DE4413393C1 - Elastische Befestigungsvorrichtung zur schwingungsentkoppelten Befestigung eines Gehäuses an einer Verbrennungskraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elastische Befestigungsvorrichtung zur schwingungs­ entkoppelten Befestigung eines Gehäuses an einer Verbrennungskraftmaschine, umfassend ein Spannelement mit zwei in einer funktionstechnischen Reihen­ schaltung angeordneten Federelementen, wobei das Spannelement das Gehäuse und die Verbrennungskraftmaschine relativ schwingfähig zueinander verbindet, wobei das erste Federelement aus einem ringförmigen Federkörper aus elasto­ merem Werkstoff besteht und das zweite Federelement durch zumindest eine Tellerfeder gebildet ist, wobei das Spannelement von einer Spannschraube durchdrungen ist und wobei die Tellerfeder durch die Spannschraube derart ver­ spannbar ist, daß ihre Federrate nach der Verspannung auf die bestimmungs­ gemäße Vorspannung im wesentlichen Null ist.

Eine derartige Befestigungsvorrichtung ist aus der DE 41 25 249 A1 bekannt. Die vorbekannte Befestigungsvorrichtung ist zur Verbindung eines Ansaugrohrs mit einer Verbrennungskraftmaschine vorgesehen, wobei der ringförmige Feder­ körper aus elastomerem Werkstoff mit einer Tellerfeder aus metallischem Werk­ stoff in Reihe angeordnet ist. Die Tellerfeder ist derart vorgespannt, daß ihr Ar­ beitspunkt in einem Federkraft- Federweg-Diagramm im waagerechten Verlauf der im wesentlichen S-förmigen Federkennlinie liegt. Weitgehend unabhängig von der Umgebungstemperatur sind die Gebrauchseigenschaften der in Reihe geschalteten Federelemente weitgehend konstant. Der Federkörper aus gum­ mielastischem Werkstoff ist zur Dämpfung relativ tieffrequenter Schwingungen mit großen Amplituden vorgesehen, während die akustisch störenden Schwingungen von der vorgespannten Tellerfeder isoliert werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Befestigungsvorrichtung der vor­ bekannten Art derart weiterzuentwickeln, daß sie zur schwingungsentkoppelten Befestigung eines Ladeluftgehäuses geeignet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Auf vorteilhafte Ausgestaltungen nehmen die Unteransprü­ che Bezug.

Zur Lösung der Aufgabe ist es vorgesehen, daß das Gehäuse als Ladeluftgehäu­ se mit zumindest einem Saugrohr ausgebildet, daß das Saugrohr mittels eines Dichtelements aus elastomerem Werkstoff am Zylinderkopf der Verbrennungs­ kraftmaschine schwingungsentkoppelt und dichtend abgestützt ist, daß die Spann­ schraube in das Kurbelgehäuse der Verbrennungskraftmaschine einschraubbar ist und daß die Tellerfeder durch ein Tellerfederpaket mit zumindest vier gegen­ einander gerichteten Einzelfedern gebildet ist. Hierbei ist von Vorteil, daß das Ladeluftgehäuse insgesamt vollständig schwingungsentkoppelt mit der Verbren­ nungskraftmaschine verbunden ist, wobei die vier in Reihe geschalteten Einzel­ federn eine sehr weiche, nachgiebige Anbindung des Ladeluftgehäuses an die Verbrennungskraftmaschine ermöglichen, was für diesen Anwendungsfall von hervorzuhebendem Vorteil ist. Die Körperschallisolation von der Verbrennungs­ kraftmaschine auf das Ladeluftgehäuse erfolgt dabei besonders effizient.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist es vorgesehen, daß die Einzelfedern des Tellerfederpakets herstellungsbedingt ein Verhältnis von Federhöhe h zur Materialstärke s aufweisen, das zumindest 1,3 beträgt. Hierdurch wird eine ausreichende Nachgiebigkeit in Richtung der eingeleiteten, hochfrequenten Schwingungen erzielt.

