungsvorrichtung im Zusammenspiel mit der Kraftstoffverteilerleiste und der Brennkraftmaschine ermöglichen es, dass die Verbindungspartner Kraftstoffverteilerleiste und Brennkraftmaschine unkompliziert und effizient miteinander verbunden und voneinander gelöst werden können;
– der Montageaufwand zum Verbinden und Lösen der Verbindungspartner, sowie die damit verbunden Kosten, sind insgesamt geringer als bei den bekannten Konzepten.

Der Grundkörper oder die Form des Grundkörpers kann mindestens eines oder eine Kombination der folgenden Merkmale aufweisen:
Der Grundkörper kann zur Kraftstoffverteilerleiste koaxial angeordnet sein und, auf Basis des teilweise offenen, d.h. z.B. im Wesentlichen U-förmigen oder C-förmigen Querschnittsprofils, die Kraftstoffverteilerleiste oder den Umfang der Kraftstoffverteilerleiste über einen azimutalen Umfangsbereich oder Sektor entsprechend einem Winkel größer als 180° umfassen. Der Grundkörper kann damit einen Umgriff von mehr als 180° um die Kraftstoffverteilerleiste bilden.
Der Grundkörper kann zwei Flanken umfassen, welche das U-förmige oder C-förmige Querschnittsprofil des Grundkörpers bilden, wobei vorzugsweise jeweils eine Flanke mit jeweils einem der Befestigungselemente verbunden ist.
Der Grundkörper kann eine azimutale Öffnung mit einem azimutalen Öffnungswinkel aufweisen, vorzugsweise zwischen den Flanken, zum Aufnehmen der Kraftstoffverteilerleiste, was vorzugsweise zur Folge hat, dass beim Vergrößern der Öffnung oder des Öffnungswinkels, beispielsweise mittels Auseinanderdrücken der Flanken durch eine Bedienperson, eine Spannung zwischen den Flanken oder ein, insbesondere radialer, nach innen gerichteter, Druck sich erhöht. Alternativ kann hier auch ein Spannelement wie eine Feder vorgesehen sein.
Der Grundkörper kann durch i) das Vergrößern der Öffnung oder des Öffnungswinkels oder ii) das Auseinanderdrücken der Flanken von einem entspannten in einen angespannt Zustand überführbar sein.
Die erste Verbindung kann mittels Aufsetzen auf die Kraftstoffverteilerleiste herstellbar sein und mittels Auseinanderdrücken der Flanken und/oder Drücken bzw. Ziehen in eine radiale Richtung zum Abnehmen von der Kraftstoffverteilerleiste lösbar sein.
Der Grundkörper kann in einem mit der Kraftstoffverteilerleiste verbundenen Zustand einen größeren Öffnungswinkel haben als in einem von der Kraftstoffverteilerleiste gelösten Zustand.
Der Grundkörper kann in einem auf der Kraftstoffverteilerleiste aufgesetzten Zustand angespannt sein, zum Herstellen der ersten Verbindung, und in einem von der Kraftstoffverteilerleiste gelösten Zustand entspannt sein.
Die azimutale Elastizität des Grundkörpers kann die radiale Normalkraft auf die Kraftstoffverteilerleiste ermöglichen.
Auf Basis der beschriebenen Eigenschaften und Merkmale kann der Grundkörper als eine Klemme, eine Klammer, oder ein Clip ausgebildet sein. Vorzugsweise umfasst die Klemme mindestens zwei Flanken, die mittels Auseinanderdrücken aufgrund der azimutalen Elastizität angespannt werden können, so dass die rohrförmige Kraftstoffverteilerleiste zwischen den mindestens zwei Flanken feststellbar ist.
Mit Vorteil umfasst der Grundkörper die Kraftstoffverteilerleiste jedenfalls teilweise auch formschlüssig, insbesondere ganzflächig über einen wesentlichen Teil des Umfangs der Kraftstoffverteilerleiste, z.B. über einen azimutalen Umfangsbereich oder Sektor entsprechend einem Winkel von 180° - 330°, bevorzugt 225° bis 300°. Der Grundkörper kann damit einen Umgriff von mehr als 180° um die Kraftstoffverteilerleiste bilden, wobei entsprechende, den Außenkonturen der Kraftstoffverteilerleiste angepasste Planflächen des Grundkörpers vorher umgeformt, beispielsweise geschmiedet oder gefräst werden. Mit Vorteil können die Planflächen dabei derart geformt werden, dass sie Fixierflächen bilden, die an vorbestimmten Stellen der Kraftstoffverteilerleiste, beispielsweise an einem Zentrierzapfen, für eine definierte Festlegung, z.B. eine Zentrierung, des Grundkörpers an der Kraftstoffverteilerleiste bzw. deren Außenkontur dienen.
