DE60120913T2 - Ultraschallschweissverbindung für selbstschneidende schraubenhaltevorrichtung - Google Patents

Ultraschallschweissverbindung für selbstschneidende schraubenhaltevorrichtung Download PDF

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Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein eine Haltevorrichtung für selbstschneidende Schrauben, die an einem Einlasskrümmersystem verwendet werden.
  • Selbstschneidende Schrauben werden verwendet, um ein Gehäuse eines Betätigungssystems an einer unteren Einlasskrümmerbaugruppe eines Einlasskrümmersystems anzubringen und zu befestigen. Ein Einlasskrümmersystem leitet Luft mit der erforderlichen Temperatur und Geschwindigkeit in eine Kraftmaschine mit innerer Verbrennung. Die Schrauben sind so ausgelegt, dass sie Komponenten unter Bedingungen mit länger anhaltenden Motorschwingungen miteinander verbinden, und sind unter hohen Temperaturen stehenden Motorflüssigkeiten wie Benzin, Öl und Schmiermitteln ausgesetzt. Aufgrund möglicher Fehler des Personals oder Störungen der Gerätschaften bei der Montage können die Schrauben sich im Laufe der Zeit aufgrund von Motorschwingungen lockern und sich lösen, was möglicherweise zu Beschädigungen des Motors führt.
  • Die Verwendung eines Gewindesicherungsmittels/Klebstoffs ist verbreitet, um die Schrauben im Einlasskrümmersystem zu sichern. Allerdings kann die Wirkung des Klebstoffs aufgrund hoher Temperaturen und Einwirkung von Benzin und Öl nachlassen. Dies kann die Zuverlässigkeit des Klebstoffs beeinflussen. Darüber hinaus ist die Gleichmäßigkeit der Aufbringung des Klebstoffs auf die Schraube nicht vorhersagbar, der unbeabsichtigt in Kontakt mit anderen Komponenten in der Nähe der Schrauben kommen kann. Schließlich ist es schwierig, die Bindungskräfte des Klebstoffs sowohl während als auch nach der Herstellung zu bestimmen.
  • Folglich besteht auf diesem Gebiet der Technik Bedarf an einer Haltevorrichtung für selbstschneidende Schrauben, die an einem Einlasskrümmersystem verwendet werden.
  • Die europäische Patentanmeldung EP0936363 beschreibt eine Schwingungsentkopplungseinrichtung zur Anwendung mit einem Befestigungselement.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die Erfindung umfasst eine Schraubenhaltevorrichtung, die an einer Einlasskrümmerbaugruppe verwendet wird und umfasst:
    einen Fixierbereich, um zu verhindern, dass eine Schraube sich aus besagter Einlasskrümmerbaugruppe löst; und dadurch gekennzeichnet, dass ein Verbindungsbereich vorhanden ist, der in einer geschlossenen Tasche der besagten Einlasskrümmerbaugruppe befestigt ist.
  • Der Verbindungsbereich der Haltevorrichtung wird mittels eines Ultraschallschweißvorgangs in einer Tasche des Gehäuses des Betätigungssystems befestigt. Das Maß des Verbindungsbereichs ist etwa 0,15 mm bis 0,3 mm größer als das Maß der Tasche. Nachdem der größer dimensionierte Verbindungsbereich in die Tasche eingesetzt worden ist, wird Ultraschallenergie in die Haltevorrichtung eingebracht, um die Außenfläche des Verbindungsbereichs leicht anzuschmelzen. Dies stellt eine Schweißverbindung zwischen dem Verbindungsbereich und der Tasche her und befestigt die Haltevorrichtung in der Tasche.
  • Dementsprechend stellt die vorliegende Erfindung eine Haltevorrichtung für selbstschneidende Schrauben bereit, die an einem Einlasskrümmersystem verwendet werden.
  • Diese und weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen am besten verständlich.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • Die verschiedenen Merkmale und Vorteile der Erfindung werden für Fachleute aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung der gegenwärtig bevorzugten Ausführungsform ersichtlich. Die Zeichnungen, die der ausführlichen Beschreibung beigefügt sind, können kurz wie folgt beschrieben werden:
  • 1 zeigt eine Ansicht eines Einlasskrümmersystems von oben, bei dem die Schraubenhaltevorrichtung der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
  • 2 zeigt eine Schnittdarstellung eines Einlasskrümmersystems von der Seite, bei dem die Schraubenhaltevorrichtung der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
  • 3 zeigt eine Schnittdarstellung der Schraubenhaltevorrichtung der vorliegenden Erfindung von der Seite, die über einer selbstschneidenden Schraube angeordnet ist, die an einem Einlasskrümmersystem verwendet wird.
  • Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
  • 1 zeigt ein Einlasskrümmersystem 10. Das Einlasskrümmersystem 10 umfasst ein Gehäuse 12 des Betätigungssystems, das an einer unteren Einlasskrümmerbaugruppe 14 angebracht und befestigt ist. Das Gehäuse 12 für das Betätigungssystem umfasst eine Vielzahl von Kanälen 16 des Betätigungssystems. Eine Vielzahl von Drosselklappenventilen 18 des Betätigungssystems sind mit einer drehbaren Welle 20 verbunden und steuern den Luftstrom in das Einlasskrümmersystem 10 einer Kraftmaschine mit innerer Verbrennung. Die Vielzahl von Ventilen 18 wird von einer Vielzahl von Kanälen 16 des Betätigungssystems aufgenommen, und die drehbare Welle 20 dreht die Ventile 18, um die Öffnungsweite zu steuern. Bei der bevorzugten Ausführungsform sind vier Ventile 18 für das Betätigungssystem und vier Kanäle 16 für das Betätigungssystem vorhanden.
  • Die Vielzahl von Ventilen 18 steuert den Luftstrom in die Kraftmaschine mit innerer Verbrennung. Wenn mehr Luft in den Motor eintreten soll, dreht die drehbare Welle 20 die Vielzahl von Ventilen 18 von den Kanälen 16 des Betätigungssystems des Gehäuses 12 des Betätigungssystems weg und ermöglicht so, dass mehr Luft in die Kraftmaschine mit innerer Verbrennung eintritt. Wenn umgekehrt weniger Luft in den Motor eintreten soll, dreht die drehbare Welle 20 sich, um die Vielzahl von Ventilen 18 hin zu den Kanälen 16 des Betätigungssystems des Gehäuses 12 des Betätigungssystems zu drehen, und ermöglicht so, dass weniger Luft in die Kraftmaschine mit innerer Verbrennung eintritt.
  • Wie in 2 dargestellt, wird eine Vielzahl selbstschneidender Schrauben 22 verwendet, um das Gehäuse 12 des Betätigungssystems an der unteren Einlasskrümmerbaugruppe 14 anzubringen und zu befestigen. Die Vielzahl selbstschneidender Schrauben 22 wird in eine ausgerichtete Öffnung 24 im Gehäuse des Betätigungssystems und in eine Öffnung 26 in der unteren Einlasskrümmerbaugruppe eingesetzt.
  • Aufgrund von Motorschwingungen über einen längeren Zeitraum und Einwirkung von Motorflüssigkeiten kann sich die Vielzahl von Schrauben 22 lockern und im Laufe der Zeit aus den ausgerichteten Öffnungen 24, 26 lösen, was möglicherweise zu Beschädigungen des Motors führt. Bei der bevorzugten Ausführungsform werden acht selbstschneidende Schrauben 22 verwendet, um das Gehäuse 12 des Betätigungssystems an der unteren Einlasskrümmerbaugruppe 14 zu befestigen.
  • Eine Spritzguss-Haltevorrichtung 28 wird für jede selbstschneidende Schraube 22 verwendet, um zu verhindern, dass sich die Schrauben 22 lockern und aus dem Einlasskrümmersystem 10 lösen. Jede Spritzguss-Haltevorrichtung 28 ist im Wesentlichen L-förmig und umfasst einen Fixierbereich 30 und einen im Wesentlichen hierzu lotrechten Verbindungsbereich 32, wie in 3 dargestellt.
  • Der Fixierbereich 30 der Haltevorrichtung 28 umfasst ein im Wesentlichen halbkugelförmiges Merkmal 34. Das halbkugelförmige Merkmal 34 ist so dimensioniert und geformt, dass es im Wesentlichen den Kopf 36 der selbstschneidenden Schraube 22 aufnimmt. Der Fixierbereich 30 der Haltevorrichtung 28 umfängt die Schraube 22, um zu verhindern, dass die Schraube 22 sich aufgrund von Motorschwingungen lockert und aus dem Einlasskrümmersystem 10 löst.
  • Der Verbindungsbereich 32 der Haltevorrichtung 28 ist in einer Tasche 38 angeordnet und befestigt, die sich im Gehäuse 12 des Betätigungssystems in der Nähe der Öffnung 24 im Gehäuse des Betätigungssystems befindet. Wie in 3 dargestellt, ist das Maß A des Verbindungsbereichs 32 etwa 0,15 mm bis 0,3 mm größer als das Maß P der Tasche 38.
  • Der Verbindungsbereich 32 der Haltevorrichtung 28 wird durch einen Ultraschallschweißvorgang in der Tasche 38 befestigt. Nachdem der Verbindungsbereich 32 in die Tasche 38 eingesetzt wurde, wird Ultraschallenergie in die Oberfläche 40 der Haltevorrichtung 28 eingebracht und schmilzt die Außenfläche 44 des Verbindungsbereichs 32 leicht an. Es wird eine Schweißverbindung zwischen dem Verbindungsbereich 32 und der Tasche 38 hergestellt, die die Haltevorrichtung 28 in der Tasche 38 befestigt.
