EP1342001B1 - Anordnung zum lösbaren befestigen einer ansaugvorrichtung am zylinderkopf - Google Patents

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EP1342001B1 EP01270694A EP01270694A EP1342001B1 EP 1342001 B1 EP1342001 B1 EP 1342001B1 EP 01270694 A EP01270694 A EP 01270694A EP 01270694 A EP01270694 A EP 01270694A EP 1342001 B1 EP1342001 B1 EP 1342001B1
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    • F02M35/10314—Materials for intake systems
    • F02M35/10321—Plastics; Composites; Rubbers

Definitions

  • the present invention relates to an arrangement for releasably securing an intake device to the cylinder head of an internal combustion engine by means of a latching mechanism which is integrated at least in an associated flange of the cylinder head.
  • DE 196 47 184 A1 discloses a latching mechanism in which a pivoting movement of a clamp spring for mounting an air intake pipe is performed in a housing part, however, the housing part itself is connected by means of a conventional screw with the cylinder head of an internal combustion engine.
  • the present invention has for its object to provide an arrangement for releasably securing a suction device on the cylinder head of an internal combustion engine, which is as easy to install and in which the problem of accessibility of fasteners is not.
  • the invention provides that in a generic arrangement of the integrated also in a flange of the intake latching mechanism by a pivoting movement of the suction device is snapped relative to the cylinder head.
  • FIG. 1 shows a part of a cylinder head 2 with an intake duct 4 to which an intake device 6 with a corresponding intake duct 8 is to be attached such that they adjoin one another with flat end surfaces 9 and the intake ducts 4, 8 merge into one another.
  • the cylinder head 2 and the suction device 6 are each provided with a plurality of intake ports, depending on the number of cylinders, which are arranged in the direction perpendicular to the plane of the drawing one behind the other.
  • the suction device 6 is detachably attached to the cylinder head 2 by a latching mechanism 10.
  • the latching mechanism 10 is integrated in a flange 11 of the cylinder head 2 and a flange 12 of the suction device 6, as will be explained in more detail below.
  • the flange 11 of the cylinder head 2 is provided on its lower side in the figure with an undercut clamping groove 14 into which the flange 12 of the suction device can be used.
  • the flange 12 of the suction device 6 is dimensioned on its lower side in the figure so that it fits with slight play in the clamping groove 14.
  • the suction device 6 is secured by a Rastnut-spring connection on the cylinder head 2.
  • the detent groove-spring connection has a flange 12 of the suction device 6 provided on the resilient portion 16 which is formed by a slot 18 which is incorporated on the side facing away from the end faces 9 in the flange 12.
  • the resilient portion 16 has an outgoing from the associated end face 9 ramp 20, which is separated from an adjacent thereto actuating end 21 by a shoulder 22.
  • the flange 11 of the cylinder head 2 is provided on the upper side in the figure with a locking groove 24, in which the resilient portion 16 can engage with its shoulder 22 to secure the suction device 6 to the cylinder head 2, as will be explained in more detail below.
  • the suction device 6 For attaching the suction device 6 on the cylinder head 2, the suction device 6 is first inserted under appropriate inclination with its flange 12 in the clamping groove 14. In order to facilitate the insertion of the flange 12 in the clamping groove 14, the flange 14 is provided adjacent to the end face 9 with a rounding, as indicated in the figure. Subsequently, the suction device 6 is pivoted by a pivoting movement about an axis perpendicular to the plane extending upward (see arrow a), whereby the Rastnut-spring connection is brought to snap. More specifically, first, the ramp portion 20 slides along the outer edge of the upper part of the flange 12, whereby the resilient portion 16 is elastically deflected until the resilient portion 16 snaps with its shoulder 22 in the locking groove 24.
  • the suction device 6 is provided on its the cylinder head 2 facing end side with a seal 26.
  • the seal 26 fulfills a twofold purpose: on the one hand, it seals the intake ducts 4, 8 from the environment. On the other hand, it generates a contact force, which biases the latching mechanism 10 elastically, so that the latching mechanism is secured against vibrations and chattering movements.
  • the resilient portion 16 is released by pressure on the projecting actuating end 21 from its latching with the locking groove 24, after which the suction device 6 can be pivoted in the opposite direction.
  • the flange 12 of the suction device 6 can be then release from the clamping groove 14.
  • the cylinder head 2 can be made of aluminum as usual and the suction device 6 can be made of a plastic such as polyamide.
  • the seal is made of an elastic material such as e.g. a media- and temperature-resistant elastomer. It is understood, however, that other materials may be used as long as the function of the parts in question is preserved.
  • the described arrangement can be used in any internal combustion engine such. use of petrol and diesel type. Moreover, it should be noted that the illustrated construction represents only one possible embodiment of a Verrastungsmechanismus. In principle, every possible latching mechanism can be used which does not require separate connecting elements.