Jeweils ein Befestigungselement kann laschenförmig oder als eine Befestigungslasche ausgebildet sein. Die Befestigungslasche kann mit dem Grundkörper oder mit einer Flanke des Grundkörpers fest oder lösbar verbunden sein und kann in einem der Brennkraftmaschine proximalen Bereich eine Öffnung aufweisen, durch welche ein längliches, vorzugsweise stiftförmiges, Fixierungselement, beispielsweise eine Schraube oder ein Schnappelement, hindurchgestreckt werden kann, zum Herstellen der zweiten Verbindung.
Damit weist die Befestigungsvorrichtung eine einfache, unkomplizierte und kostengünstige Struktur auf und ermöglicht ein ebenso einfaches, unkompliziertes und kostengünstiges Montieren oder Anbringen der Verbindungspartner Kraftstoffverteilerleiste und Brennkraftmaschine aneinander, und ein ebensolches Lösen der Verbindungspartner voneinander.
Die Befestigungsvorrichtung kann zu jedem Befestigungselement jeweils das entsprechende Fixierungselement umfassen, vorzugsweise eine Schraube oder ein Schnappelement, zum Herstellen der zweiten Verbindung. Diese wird durch eine Öffnung, insbesondere Bohrung, am Befestigungselement geführt, um die Befestigungsvorrichtung am Motorblock oder dgl. festzulegen. Die Öffnung wird bevorzugt beim Herstellen des Grundkörpers, z.B. beim Spritzgießen, unmittelbar im Grundkörper erstellt.
An einem Übergang zwischen Befestigungselement und Fixierungselement kann eine Versteifungsrippe vorgesehen sein, zum Erhöhen der Festigkeit der zweiten Verbindung.
Die Befestigungsvorrichtung kann zu jedem Fixierungselement jeweils eine um das Fixierungselement anordnungsbare Unterlegscheibe oder Beilagscheibe umfassen, zum Verteilen des Drucks eines Fixierungselement-Kopfes auf eine größere Fläche.
Das Fixierungselement kann auch mehrteilig aufgebaut sein, indem in der Öffnung am Befestigungselement zusätzlich eine Hülse vorgesehen ist, durch die dann die Schraube geführt wird. Die Schraube fixiert die Befestigungsvorrichtung über das Befestigungselement an dem Motorblock, indem der Schraubenkopf hauptsächlich die Hülse kraftschlüssig an den Motorblock drückt. Das Befestigungselement selbst ist mit der Hülse formschlüssig verbunden, insbesondere wird die Hülse beim Einspritzen mit dem Befestigungselement verbunden und das Befestigungselement wird zudem durch den Schraubenkopf axial gehalten. Der eigentliche Anpressdruck erfolgt nach einer Ausführungsform der Erfindung über die Hülse.
Die Hülse kann in der Ausführung geschlitzt oder mit einem Freistich oder einem Bund versehen sein. Dadurch verbessert sich der Formschluss. Als Material für die Hülse ist insbesondere eine Metallhülse mit einer Beschichtung auf Zn-Ni- Basis vorgesehen, um Kontaktkorrosion zu vermeiden.
Die Befestigungsvorrichtung kann mittels eines Spritzgießverfahrens hergestellt sein. Dieses Herstellverfahren ist sicher, ausgereift und schnell, erfordert einen geringeren Materialbedarf und ist zudem kostengünstig.
Die Befestigungsvorrichtung kann aus einem elastischen, vorzugsweise rostfreien, Material hergestellt sein. Das Material umfasst ein Metall, vorzugsweise ein rostfreies Metall wie beispielsweise Edelstahl, oder einen Kunststoff, vorzugsweise ein Polyamid wie beispielsweise PA6, PA6.6 oder PA4.6, oder ein Hochleistungskunststoff wie beispielsweise PEEK, PI, PPS, oder PSU. Der Kunststoff sollte Wärmebereiche zwischen –20°C und 120°C abdecken könne, d.h. in diesen Bereichen seine Eigenschaften im Wesentlichen unverändert behalten.
Das Material der Befestigungsvorrichtung kann auch einen Kunststoff mit einem zusätzlichen Strukturelement zur Erhöhung der Festigkeit aufweisen, so z.B. einem eingegossenen Drahtgitter aus Metall oder enthaltend einen Faser-, wie Glasfaser-, oder Kohlefaseranteil. Dieses Material hat ein geringes Gewicht und ist unkompliziert in der Verarbeitung.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Dabei verweisen gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder entsprechende Elemente. Die Merkmale verschiedener Ausführungsbeispiele können miteinander kombiniert werden.
Es zeigen:
1a eine perspektivische Darstellung einer Befestigungsvorrichtung (10) für eine Kraftstoffverteilerleiste (20),
1b eine Seitenansicht der Befestigungsvorrichtung (10),
1c eine perspektivische Darstellung einer zweiten Befestigungsvorrichtung (10) für eine Kraftstoffverteilerleiste (20),
1d eine Seitenansicht der zweiten Befestigungsvorrichtung (10),
2 eine perspektivische Darstellung der Befestigungsvorrichtung (10), die an einer Kraftstoffverteilerleiste (20) angeordnet ist, und
3 eine perspektivische Darstellung der Kraftstoffverteilerleiste (20) mit zwei Befestigungsvorrichtungen (10).
