DE10230845A1 - Einrichtung zur flexiblen Befestigung eines thermisch beanspruchten Bauteiles - Google Patents

Einrichtung zur flexiblen Befestigung eines thermisch beanspruchten Bauteiles

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung (1) zur flexiblen Befestigung eines thermisch beanspruchten Bauteiles (2), insbesondere bei einer Brennkraftmaschine, mit einem Befestigungselement (12) zur Aufnahme des Bauteiles (2). Um einerseits eine sichere Befestigung des Bauteiles (2) zu erreichen und andererseits Längsdehnungen des Bauteiles (2) auszugleichen, ist vorgesehen, dass das Befestigungselement (12) zumindest einen Klemmbügel (4) aufweist, wobei zwischen dem Klemmbügel (4) und dem Bauteil (2) zumindest ein walzfähiges Zwischenelement (5) angeordnet ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur flexiblen Befestigung eines thermisch beanspruchten Bauteiles, insbesondere bei einer Brennkraftmaschine, mit einem Befestigungselement zur Aufnahme des Bauteiles.
  • Thermisch beanspruchte Bauteile, beispielsweise Rohre, Kühler oder dergleichen sind temperaturabhängig unterschiedlichen Wärmedehnungen unterworfen. Im Falle einer starren Befestigung treten insbesondere durch die Längsdehnungen Wärmespannungen auf, welche den Bauteil selbst und benachbarte Teile schädigen könnten. Es ist bekannt, thermisch beanspruchte Bauteile, wie etwa Abgasrohre mittels elastischer Ringe flexibel aufzuhängen, um einerseits Wärmedehnungen auszugleichen und andererseits die Übertragung von Körperschall in die Fahrgastzelle zu unterbinden. Derartige Befestigungen sind allerdings sehr verschleißanfällig und haben den Nachteil, dass im Falle des Versagens der Aufhängungen der Bauteil nicht mehr abgestützt wird.
  • Für komplexere Bauteile wie etwas Abgasrückführkühler kommt eine derartige Befestigung nicht in Frage.
  • Weiters sind in der EP 523 383 A oder der DE 33 25 092 A Lösungen offenbart, bei denen eine Gleitverbindung zwischen einzelnen Bauteilen eine ungleiche Längenänderung aufnehmen soll. Das Auftreten von thermisch bedingten Spannungen kann so allerdings nicht zuverlässig verhindert werden.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine flexible, aber dennoch ausfallsichere Befestigung für Bauteile zu schaffen, mit welcher thermisch bedingte Längsdehnungen im Bauteil ausgeglichen werden können, ohne zusätzliche Spannungen zu erzeugen.
  • Erfindungsgemäß erfolgt dies dadurch, dass das Befestigungselement zumindest einen Klemmbügel aufweist, wobei zwischen dem Klemmbügel und dem Bauteil zumindest ein rollfähiges Zwischenelement angeordnet ist. Das Zwischenelement wird durch den Klemmbügel gegen den Bauteil gedrückt. Bei auftretenden Längsdehnungen des Bauteiles rollt das Zwischenelement zwischen Bauteil und Klemmbügel ab, sodass Längsspannungen im Bauteil abgebaut werden können. Um ein ungehindertes Abrollen des Zwischenelementes zu ermöglichen, kann dieses elastisch ausgebildet sein.
  • Das Zwischenelement kann gemäß einer herstellungsmäßig sehr einfachen Ausführungsvariante ringförmig, vorzugsweise als O-Ring ausgebildet sein. Um eine einfache Montage zu ermöglichen ist dabei vorgesehen, dass der Klemmbügel oder der Bauteil zumindest zwei hakenartige Vorsprünge zur Aufnahme des O-Ringes aufweist. Zur Montage wird der O-Ring auf die hakenartigen Vorsprünge aufgespannt, wodurch ein rascher und lagerichtiger Einbau möglich ist.
  • Alternativ zum O-Ring kann das Zwischenelement auch stabförmig ausgebildet sein.
  • Eine gute Dämpfung des Bauteiles gegenüber dem Befestigungselement bzw. der Befestigungskonsole wird erreicht, wenn das Zwischenelement als gasgefüllter Hohlkörper ausgebildet ist.
  • Bei mittleren Temperaturen kann das Zwischenelement aus Gummi oder Kunststoff bestehen. Bei höherer thermischer Belastung hingegen ist es vorteilhaft, wenn das Zwischenelement durch eine Rohrfeder gebildet ist.
  • Zur Positionierung des Zwischenelementes ist es günstig, wenn das Zwischenelement in einer Nut des Klemmbügels und/oder des Bauteiles eingebettet ist.
  • In einer besonders vorteilhaften Ausführungsvariante ist vorgesehen, dass das Befestigungselement zwei Klemmbügel aufweist, zwischen welchen der Bauteil eingeklemmt ist. Um die auf den Bauteil einwirkenden Befestigungskräfte zu begrenzen, ist dabei vorgesehen, dass die beiden Klemmbügel voneinander durch Distanzelemente, vorzugsweise durch Distanzhülsen, beabstandet sind. Die beiden Klemmbügel und die Distanzhülsen bilden quasi einen Befestigungsrahmen für den Bauteil. Die Klemmbügel werden dabei mittels durch die Distanzhülsen geführte Befestigungsschrauben oder mittels zumindest eines Spannbandes miteinander verbunden. Die Befestigungsschrauben wiederum sind mit einer starren Befestigungskonsole verschraubt. Im Falle eines Spannbandes ist dieses fest mit der Befestigungskonsole verbunden.
  • Die Erfindung eignet sich besonders vorteilhaft zur Befestigung eines als Abgasrüekführkühler einer Brennkraftmaschine ausgebildeten Bauteiles.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:
  • Fig. 1 einen mit der erfindungsgemäßen Einrichtung befestigten Bauteil in einer Schrägansicht,
  • Fig. 2 die Einrichtung selbst in einer Schrägansicht,
  • Fig. 3 die Einrichtung in einem Schnitt gemäß der Linie III-III in den Fig. 1 und 4, und
  • Fig. 4 die Einrichtung in einem Schnitt gemäß der Linie IV-IV in den Fig. 1 und 3.
  • Die Einrichtung 1 zur flexiblen Befestigung eines thermisch beanspruchten Bauteiles 2 weist ein Befestigungselement 3 mit zwei baugleichen Klemmbügeln 4 auf, zwischen welchen der Bauteil 2 eingeklemmt ist. Zwischen den Klemmbügeln 4 und dem Bauteil 2 ist ein rollfähiges Zwischenelement 5 angeordnet, welches im Ausführungsbeispiel durch einen elastischen O-Ring 6 aus Elastomer gebildet ist. Zur Vereinfachung der Montage und zur Lagefixierung sind die O-Ringe 6 an hakenartigen Vorsprüngen 7 der Klemmbügel 4 aufgespannt. Die Vorsprünge 7 sind im Ausführungsbeispiel durch Ausstanzungen der durch ein Blech gebildeten Klemmbügel 4 gebildet.
  • Die beiden Klemmbügel 4 sind über Befestigungsschrauben 8 miteinander verbunden, welche mit einer gehäusefesten, starren Befestigungskonsole 9 verschraubt sind.
  • Um die auf den Bauteil 2 einwirkenden Klemmkräfte zufolge der Befestigungsschrauben 8 zu begrenzen, sind zwischen den beiden Klemmbügeln 4 Distanzhülsen 10 angeordnet, durch welche die Befestigungsschrauben 8 geführt sind. Alternativ zu Befestigungsschrauben 8 kann auch ein Spannband aus Stahl oder Kunststoff zum Verspannen der Klemmbügeln 4 vorgesehen sein.
  • Die Zwischenelemente 5 werden durch die Klemmbügel 4 gegen den im Ausführungsbeispiel durch einen Abgasrückführkühler 11 einer Brennkraftmaschine gebildeten Bauteil 2 gepresst. Bei einer durch Temperaturänderungen auftretenden Längsdehnung des Bauteiles 2 wälzt das Zwischenelement 5 zwischen Bauteil 2 und den Klemmbügeln 4 ab, wobei Spannungen im Bauteil 2 zufolge der Längsdehnung abgebaut werden. Trotz der axialen Beweglichkeit des Bauteiles 2 ist eine sichere Befestigung dieses an der Befestigungskonsole 9 gewährleistet.
  • Alternativ zum O-Ring 6 kann der Zwischenteil 5 auch durch stabförmige Elemente, beispielsweise durch eine Rohrfeder gebildet sein.