Die dem Federkörper zugewandte Einzelfeder kann mittels eines scheibenförmi­ gen Widerlagers auf dem Federkörper abgestützt sein. Hierbei ist von Vorteil, daß die axiale Bauhöhe des Spannelements gering ist und der Federkörper auf der der Einzelfeder zugewandten Seite während der Schwingungsisolierung kei­ nem abrasiven Verschleiß ausgesetzt ist. Die Gebrauchseigenschaften der Be­ festigungsvorrichtung sind daher während der gesamten Gebrauchsdauer über­ einstimmend gut. Die Einzelfedern des Tellerfederpakets sowie das scheiben­ förmige Widerlager bestehen bevorzugt aus einem metallischen Werkstoff.

Die Einzelfeder auf der dem Federkörper abgewandten Seite kann an einem mit der Spannschraube verbundenen Spannteller abgestützt sein. Auch der Spann­ teller besteht bevorzugt aus einem relaxationsfreien Werkstoff.

Das Spannelement kann in einer Ausnehmung des Ladeluftgehäuses angeordnet sein, wobei der Spannteller die Ausnehmung im wesentlichen vollständig über­ deckt. Nach der Verspannung auf die gewünschte Vorspannung, so daß der Ar­ beitspunkt des Tellerfederpakets im waagerechten Verlauf der S-förmigen Fe­ derkennlinie angeordnet ist, schließt der Spannteller mit der Oberfläche des Ladeluftgehäuses bevorzugt bündig ab. Durch die vollständig innerhalb der Aus­ nehmung versenkte Anordnung des Spannelements wird ein Schutz der Feder­ elemente vor Verunreinigungen sichergestellt. Übereinstimmend gute Ge­ brauchseigenschaften während der gesamten Gebrauchsdauer sind dadurch gewährleistet.

Der ringförmige Federkörper weist bevorzugt eine Verliersicherung auf, die durch zumindest einen sich radial nach innen erstreckenden Vorsprung gebildet ist, wobei der Vorsprung in eine nutförmige Eindrehung der Spannschraube ein­ schnappbar ist. Die Montage des Spannelements wird dadurch wesentlich ver­ einfacht, da es eines separaten Widerlagers für den Federkörper nicht bedarf. Beide Federelemente umschließen die Spannschraube bevorzugt konzentrisch.

Das Spannelement kann eine vormontierbare Einheit bilden, wobei die Einheit verliergesichert in die Ausnehmung des Ladeluftgehäuses einschnappbar ist. Das Spannelement kann auf der dem Ladeluftgehäuse zugewandten Stirnseite durch den Federkörper begrenzt sein, der einen sich in axialer Richtung erstreckenden Vorsprung aufweist, der eine das Ladeluftgehäuse im Bereich der Ausnehmung durchdringende Durchbrechung formschlüssig durchgreift. Die Ausnehmung ist bevorzugt in einem Befestigungsflansch des Ladeluftgehäuses angeordnet. Da­ durch, daß der Vorsprung die Durchbrechung formschlüssig durchgreift, besteht die Möglichkeit, das Ladeluftgehäuse bereits vormontiert mit dem Spannelement aufzubewahren wobei die beiden vormontierten Teile bedarfsweise gemeinsam an der Verbrennungskraftmaschine befestigt werden. Die erfindungsgemäße Befestigungsvorrichtung ist daher einfach montierbar.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert.

Diese zeigen:

In Fig. 1 einen Ausschnitt aus einem Ladeluftgehäuse und die zur Anwendung gelangende Befestigungsvorrichtung,

Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt des Spannelements im nichtverspannten Zustand,

Fig. 3 das Spannelement aus Fig. 2 im vorgespannten Zustand,

Fig. 4 das Ersatzschaubild der erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung.