1a zeigt eine perspektivische Darstellung einer Befestigungsvorrichtung 10 für eine Kraftstoffverteilerleiste 20, 1b zeigt eine Seitenansicht der Befestigungsvorrichtung 10.
Die Befestigungsvorrichtung 10 umfasst einen Grundkörper 12 zum Fixieren der Kraftstoffverteilerleiste 20 an die Befestigungsvorrichtung 10 mittels einer ersten Verbindung, die als eine kraftschlüssige und formschlüssige, lösbare Verbindung ausgebildet ist.
Die Befestigungsvorrichtung 10 umfasst ferner zwei mit dem Grundkörper 12 verbundene Befestigungselemente 14.1 zum Fixieren der Befestigungsvorrichtung 10 an die Brennkraftmaschine 22 mittels jeweils einer zweiten Verbindung, wobei die zweite Verbindung eine kraftschlüssige und formschlüssige, lösbare Verbindung ist.
Zur Herstellung der ersten Verbindung weist der Grundkörper 12 in diesem Ausführungsbeispiel ein im Wesentlichen U-förmiges oder C-förmiges Querschnittsprofil auf. Der Grundkörper 12 weist eine azimutale Elastizität auf, ist also in eine azimutale Richtung elastisch. Der Grundkörper ist genauso weit an dem dem Motor zugewandten Ende offen, dass die Kraftstoffverteilerleiste 20 nach einem Spreizen der Flanken (12.2) zwischen diesen eingeführt werden kann und einrastet bzw. einschnappt.
Durch die erwähnte Form und Materialeigenschaft des Grundkörpers 12 ist dieser dazu geeignet, sich entlang eines Umfangsbereichs der Kraftstoffverteilerleiste 20 zu erstrecken und einem Teil einer Außenkontur der Kraftstoffverteilerleiste 20 angepasst zu sein, insbesondere um sich entlang des Umfangsbereichs an die Kraftstoffverteilerleiste 20 anzuschmiegen. Die Kontur der Kraftstoffverteilerleiste kann auch mittels Zerspanung des Grundkörpers, z.B. Fräsen, angepasst werden.
Der Teil einer Außenkontur erstreckt sich, wie aus 1b entnehmbar, über einen azimutalen Winkel von etwa 225° bis 300°, vorzugsweise 270°–300°. Damit kann der Grundkörper einen Umfang der Kraftstoffverteilerleiste 20 entsprechend einem azimutalen Winkel von etwa 270°–300° umfassen, zum Herstellen der ersten Verbindung, so dass die erste Verbindung als eine Schnappverbindung ausgebildet ist. Alternativ könnte der Grundkörper aber auch an 2, 3 oder mehreren Stellen die Kraftstoffverteilerleiste 20 mit einer Normalkraft beaufschlagen.
Der Grundkörper umfasst mindestens zwei Flanken 12.2, welche das U-förmige oder C-förmige Querschnittsprofil des Grundkörpers bilden, wobei jeweils eine Flanke 12.2 mit jeweils einem der Befestigungselemente 14.1 verbunden ist.
Der Grundkörper 12 umfasst ein mit den Flanken 12.2 verbundenes Stirnelement 12.1. Die Flanken 12.2 sind mit dem Stirnelement 12.1 einteilig mittels eines Spritzgießverfahrens hergestellt. Am Stirnelement 12.1 kann eine auf Druck belastbare Feder vorgesehen sein, die beim Spreizen der Flanken 12.2. mit Druck beaufschlagt wird und die Spannung, d.h. eine Rückstellkraft erzeugt, die gegen die Spreizrichtung gerichtet ist.
Der Grundkörper 12 umfasst weiterhin Fixierflächen 12.7, die derart geformt werden, dass sie an vorbestimmten Stellen der Kraftstoffverteilerleiste, beispielsweise an einem Zapfen oder Erhöhung/Einbuchtung, für eine definierte Festlegung, z.B. eine Zentrierung, des Grundkörpers an der Kraftstoffverteilerleiste bzw. deren Außenkontur dienen. Eine solche Fixierfläche 12.7 kann z.B. die in den 1a–d gezeigte teilkreisförmige Ausformung im Stirnelement 12.1 sein. Diese greift im Einbauzustand in einen entsprechenden (Zentrier-)zapfen an der Kraftstoffverteilerleiste 20 und verhindert zusätzlich ein axiales Verschieben der Kraftstoffverteilerleiste 20 im Grundkörper 12.