  • Nachdem der Verbindungsbereich 32 der Haltevorrichtung 28 in der Tasche 38 des Gehäuses 12 des Betätigungssystems in Position gebracht und befestigt worden ist, überdeckt der Fixierbereich 30 im Wesentlichen den Kopf 36 der selbstschneidenden Schraube 22 und nimmt ihn auf. Der Fixierbereich 30 verhindert, dass die Schrauben 22 sich aufgrund von Motorschwingungen und Einwirkung von Motorflüssigkeiten lockern und aus dem Einlasskrümmersystem 10 herauslösen und verringert so die Wahrscheinlichkeit von Beschädigungen des Motors.
  • Es bringt mehrere Vorteile mit sich, eine Haltevorrichtung 28 für selbstschneidende Schrauben an einem Einlasskrümmersystem 10 zu verwenden. Zum einen ist es möglich, durch Sichtprüfung festzustellen, ob die Haltevorrichtung 28 noch vorhanden ist. Zum anderen sorgt der Ultraschallschweißvorgang für einen sehr hohen Widerstand gegen Herausziehen und hohe Widerstandsfähigkeit gegenüber Schwingungen.
  • Die vorstehende Beschreibung dient nur der beispielhaften Darlegung der Prinzipien der Erfindung. Viele Abweichungen und Modifikationen der vorliegenden Erfindung sind vor dem Hintergrund der offenbarten Lehre möglich. Die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung sind offenbart worden; der Fachmann wird allerdings erkennen, dass sich bestimmte Modifikationen im Schutzbereich dieser Erfindung bewegen könnten. Deshalb kann die Erfindung selbstverständlich im Rahmen der beigefügten Ansprüche auf eine andere Weise realisiert werden als hier speziell beschrieben wurde. Aus diesem Grunde müssen die nachfolgenden Ansprüche studiert werden, um den tatsächlichen Schutzbereich und Inhalt dieser Erfindung zu bestimmen.

Claims (9)

  1. Schraubenhaltevorrichtung (28), die auf einer Einlasskrümmerbaugruppe (10) verwendet wird, und umfasst: einen Fixierbereich (30), um zu verhindern, dass eine Schraube sich aus der besagten Einlasskrümmerbaugruppe löst; und dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung umfasst einen Verbindungsbereich (32), der in einer geschlossenen Tasche (38) der besagten Einlasskrümmerbaugruppe befestigt ist.
  2. Schraubenhaltevorrichtung nach Anspruch 1, wobei besagte Haltevorrichtung (28) spritzgegossen ist.
  3. Haltevorrichtung nach Anspruch 1, wobei besagter Fixierbereich (30) im Wesentlichen lotrecht zum besagten Verbindungsbereich (32) ist.
  4. Schraubenhaltevorrichtung nach Anspruch 1, wobei besagter Fixierbereich (30) eine Oberfläche umfasst, die im Wesentlichen so geformt und dimensioniert ist, dass sie den Kopf der besagten Schraube aufnimmt.
  5. Schraubenhaltevorrichtung nach Anspruch 4, wobei besagte Oberfläche (34) im Wesentlichen halbkugelförmig ist.
  6. Schraubenhaltevorrichtung nach Anspruch 1, wobei besagter Verbindungsbereich (32) in der besagten Tasche (38) mittels Ultraschallenergie befestigt wird, die eine Schweißverbindung zwischen dem besagten Verbindungsbereich und der besagten Tasche herstellt.
  7. Schraubenhaltevorrichtung nach Anspruch 6, wobei eine Weite (A) des besagten Verbindungsbereichs größer als eine Taschenweite (P) der besagten Tasche ist.
  8. Schraubenhaltevorrichtung nach Anspruch 6, wobei besagte Weite des besagten Verbindungsbereichs zwischen 0,55 mm und 0,3 mm größer als besagte Taschenweite der besagten Tasche ist.
  9. Einlasskrümmerbaugruppe, die umfasst: eine untere Einlasskrümmerbaugruppe, die eine Vielzahl von Einlasskrümmerkanälen aufweist; ein Gehäuse des Betätigungssystems mit einer Vielzahl von Gehäusekanälen; und eine Vielzahl von Schrauben, die in besagte ausgerichtete Vielzahl von Einlasskrümmerkanälen eingesetzt werden, um besagte untere Einlasskrümmerbaugruppe mit besagtem Gehäuse des Betätigungssystems zu verbinden, und eine Schraubenhaltevorrichtung wie in einem der Ansprüche 1–8 beansprucht.
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