In Fig. 1 ist ein Ausschnitt aus einem Ladeluftgehäuse 7 gezeigt, das durch eine elastische Befestigungsvorrichtung schwingungsentkoppelt an einer Verbren­ nungskraftmaschine 16 befestigbar ist. Das Ladeluftgehäuse 7 besteht aus po­ lymerem Werkstoff und ist mit einer Ausnehmung 13 versehen, in der das Spannelement 1 angeordnet ist. Das Spannelement 1 weist zwei in Reihe ange­ ordnete Federelemente 2, 3 auf, wobei das erste Federelement 2 durch einen ringförmigen Federkörper 4 aus elastomerem Werkstoff gebildet ist. In dieser Darstellung ist das Spannelement 1 im verspannten Zustand gezeigt, wenn das Ladeluftgehäuse 7 an der Verbrennungskraftmaschine 16 montiert ist. Das zweite Federelement 3 ist durch ein als Tellerfeder 5 ausgebildetes Tellerfeder­ paket gebildet, wobei das Tellerfederpaket vier gegeneinandergerichtete Einzel­ federn 10.1, . . . . . , 10.4 umfaßt. Die Einzelfedern 10.1, . . . ., 10.4 weisen im un­ verspannten Zustand jeweils ein Verhältnis von Federhöhe h zu Materialstärke s auf, das in diesem Fall 2, 5 beträgt. Die Einzelfedern 10.1, . . . , 10.4 sind auf der dem Federkörper 4 zugewandten Seite auf einem scheibenförmigen Widerlager 11 abgestützt und auf der in axialer Richtung gegenüberliegenden Seite auf einem Spannteller 12. Die Spannschraube 6, die die Federelemente 2, 3 mittig durchdringt, ist in einem Befestigungsauge des Kurbelgehäuses der Verbren­ nungskraftmaschine 16 derart eingeschraubt, daß der Arbeitspunkt der Feder­ kennlinie des Tellerfederpakets im waagerechten Teil der S-förmigen Federkenn­ linie in einem Federkraft-Federweg-Diagramm liegt. Durch die Verspannung ist der Federkörper 4 unter elastischer Vorspannung innerhalb des Spannelements 1 angeordnet. Geringe Setzungserscheinungen während der bestimmungsgemäßen Verwendung der Befestigungsvorrichtung werden durch die vier Einzelfedern 10.1, . . . ., 10.4 der Tellerfeder 5 ausgeglichen. Das Saugrohr 8 ist mit einem Dichtelement 9 aus elastomerem Werkstoff versehen und am Zylinderkopf der Verbrennungskraftmaschine unter elastischer Vorspannung dichtend angelegt.

In Fig. 2 ist das Spannelement aus Fig. 1 in vergrößerter Darstellung im nicht­ vorgespannten Zustand gezeigt. Dabei ist zu erkennen, daß der Federkörper 4 in radialer Richtung innenseitig durch einen Vorsprung 17 in einer Eindrehung 18 der Spannschraube 6 verliergesichert gehalten ist. Der Federkörper 4 weist au­ ßerdem einen Vorsprung 14 auf, der eine innerhalb der Ausnehmung 13 ange­ ordnete Durchbrechung 15 des Ladeluftgehäuses 7 formschlüssig durchgreift. Durch eine derartige Ausgestaltung ist sichergestellt, daß das Ladeluftgehäuse 7 und das Spannelement 1 eine vormontierbare Einheit bilden, die an der Ver­ brennungskraftmaschine befestigbar ist.

In Fig. 3 ist die Einheit aus Fig. 2 im verspannten Zustand gezeigt. Es ist zu er­ kennen, daß der Federkörper 4 innerhalb des Spannelements 1 durch die Vor­ spannung elastisch verformt ist. Die Einzelfedern 10.1, . . . ., 10.4 des Tellerfe­ derpakets sind ebenfalls verspannt, wobei der Spannteller 12 oberflächenbündig mit dem Ladeluftgehäuse 7 abschließt. Die innerhalb der Ausnehmungen 13 angeordneten Federelemente 2, 3 sind durch diese Ausgestaltung vor Verunrei­ nigungen weitgehend geschützt, so daß eine übereinstimmend gute, schwingungsentkoppelte Befestigung des Ladeluftgehäuses während der gesam­ ten Gebrauchsdauer sichergestellt ist.