Der Grundkörper 12 weist eine azimutale Öffnung mit einem azimutalen Öffnungswinkel 12.3 auf, zwischen den Flanken 12.2, zum Aufnehmen der Kraftstoffverteilerleiste 20, was vorzugsweise zur Folge hat, dass beim Vergrößern der Öffnung oder des Öffnungswinkels 12.3, beispielsweise mittels Auseinanderdrücken der Flanken 12.2 durch eine Bedienperson, eine Spannung zwischen den Flanken 12.2 oder ein, insbesondere radialer, nach innen gerichteter, Druck sich erhöht.
Auf Basis der beschriebenen Eigenschaften und Merkmale ist der Grundkörper 12 als eine Klemme mit zwei Flanken 12.2 ausgebildet, die mittels Auseinanderdrücken aufgrund der azimutalen Elastizität angespannt werden, so dass die rohrförmige Kraftstoffverteilerleiste 20 zwischen den Flanken 12.2 festgehalten wird.
Jeweils ein Befestigungselement 14.1 ist als eine Befestigungslasche ausgebildet. Die Befestigungslasche ist mit dem Grundkörper 12 oder mit einer Flanke 12.2 des Grundkörpers 12 fest verbunden und weist in einem der Brennkraftmaschine 22 proximalen Bereich eine Öffnung auf, durch welche ein längliches, stiftförmiges Fixierungselement 16, beispielsweise eine Schraube, hindurchgestreckt werden kann, zum Herstellen der zweiten Verbindung. In der Öffnung, die z.B. als Bohrung ausgeführt ist, kann zur Verstärkung und/oder Versteifung des Kunststoffmaterials der Befestigungsvorrichtung eine Hülse 16.1 aus Metall, z.B. Stahl eingesetzt sein. Vorzugsweise werden bereits während der Herstellung des Grundkörpers 12, d.h. z.B. während des Spritzgießens, die Hülsen 16.1 eingebettet. Somit ist eine formschlüssige und integrale Verbindung möglich und es muss kein weiterer Bearbeitungsschritt wie Bohren und Einsetzen erfolgen. Des Weiteren kann die Hülse 16.1 dann auch eine vergrößerte Oberfläche aufweisen, z.B. Hinterschnitte, Rillen etc., um diese im Befestigungselement 14.1 fest zu verankern. Ein Umspritzen sichert die Hülse damit zusätzlich in axialer Richtung vor einem Herausfallen, erleichtert den Einbau und erhöht die Festigkeit.
Zur Herstellung der Befestigungsvorrichtung werden die Befestigungselemente 14.1 an den Grundkörper gefügt.
Damit weist die Befestigungsvorrichtung 10 eine einfache, unkomplizierte und kostengünstige Struktur auf und ermöglicht ein ebenso einfaches, unkompliziertes und kostengünstiges Montieren oder Anbringen der Verbindungspartner Kraftstoffverteilerleiste 20 und Brennkraftmaschine 22 aneinander, und ein ebensolches Lösen der Verbindungspartner 20, 22 voneinander.
Die Befestigungsvorrichtung 10 umfasst zu jedem Befestigungselement 14.1 jeweils das entsprechende Fixierungselement 16, vorliegend eine Schraube, zum Herstellen der zweiten Verbindung.
An einem Übergang zwischen Befestigungselement 14.1 und Fixierungselement 16 ist eine Versteifungsrippe 14.2 vorgesehen, zum Erhöhen der Festigkeit und Steifigkeit der zweiten Verbindung.
1c zeigt eine perspektivische Darstellung einer zweiten Befestigungsvorrichtung 10 für eine Kraftstoffverteilerleiste 20, 1d zeigt eine Seitenansicht der zweiten Befestigungsvorrichtung 10. Der Grundkörper umfasst auch hier mindestens zwei Flanken 12.2, welche das U-förmige oder C-förmige Querschnittsprofil des Grundkörpers bilden, wobei jeweils eine Flanke 12.2 mit jeweils einem der Befestigungselemente 14.1 verbunden ist. Die Flanken 12.2. sind hier mit rippenförmigen Stützflanken 12.6 ausgestattet, die Gewicht sparen und die Struktur versteifen.
Der Teil einer Außenkontur erstreckt sich hier, wie aus 1c entnehmbar, über einen kleineren azimutalen Winkel als bei der ersten Ausführungsform gem. 1a und 1b, von etwas über 180°. Auch hier beaufschlagt der Grundkörper 12 die Kraftstoffverteilerleiste 20 mit einer Normalkraft, die bevorzugt über Fügeflächen 12.4 an den Flanken 12.2 des Grundkörper 12 auf entsprechend geformte oder gefräste Flächen oder Linien auf der Kraftstoffverteilerleiste 20 wirken. Alternativ oder zusätzlich sind Absätze 12.5 vorgesehen, die an den Flanken 12.2 des Grundkörpers 12, insbesondere gegenüberliegend, zueinander gerichtet und zur Kraftstoffverteilerleiste 20 hin orientiert angebracht sind und insbesondere an den Fügeflächen 12.4 anschließen. Die Fügeflächen 12.4 sind bevorzugt im Wesentlichen vertikal ausgerichtet, während die Absätze 12.5 im Wesentlichen horizontal angeordnet sind. Fügeflächen 12.4 und Absätze 12.5 bilden bevorzugt zwei gegenüberliegende, L-förmige Haltenasen, zwischen welchen die Kraftstoffverteilerleiste 20 eingespannt und gegen ein Herausfallen gesichert ist. Die Befestigungsvorrichtung 10 ist in diesem eingebauten Zustand nicht notwendigerweise vorgespannt.