Claims (15)

1. Einrichtung (1) zur flexiblen Befestigung eines thermisch beanspruchten Bauteiles (2), insbesondere bei einer Brennkraftmaschine, mit einem Befestigungselement (12) zur Aufnahme des Bauteiles (2), dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungselement (12) zumindest einen Klemmbügel (4) aufweist, wobei zwischen dem Klemmbügel (3, 4) und dem Bauteil (2) zumindest ein rollfähiges Zwischenelement (5) angeordnet ist.
2. Einrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenelement (5) elastisch ausgebildet ist.
3. Einrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenelement (5) ringförmig, vorzugsweise durch einen O-Ring (6) gebildet ist.
4. Einrichtung (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Klemmbügel (4) oder der Bauteil (2) zumindest zwei hakenartige Vorsprünge (7) zur Aufnahme des O-Ringes (6) aufweist.
5. Einrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenelement (5) stabförmig ausgebildet ist.
6. Einrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenelement (5) als gasgefüllter Hohlkörper ausgebildet ist.
7. Einrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenelement (5) durch eine Rohrfeder gebildet ist.
8. Einrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenelement (5) in einer Nut des Klemmbügels (4) und/oder des Bauteiles (2) eingebettet ist.
9. Einrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungselement (12) zwei Klemmbügel (4) aufweist, zwischen welchen der Bauteil (2) eingeklemmt ist.
10. Einrichtung (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Klemmbügel (4) voneinander durch Distanzelemente, vorzugsweise durch Distanzhülsen (10), beabstandet sind.
11. Einrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmbügel (4) durch Befestigungsschrauben (8) miteinander verbunden sind.
12. Einrichtung (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsschrauben (8) mit einer starren Befestigungskonsole (9) verschraubt sind.
13. Einrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmbügel (4) durch ein Spannband miteinander verbunden sind.
14. Einrichtung (1) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannband mit einer starren Befestigungskonsole (9) fest verbunden ist.
15. Einrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Bauteil (2) ein Abgasrückführkühler (11) einer Brennkraftmaschine ist.
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