In Fig. 4 ist ein Ersatzschaubild der Befestigungsvorrichtung gezeigt. Es ist zu erkennen, daß die Federelemente 2, 3 des Spannelements 1 in einer funktions­ technischen Reihenschaltung angeordnet sind, wobei das freischwingende Ladeluftgehäuse 7 die Masse bildet. Das Dichtelement 9 ist zwischen dem Lade­ luftgehäuse 7 und dem Zylinderkopf der Verbrennungskraftmaschine 16 ange­ ordnet. Das Dichtelement 9 ist derart befestigt und ausgelegt, daß ein Lade­ druck von wenigstens 3 bar problemlos abgedichtet werden kann. Durch das freischwingend aufgehängte Ladeluftgehäuse 7 wird Körperschall nicht von der Verbrennungskraftmaschine auf das Ladeluftgehäuse 7 übertragen. Die gesamte Befestigungsvorrichtung ist außerdem sehr montagefreundlich.

Claims (7)

1. Elastische Befestigungsvorrichtung zur schwingungsentkoppelten Befesti­ gung eines Gehäuses an einer Verbrennungskraftmaschine, umfassend ein Spannelement mit zwei in einer funktionstechnischen Reihenschaltung an­ geordneten Federelementen, wobei das Spannelement das Gehäuse und die Verbrennungskraftmaschine relativ schwingfähig zueinander verbindet, wobei das erste Federelement aus einem ringförmigen Federkörper aus elastomerem Werkstoff besteht und das zweite Federelement durch zu­ mindest eine Tellerfeder gebildet ist, wobei das Spannelement von einer Spannschraube durchdrungen ist und wobei die Tellerfeder durch die Spannschraube derart verspannbar ist, daß ihre Federrate nach der Ver­ spannung auf die bestimmungsgemäße Vorspannung im wesentlichen Null ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse als Ladeluftgehäuse (7) mit zumindest einem Saugrohr (8) ausgebildet ist, daß das Saugrohr (8) mittels eines Dichtelements (9) aus elastomerem Werkstoff am Zylinderkopf der Verbrennungskraftmaschine schwingungsentkoppelt und dichtend abge­ stützt ist, daß die Spannschraube (6) in das Kurbelgehäuse der Verbren­ nungskraftmaschine einschraubbar ist und daß die Tellerfeder (5) durch ein Tellerfederpaket mit zumindest vier gegeneinander gerichteten Einzelfe­ dern (10.1, . . . , 10.4) gebildet ist.

2. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelfedern (10.1, . . . ., 10.4) herstellungsbedingt ein Verhältnis von Federhöhe h zur Materialstärke s aufweisen, das zumindest 1,3 beträgt.

3. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Federkörper (4) zugewandte Einzelfeder (10.4) mittels eines scheibenförmigen Widerlagers (11) auf dem Federkörper (4) abgestützt ist.

4. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelfeder (10.1) auf der dem Federkörper (4) abgewandten Seite an einem mit der Spannschraube (6) verbundenen Spannteller (12) abge­ stützt ist.

5. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Spannelement (1) in einer Ausnehmung (13) des Ladeluftgehäu­ ses (7) angeordnet ist und daß der Spannteller (12) die Ausnehmung (13) im wesentlichen vollständig überdeckt.

6. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Spannelement (1) eine vormontierbare Einheit bildet und daß die Einheit verliergesichert in die Ausnehmung (13) des Ladeluftgehäuses (7) einschnappbar ist.

7. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Spannelement (1) auf der dem Ladeluftgehäuse (7) zugewandten Stirnseite durch den Federkörper (4) begrenzt ist, der einen sich in axialer Richtung erstreckenden Vorsprung (14) aufweist, der eine das Ladeluft­ gehäuse (7) im Bereich der Ausnehmung (13) durchdringende Durchbre­ chung (15) formschlüssig durchgreift.