Für einen besseren Formschluss werden die entsprechenden Fügeflächen an der Kraftstoffverteilerleiste 20, die bevorzugt geschmiedet wird, durch Zerspanung, z.B. Sägen oder Fräsen, hergestellt. Die Fügeflächen 12.4. der Befestigungsvorrichtung und die der Kraftstoffverteilerleiste 20 sind bevorzugt plan.
Aus Gründen der Passgenauigkeit bzw. Positionierungsgenauigkeit kann dadurch in einem Teilbereich, gerade im Bereich der Schnappverbindung, ein besserer Sitz der Befestigungsvorrichtung an der Kraftstoffverteilerleiste 20 gewährleistet werden. Eine exakte Anlage an der Kraftstoffverteilerleiste 20 wird dadurch sichergestellt. Fertigungstechnische Abweichungen werden dadurch beseitigt.
Das Stirnelement 12.1 verbindet die Fügeflächen 12.4 und kann ebenfalls für eine flächige Anlage an der Kraftstoffverteilerleiste 20 geformt oder zerspant sein.
Am Befestigungselement 14.1 ist das Fixierungselement 16 vorgesehen, wobei bevorzugt eine Hülse 16.1 durchgehend in einer Öffnung des Befestigungselements 14.1 eingesetzt, eingefügt oder eingespritzt ist. Die Hülse 16.1 schließt bündig am oberen und unteren Rand der Öffnung ab.
2 zeigt eine perspektivische Darstellung der Befestigungsvorrichtung 10, die an einer Kraftstoffverteilerleiste 20 angeordnet ist. Die erste Verbindung ist mittels Aufsetzen auf die Kraftstoffverteilerleiste hergestellt. Die erste Verbindung kann mittels Auseinanderdrücken der Flanken und/oder Drücken bzw. Ziehen in eine radiale Richtung nach oben zum Abnehmen von der Kraftstoffverteilerleiste gelöst werden.
Der Grundkörper 12 und die erste Verbindung der Befestigungsvorrichtung 10 ermöglichen eine einfache und effiziente Verbindung der Verbindungspartner Kraftstoffverteilerleiste 20 und Brennkraftmaschine 22, wobei die Befestigungsvorrichtung 10 gegenüber bekannten Konzepten eine geringere Komplexität hat, die Verbindung einfach herzustellen und zu lösen ist und damit einen geringen Montageaufwand erfordert. Das Gewicht der Befestigungsvorrichtung 10 sowie der Kostenaufwand für Herstellung und Montage sind erheblich reduziert.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Befestigungsvorrichtung 10 bevorzugt mittels Spritzen von Kunststoff hergestellt. Durch die Verwendung von Kunststoff wird keine spanende Nachbearbeitung der Fügeflächen benötigt, sowie keine zusätzlichen Fügeverfahren.
Alternativ kann die Befestigungsvorrichtung 10 auch mittels generativer Fertigung hergestellt werden.
3 zeigt eine perspektivische Darstellung der Kraftstoffverteilerleiste 20 mit zwei Befestigungsvorrichtungen 10.
Vorzugsweise umfasst die Befestigungsvorrichtung 10 eines oder mehrere der nachfolgenden Merkmale. Die Merkmale können, sofern technisch sinnvoll, miteinander kombiniert werden.
Die Befestigungsvorrichtung 10 umfasst zwei mit dem Grundkörper 12 verbundene Befestigungselemente 14.1 zum Fixieren der Befestigungsvorrichtung 10 an die Brennkraftmaschine 22 mittels jeweils einer zweiten Verbindung, wobei vorzugsweise die zweite Verbindung eine kraftschlüssige und/oder formschlüssige, lösbare Verbindung ist.
Der Grundkörper 12 weist ein im Wesentlichen U-förmiges oder C-förmiges Querschnittsprofil auf.
Der Grundkörper 12 erstreckt sich entlang eines Umfangsbereichs der Kraftstoffverteilerleiste 20, ist vorzugsweise zumindest teilweise einer Außenkontur der Kraftstoffverteilerleiste 20 angepasst, und ist insbesondere entlang des Umfangsbereichs an die Kraftstoffverteilerleiste 20 angeschmiegt. Der Grundkörper 12 ist bevorzugt einteilig, insbesondere mit einer eingespritzen Hülse 16.1 ausgebildet.
