DE10219829A1

DE10219829A1 - Vorrichtung zum Befestigen eines Abgaskrümmers

Info

Publication number: DE10219829A1
Application number: DE2002119829
Authority: DE
Inventors: Pierre Dipl.-Ing. Bonny; Thomas Dipl.-Ing. Hülsberg; Holger Dipl.-Ing. Nuhn
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2002-05-03
Filing date: 2002-05-03
Publication date: 2004-02-19
Anticipated expiration: 2022-05-04
Also published as: DE10219829B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Befestigen eines Abgaskrümmers (1) an einen Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine. Die Vorrichtung beinhaltet Stehbolzen (10), die am Zylinderkopf befestigt sind und die ein Schraubgewinde (11) tragen, und zumindest einen Flansch (4), der am Abgaskrümmer (1) befestigt ist und der Befestigungsöffnungen aufweist, über die der Flansch (4) auf die Stehbolzen (10) verschiebbar ist, sowie Befestigungselemente, mittels derer in Zusammenwirkung mit dem Gewinde (11) der Stehbolzen (10) der auf die Stehbolzen (10) geschobene Flansch (4) am Zylinderkopf fest anschraubbar ist. Um in relativ einfacher Weise eine Montage des Abgaskrümmers (1) am Zylinderkopf auch bei sehr engen Bauräumen zu ermöglichen, wird vorgeschlagen, dass der Flansch (4) Einhängehaken (14) aufweist, deren Durchgangsöffnungen (15) die Befestigungsöffnungen bilden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Befestigen eines Abgaskrümmers gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Eine gattungsgemäße Vorrichtung ist aus dem DE 296 15 840 U1 bekannt. In diesem ist insbesondere ein 4-Loch-Flansch beschrieben, der an einem Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine über Befestigungsöffnungen angebracht werden soll und der mit einem Abgaskrümmer fest verschweißt ist. Für gewöhnlich dienen die Befestigungsöffnungen zum Durchragen von Stehbolzen mit Gewinde, die am Zylinderkopf befestigt sind, wobei der Flansch dann zwischen Zylinderkopf und auf zylinderkopfabgewandter Seite des Flansches auf die Stehbolzen geschraubte Befestigungselementen fest verschraubt wird.

Aufgrund von immer kompakteren Bauweisen von Fahrzeugen in der modernen Automobiltechnik wird der Bauraum auch für den Motor des Fahrzeugs beengter. Dabei gibt es Konstellationen, bei denen weite Teile der Lenkung sich dicht über den Abgaskrümmer der Brennkraftmaschine hinwegerstrecken. Um eine sinnvolle Montage des Abgaskrümmer wie auch der Lenkung hierzu ausführen zu können und um die Einwirkung der Wärmeabstrahlung der Abgase auf die Lenkung möglichst gering zu halten, muss der Krümmer möglichst nahe am Zylinderkopf positioniert sein. Hierbei kommt es jedoch je nach Art der Schräglage des jeweiligen Abgaskrümmerflansches zur Zylinderkopfanlagefläche und infolge des geringen Abstandes zwischen Flansch und Krümmer zu Engstellen an zumindest einer der Längsseiten des Abgaskrümmer, bei denen die Befestigungselemente – wenn überhaupt – nur sehr schwer und zeitraubend auf die Stehbolzen aufgesetzt und aufgeschraubt werden können, nach dem der Flansch oder die Flansche auf die Stehbolzen geschoben worden ist/sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Vorrichtung dahingehend weiterzubilden, dass in relativ einfacher Weise eine Montage des Abgaskrümmers am Zylinderkopf auch bei sehr engen Bauräumen ermöglicht wird.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

Aufgrund der Anordnung von Einhängehaken an den Flanschen kann der Abgaskrümmer mit samt seinen Flanschen bei schon vormontierten Befestigungselementen am Zylinderkopf angeschraubt werden. Hierbei wird der Abgaskrümmer an seinen Flanschen von der Seite her zwischen dem Zylinderkopf und den Befestigungselementen mit den Einhängehaken in einfacher Weise auf die Stehbolzen gehängt, wonach die feste Verschraubung erfolgen kann. Dadurch wird das übliche Erfordernis des Aufschraubens der Befestigungselemente auf die Stehbolzen umgangen, so dass auch bei sehr engen Bauräumen, bei denen Engstellen zwischen Abgaskrümmer und Flansch auftreten, der minimale Abstand zwischen Abgaskrümmer und Flansch lediglich der Dicke des Befestigungselementes entsprechen muss, um eine reibungslose Montage das Abgaskrümmers am Zylinderkopf zu ermöglichen.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung können den Unteransprüchen entnommen werden; im übrigen ist die Erfindung anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles nachfolgend näher erläutert; dabei zeigt:
1 in einer perspektivischen Darstellung einen mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung anmontierten Abgaskrümmer und einen Abschnitt der Lenkung,
2 in einer perspektivischen Explosivdarstellung den Abgaskrümmer aus 1 vor der Montage,
3 in einem seitlichen Längsschnitt einen Abschnitt einer Andruckleiste der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit Befestigungselement.
In 1 ist eine Vorrichtung zum Befestigen eines Abgaskrümmers 1, der hier luftspaltisoliert ausgebildet und dessen Außenmantel 2 schalenförmig gestaltet ist, an einen Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine, wobei der Zylinderkopf in diesem Ausführungsbeispiel nicht gezeigt ist. Über den Abgaskrümmer 1 hinweg erstreckt sich in einem engen Abstand x eine Zahnstangenlenkung 17 hinweg. An den zylinderkopfseitigen Krümmereinlässen 3 sind Flansche 4 angeschweißt, über die der Abgaskrümmer 1 mit dem Zylinderkopf verbunden wird. Aus Bauraumknappheit ist die dem Zylinderkopf zugewandte Schale 5 an ihrer unteren Längsseite 6 in sehr nahem Abstand y zu der zugewandten Seite 7 des Flansches 4 angeordnet. In diesen Abstand y ist für jeden Flansch 4 ein Befestigungselement in Form einer Mutter 8 mit Schraubgewinde 9 gefügt, die auf einen Stehbolzen 10 aufgesetzt und aufgeschraubt ist. Der Stehbolzen 10 ist seinerseits zum einen am Zylinderkopf befestigt; zum anderen durchragt er mit einem Schraubgewinde 11 Befestigungsöffnungen des Flansches 4.
Wie in 1 schon leicht angedeutet, zeigt 2 prägnant, dass die Einzelflansche 4 sowohl an der Unterseite 12 als auch diametral gegenüberliegend an der Oberseite 13 einen Einhängehaken 14 aufweist. Die oben genannten Befestigungsöffnungen werden dabei durch die Durchgangsöffnungen 15 der Einhängehaken 14 gebildet. Die Oberseite 13 des Flansches 4 ist dabei der oberen Längsseite 16 und die Unterseite 12 der unteren Längsseite 6 des Abgaskrümmers 1 zugeordnet ist. Bei weit auseinander stehenden Abgaskrümmereinlässen 3 ist es auch denkbar, dass die Einhängehaken 14 in Umfangsrichtung des Flansches 4 um einen Winkel versetzt angeordnet sind. Des weiteren ist die Anordnung der Einhängehaken 14 nicht auf Einzelflansche 4 beschränkt, sondern kann genauso gut auf eine Flanschleiste mit mehreren Abgaskrümmereinlässen 3 angewendet werden. Die Einhängehaken 14 sind aus Gründen der Betriebsfestigkeit einstückig mit dem Flansch 4 verbunden und in einfacher Weise durch Schlitze des Flansches 4 gebildet, die parallel zueinander angeordnet sind und schräg nach unten verlaufen. Hierdurch wird ein leichtes Anhängen der Haken 14 an den Stehbolzen 10 ermöglicht. Um die Montage zu erleichtern, weisen die seitlichen Schlitzöffnungen 18 des Flansches 4 in die gleiche Richtung schräg nach unten, so dass eine sichere Hängelage des Abgaskrümmers auf den Stehbolzen 10 erzielt wird, in der die Montage manuell oder robotertechnisch ungehindert abfolgen kann. Die Schlitze lassen sich in fertigungstechnisch einfacher Weise durch Ausklinkungen des Flanschmaterials ausbilden. Hierbei kann der Flanschumfang derart bearbeitet werden, dass er im Bereich des Einhängehakens 14 eine ebene Führungsfläche 19 bildet, an der der Stehbolzen 10 entlang bis in die Hak- bzw. Hängestellung des Flansches 4 in einfacher Weise hineingleiten kann. Die Fertigung der Schlitze ist auch durch ein Vorbohren der Durchgangsöffnungen 15 und anschließendes die Bohrungen anschneidendes Ausklinken des Flansches 4 denkbar, wobei dieser dazu aus kostengünstigem Feinschneidmaterial bestehen kann.