Der Grundkörper 12 umfasst zumindest teilweise die Kraftstoffverteilerleiste 20 oder einen Umfang der Kraftstoffverteilerleiste 20, zum Herstellen der ersten Verbindung.
Die erste Verbindung ist als eine Schnappverbindung ausgebildet.
Der Grundkörper 12 umfasst die Kraftstoffverteilerleiste 20 oder den Umfang der Kraftstoffverteilerleiste 20 über einen azimutalen Umfangsbereich oder Sektor entsprechend einem Winkel größer als 180°.
Der Grundkörper 12 bildet einen Umgriff von mehr als 180° um die Kraftstoffverteilerleiste 20 und ist vorzugsweise koaxial zur Kraftstoffverteilerleiste 20 angeordnet.
Der Grundkörper 12 ist als eine Klemme, eine Klammer, oder ein Clip ausgebildet.
Der Grundkörper 12 umfasst zwei Flanken 12.2, welche das U-förmige oder C-förmige Querschnittsprofil des Grundkörpers 12 bilden, wobei vorzugsweise jeweils eine Flanke 12.2 mit jeweils einem der Befestigungselemente 14.1 verbunden ist.
Der Grundkörper 12 weist eine azimutale Öffnung 12.3 mit einem azimutalen Öffnungswinkel auf, vorzugsweise zwischen den Flanken 12.2, zum Aufnehmen der Kraftstoffverteilerleiste 20.
Der Grundkörper 12 weist eine azimutale Elastizität auf, was vorzugsweise zur Folge hat, dass beim Vergrößern der Öffnung 12.3 oder des Öffnungswinkels, beispielsweise mittels Auseinanderdrücken der Flanken 12.2, eine Spannung zwischen den Flanken 12.2 oder ein, insbesondere radialer, nach innen gerichteter, Druck entsteht oder sich erhöht.
Der Grundkörper 12 ist durch i) das Vergrößern der Öffnung 12.3 oder des Öffnungswinkels oder ii) das Auseinanderdrücken der Flanken 12.2 von einem entspannten in einen angespannt Zustand überführbar.
Die erste Verbindung ist herstellbar mittels Aufsetzen auf die Kraftstoffverteilerleiste 20 und lösbar mittels Abnehmen von der Kraftstoffverteilerleiste 20.
Der Grundkörper 12 hat in einem mit der Kraftstoffverteilerleiste 20 verbundenen Zustand einen größeren Öffnungswinkel 12.3 als in einem von der Kraftstoffverteilerleiste 20 gelösten Zustand.
Der Grundkörper 12 ist in einem auf der Kraftstoffverteilerleiste 20 aufgesetzten Zustand angespannt, zum Herstellen der ersten Verbindung, und in einem von der Kraftstoffverteilerleiste 20 gelösten Zustand entspannt.
Der Grundkörper 12 umfasst ein mit den Flanken 12.2 verbundenes Stirnelement 12.1.
Die Flanken 12.2 sind i) mit dem Stirnelement 12.1 durch eine kraftschlüssige und/oder formschlüssige Verbindung, vorzugsweise eine Schnappverbindung, verbunden, oder ii) mit dem Stirnelement 12.1 einteilig hergestellt, oder iii) an dem Stirnelement 12.1 angeformt.
Jeweils ein Befestigungselement 14.1 ist laschenförmig oder als eine, vorzugsweise mit einer Öffnung 14.3 versehene, Befestigungslasche ausgebildet.
An einem Übergang zwischen Befestigungselement 14.1 und Fixierungselement 16 ist eine mit einer Öffnung versehene Versteifungsrippe 14.2 vorgesehen, zum Erhöhen der Festigkeit der zweiten Verbindung.
Die Befestigungsvorrichtung 10 umfasst zu jedem Befestigungselement 14.1 jeweils ein längliches, stiftförmiges Fixierungselement 16, vorzugsweise eine Schraube oder ein Schnappelement, zum Herstellen der zweiten Verbindung, wobei vorzugsweise das Fixierungselement 16 durch die Öffnung 14.3 des Fixierungselements 16 und/oder der Versteifungsrippe 14.2 für einen Eingriff mit der Brennkraftmaschine 22 hindurchsteckbar ist.
Die Befestigungsvorrichtung 10 umfasst bevorzugt zu jedem Fixierungselement 16 jeweils eine Hülse 16.1 und eine um das Fixierungselement 16 anordenbare Unterlegscheibe oder Beilagscheibe, zum Verteilen des Drucks eines Fixierungselement-Kopfes auf eine größere Fläche. Das Fixierungselement 16 ist in diesem Fall dreiteilig mit Schraube, Hülse 16.1 und Beilagscheibe.
Die Befestigungsvorrichtung 10 ist aus einem elastischen Material, vorzugsweise mittels eines Spritzgießverfahrens, hergestellt.
Das Material umfasst ein Metall, vorzugsweise ein rostfreies Metall wie beispielsweise Edelstahl, oder einen Kunststoff, vorzugsweise ein Polyamid wie beispielsweise PA6, PA6.6 oder PA4.6, oder ein Hochleistungskunststoff wie beispielsweise PEEK, PI, PPS, oder PSU.
Das Material der Befestigungsvorrichtung weist bevorzugt ein zusätzliches Strukturelement zur Erhöhung der Festigkeit auf, insbesondere ein eingegossenes Drahtgitter aus Metall oder mit einem Faser-, wie Glasfaser-, oder Kohlefaseranteil.
Bezugszeichenliste

10: Befestigungsvorrichtung
12: Grundkörper
12.1: Stirnelement
12.2: Flanke
12.3: azimutale Öffnung, Öffnungswinkel
12.4: Fügefläche
12.5: Absatz
12.6: Stützflanken
12.7: Fixierfläche
14.1: Befestigungselement
14.2: Versteifungsrippe
14.3: Öffnung
16: Fixierungselement
16.1: Hülse
20: Anbauteil bzw. Kraftstoffverteilerleiste
22: Brennkraftmaschine

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102008044923 A1 [0003]

Claims

Befestigungsvorrichtung (10) für an einen Motor oder dgl. zu befestigenden Anbauteile, insbesondere für eine Kraftstoffverteilerleiste (20) zur Befestigung an einer Brennkraftmaschine (22), mit mindestens einem insbesondere flexiblen Grundkörper (12) zum Fixieren der Kraftstoffverteilerleiste (20) an der Befestigungsvorrichtung (10) mittels einer ersten Verbindung, die als eine kraftschlüssige und/oder formschlüssige, lösbare Verbindung ausgebildet ist.
Befestigungsvorrichtung (10) nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch das Merkmal: – die Befestigungsvorrichtung (10) umfasst zwei mit dem Grundkörper (12) verbundene Befestigungselemente (14.1) zum Fixieren der Befestigungsvorrichtung (10) an die Brennkraftmaschine (22) mittels jeweils einer zweiten Verbindung, wobei die zweite Verbindung vorzugsweise eine kraftschlüssige und/oder formschlüssige, lösbare Verbindung ist.
Befestigungsvorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch mindestens eines der folgenden Merkmale: – der Grundkörper (12) weist ein an einer Seite offenes, insbesondere teilkreisförmiges, teilelliptisches, teilovales, U-förmiges oder C-förmiges Querschnittsprofil auf; – der Grundkörper (12) erstreckt sich entlang eines Umfangsbereichs der Kraftstoffverteilerleiste (20), ist vorzugsweise zumindest teilweise einer Außenkontur der Kraftstoffverteilerleiste (20) angepasst, und ist insbesondere entlang des Umfangsbereichs an die Kraftstoffverteilerleiste (20) angeschmiegt; – der Grundkörper (12) umfasst zumindest teilweise die Kraftstoffverteilerleiste (20) oder einen Umfang der Kraftstoffverteilerleiste (20), zum Herstellen der ersten Verbindung; – die erste Verbindung ist als eine Schnapp- oder Rastverbindung ausgebildet; – der Grundkörper (12) umfasst die Kraftstoffverteilerleiste (20) oder den Umfang der Kraftstoffverteilerleiste (20) über einen azimutalen Umfangsbereich oder Sektor entsprechend einem Winkel größer als 180°; – der Grundkörper (12) bildet einen Umgriff von mehr als 180° um die Kraftstoffverteilerleiste (20) und ist vorzugsweise koaxial zur Kraftstoffverteilerleiste (20) angeordnet; – der Grundkörper (12) ist als eine Klemme, eine Klammer, oder ein Clip ausgebildet.
Befestigungsvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1–3, gekennzeichnet durch mindestens eines der folgenden Merkmale: – der Grundkörper (12) umfasst zwei Flanken (12.2), welche das einseitig offene, insbesondere U-förmige oder C-förmige Querschnittsprofil des Grundkörpers (12) bilden, wobei vorzugsweise jeweils eine Flanke (12.2) mit jeweils einem der Befestigungselemente (14.1) verbunden ist; – der Grundkörper (12) weist eine azimutale Öffnung (12.3) mit einem azimutalen Öffnungswinkel auf, vorzugsweise zwischen den Flanken (12.2), zum Aufnehmen der Kraftstoffverteilerleiste (20).
Befestigungsvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1–4, gekennzeichnet durch mindestens eines der folgenden Merkmale: – der Grundkörper (12) weist ein Spannelement oder azimutale Elastizität auf, was vorzugsweise zur Folge hat, dass beim Vergrößern der Öffnung (12.3) oder des Öffnungswinkels, beispielsweise mittels Auseinanderdrücken der Flanken (12.2), eine Spannung zwischen den Flanken (12.2) oder ein, insbesondere radialer, nach innen gerichteter, Druck entsteht oder sich erhöht; – der Grundkörper (12) ist durch • i) das Vergrößern der Öffnung (12.3) oder des Öffnungswinkels oder • ii) das Auseinanderdrücken der Flanken (12.2) von einem entspannten in einen angespannten Zustand überführbar; – die erste Verbindung ist herstellbar mittels Aufsetzen auf die Kraftstoffverteilerleiste (20) und lösbar mittels Abnehmen von der Kraftstoffverteilerleiste (20); – der Grundkörper (12) hat in einem mit der Kraftstoffverteilerleiste (20) verbundenen Zustand einen größeren Öffnungswinkel (12.3) als in einem von der Kraftstoffverteilerleiste (20) gelösten Zustand; – der Grundkörper (12) ist in einem auf der Kraftstoffverteilerleiste (20) aufgesetzten Zustand angespannt, zum Herstellen der ersten Verbindung, und in einem von der Kraftstoffverteilerleiste (20) gelösten Zustand entspannt.
Befestigungsvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1–4, gekennzeichnet durch mindestens eines der folgenden Merkmale: – der Grundkörper (12) weist mindestens eine, insbesondere plane Fügefläche (12.4) auf, – der Grundkörper (12) ist durch • i) das Vergrößern der Öffnung (12.3) oder des Öffnungswinkels oder • ii) das Auseinanderdrücken der Flanken (12.2) von einem entspannten in einen angespannten Zustand überführbar; – die erste Verbindung ist herstellbar mittels Aufsetzen auf die Kraftstoffverteilerleiste (20) und lösbar mittels Abnehmen von der Kraftstoffverteilerleiste (20); und – der Grundkörper (12) ist in einem auf der Kraftstoffverteilerleiste (20) aufgesetzten Zustand formschlüssig mit entsprechenden Fügeflächen der Kraftstoffverteilerleiste (20) verbunden.
Befestigungsvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1–6, gekennzeichnet durch mindestens eines der folgenden Merkmale: – der Grundkörper (12) umfasst ein mit den Flanken (12.2) verbundenes Stirnelement (12.1); – die Flanken (12.2) sind • i) mit dem Stirnelement (12.1) durch eine kraftschlüssige und/oder formschlüssige Verbindung, vorzugsweise eine Schnappverbindung, verbunden, oder • ii) mit dem Stirnelement (12.1) einteilig hergestellt, oder • iii) an dem Stirnelement (12.1) angeformt.
Befestigungsvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1–7, gekennzeichnet durch mindestens eines der folgenden Merkmale: – jeweils ein Befestigungselement (14.1) ist laschenförmig oder als eine, vorzugsweise mit einer Öffnung (14.3) versehene, Befestigungslasche ausgebildet; – an einem Übergang zwischen Befestigungselement (14.1) und Fixierungselement (16) ist eine mit einer Öffnung versehene Versteifungsrippe (14.2) vorgesehen, zum Erhöhen der Festigkeit der zweiten Verbindung.
Befestigungsvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1–8, gekennzeichnet durch mindestens eines der folgenden Merkmale: – die Befestigungsvorrichtung (10) umfasst zu jedem Befestigungselement (14.1) jeweils ein längliches, stiftförmiges Fixierungselement (16), vorzugsweise eine Schraube oder ein Schnappelement, zum Herstellen der zweiten Verbindung, wobei vorzugsweise das Fixierungselement (16) durch die Öffnung (14.3) des Fixierungselements (16) und/oder der Versteifungsrippe (14.2) für einen Eingriff mit der Brennkraftmaschine (22) hindurchsteckbar ist; – die Befestigungsvorrichtung (10) umfasst zu jedem Fixierungselement (16) jeweils eine am Fixierungselement (16) anordenbare Unterlegscheibe oder Beilagscheibe, zum Verteilen des Drucks eines Fixierungselement-Kopfes auf eine größere Fläche und/oder eine Hülse (16.1), die in der Öffnung (14.3) eingebracht ist.
Befestigungsvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1–9, gekennzeichnet durch mindestens eines der folgenden Merkmale: – die Befestigungsvorrichtung (10) ist aus einem elastischen Material, vorzugsweise mittels eines Spritzgießverfahrens, hergestellt; – das Material umfasst ein Metall, vorzugsweise ein rostfreies Metall wie beispielsweise Edelstahl, oder einen Kunststoff, vorzugsweise ein Polyamid wie beispielsweise PA6, PA6.6 oder PA4.6, oder ein Hochleistungskunststoff wie beispielsweise PEEK, PI, PPS, oder PSU; – das Material umfasst einen Kunststoff mit einem zusätzlichen, insbesondere im Kunststoff eingegossenen Strukturelement zur Erhöhung der Festigkeit.
Anbauteil, insbesondere Kraftstoffverteilerleiste (20), mit mindestens zwei Befestigungsvorrichtungen (10) nach einem der Ansprüche 1–10.