Um beim späteren Anziehen der Befestigungsmuttern 8 eine gleichmäßige Flächenpressung zu erhalten und damit bei den im Motorbetrieb auftretenden temperaturbedingten Bewegungen der Flansche 4 ein Lösen der Muttern 8 verhindert wird, beinhaltet die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Andruckleiste 20, in der die Gewindemuttern 8 drehbar eingefasst sind. Dabei trägt die Andruckleiste 20 nur die Gewindemuttern 8, die den auf Seiten einer Längsseite 6 und 16 des Abgaskrümmers 1 angeordneten Einhängehaken 14 zugeordnet sind: Hierbei ist denkbar, dass zwei oder mehr Andruckleisten 20 an jeweils einer Längsseite 6 und 16 vorgesehen sind. Im in der 2 gezeigten Beispiel erstreckt sich montageerleichternd eine einzige Andruckleiste 20 über sämtliche Einhängehaken 14 der Oberseiten 13 bzw. der Unterseiten 17 der Flansche 4. Die Andruckleisten 20 weisen zwischen den Muttern 8 fensterartige Aussparungen 21 auf, die hinsichtlich der Andruckleiste 20 gewichtssparend und flexibilitä terhöhend sind. Die Muttern 8 sind in zwischen den Aussparungen 21 befindlichen Durchgangsöffnungen 22 der Andruckleiste 20 eingepresst. Dazu weist die Andruckleiste 20 einen ringbundförmigen Vorsprung 23 auf (3), der jeweils in die Durchgangsöffnungen 22 radial einwärts steht. Die Gewindemuttern 8 besitzen ihrerseits einen stummelartigen Fortsatz 24, mit dem sie in die Durchgangsöffnungen 22 eintauchen. An diesem Fortsatz 24 ist endseitig eine radiale Erweiterung 25 ausgebildet, mit der die Muttern 8 den Vorsprung 23 der Andruckleiste 20 hintergreifen. Dadurch sind die Muttern 8 unverlierbar, jedoch drehbar in der Leiste 20 aufgenommen. Dieser Verbund hat auch den Vorteil, dass die Andruckleiste 20 nicht lose auf den Stehbolzen 10 herumrutschen kann. Obwohl oben die Möglichkeit des Einpressens der Mutter 8 genannt wurde, ist es ebenso möglich, die Erweiterung 25 erst dann zu erzeugen, wenn der Fortsatz 24 der Mutter schon in die Durchgangsöffnung 22 eingetaucht ist. Hierzu kann die schulterartige Erweiterung 25 durch Aufstauchen ausgebildet werden.
Zur Befestigung des Abgaskrümmers 1 am Zylinderkopf werden zuerst die Stehbolzen 10 in den Zylinderkopf geschraubt und anschließend die Dichtung aufgelegt. Danach werden die Andruckleisten 20 oben und unten auf die Stehbolzen 10 mittels der Muttern 8 leicht angeschraubt, so dass zwischen den Andruckleisten 20 und der Dichtung noch ein großes Spiel besteht. Hierauf wird der Abgaskrümmer 1 mit den Einhängehaken 14 der Flansche 4 an die Stehbolzen 10 zwischen der Dichtung und der Andruckleiste 20 angehängt bzw. über die Flanschschlitze auf die Stehbolzen 10 aufgeschoben, derart, dass die Stehbolzen 10 entlang der Führungsflächen 19 des Flanschumfanges durch die Flanschschlitze in die Durchführungsöffnungen 15 des Flansches 4 hineingleiten. Schließlich werden die Muttern 8 gemäß der Vorgabe der Verschraubungsreihenfolge mit einem Gabelschlüssel oder einer offenen druckluftbetriebenen Ratsche festgezogen und damit der Abgaskrümmer 1 über die Flansche 4 an dem Zylinderkopf fest angeschraubt. Denkbar ist ebenfalls, dass zuerst nur dort die Andruckleiste 20 lose angeschraubt wird, wo die Engstelle zwischen Flansch 4 und Abgaskrümmer 1 gegeben ist und dabei für ein nachträgliches Aufsetzen von Muttern 8 und/oder Andruckleisten 20 unzugänglich ist (im Falle des Ausführungsbeispiels nach 1 ist die Engstelle im Bereich der unteren Längsseite 6 des Abgaskrümmers 1). Nach dem Einhängevorgang wird dann die obere Andruckleiste 20 auf die Stehbolzen 10 gesetzt und die dortigen Muttern 8 ebenfalls lose angeschraubt, wonach nach dieser Vormontage die Muttern 8 an beiden Leisten 20 fest angezogen werden.

Claims

Vorrichtung zum Befestigen eines Abgaskrümmers an einen Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine mit Stehbolzen, die am Zylinderkopf befestigt sind und die ein Schraubgewinde tragen, mit zumindest einem Flansch, der am Abgaskrümmer befestigt ist und der Befestigungsöffnungen aufweist, über die der Flansch auf die Stehbolzen schiebbar ist, und mit Befestigungselementen, mittels derer in Zusammenwirkung mit dem Gewinde der Stehbolzen der auf die Stehbolzen geschobene Flansch am Zylinderkopf fest anschraubbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Flansch (4) Einhängehaken (14) aufweist, deren Durchgangsöffnungen (15) die Befestigungsöffnungen bilden.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einhängehaken (14) am Flansch (4) auf Seiten der Längsseiten (6,16) des Abgaskrümmers (1) angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einhängehaken (14) durch Schlitze des Flansches (4) gebildet sind, die parallel zueinander angeordnet sind und schräg nach unten verlaufen.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die seitlichen Schlitzöffnungen (18) des Flansches (4) in die gleiche Richtung weisen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zumindest eine Andruckleiste (20) beinhaltet, in der die Befestigungselemente in Form von Gewindemuttern (8) drehbar eingefasst sind, wobei die Andruckleiste (20) nur die Gewindemuttern (8) trägt, die den auf Seiten einer Längsseite (6,16) des Abgaskrümmers (1) angeordneten Einhängehaken (14) zugeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Andruckleiste (20) einen ringbundförmigen Vorsprung (23) aufweist, der in jede ihrer Durchgangsöffnungen (22), in denen die Gewindemuttern (8) mit einem stummelartigen Fortsatz (24) aufgenommen sind, radial einwärts steht, und dass die Gewindemuttern (8) an ihrem Fortsatz (24) endseitig eine radiale Erweiterung (25) aufweisen, die den Vorsprung (23) hintergreift.