Abstract

Eine Anordnung zum lösbaren Befestigen einer Ansaugvorrichtung am Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine (6) ist dadurch gekennzeichnet, dass die Ansaugvorrichtung (6) am Zylinderkopf (2) durch einen Verrastungsmechanismus (10) befestigt ist. Dies ermöglicht eine einfache Montage, ohne dass getrennte Verbindungselemente erforderlich sind.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung zum lösbaren Befestigen einer Ansaugvorrichtung am Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine mittels eines Verrastungsmechanismus der zumindest in einen zugehörigen Flansch des Zylinderkopfes integriert ist.
  • Eine solche Anordnung ist aus der DE 40 35 016 A1 bekannt. Die dortige Ansaugvorrichtung hat ein Anschlussende aus gummielastischem Material, welches über den Flansch des Zylinderkopfes geschoben wird. Da dies jedoch eine lose Verbindung ist, die weder dicht ist noch während des Betriebs des Motors hält, wird bei der bekannten Anordnung ein aus relativ steifem Material bestehender Klemmring über das Anschlussende geschoben, wobei der Innendurchmesser des Klemmrings einen geringeren Wert aufweist als der Außendurchmesser des Anschlussendes, so dass dieser Vorgang sowohl ein gewisses Geschick und Kraftaufwand als auch eine gewisse Zeit erfordert. Darüberhinaus ist diese Befestigungsmethode für ein handgeführtes Arbeitsgerät möglicherweise gut geeignet, da dort der Zylinderkopfflansch leicht zugänglich ist, allerdings bei den beengten Verhältnissen im Motorraum eines Kraftfahrzeuges nicht zufriedenstellend anzuwenden. Außerdem sind dort zwei Befestigungsschritte durchzuführen, für die zudem zwei Hände nötig sind.
  • In der DE 196 47 184 A1 ist ein Verrastungsmechanismus offenbart, bei dem eine Schwenkbewegung einer Klammerfeder zur Befestigung eines Luftansaugrohrs in einem Gehäuseteil durchgeführt wird, allerdings ist das Gehäuseteil selbst mittels einer konventionellen Schraubverbindung mit dem Zylinderkopf eines Verbrennungsmotors verbunden.
  • Die lösbare Verbindung solcher Ansaugvorrichtungen mittels Verbindungselementen wie Schrauben, Gewindebolzen oder Federklammern am Zylinderkopf, wie sie in der DE 196 47 184 A1 beschrieben ist, ist die übliche Verbindungsmethode. Die Gestaltung, Fertigung und Montage derartiger Verbindungselemente erfordern einen entsprechenden Aufwand. Insbesondere bei komplexen Ansaugvorrichtungen stellt darüber hinaus die Zugänglichkeit der Befestigungselemente ein erhebliches Problem dar.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zum lösbaren Befestigen einer Ansaugvorrichtung am Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine zu schaffen, die möglichst einfach montierbar ist und bei der sich das Problem der Zugänglichkeit von Verbindungselementen nicht stellt.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass bei einer gattungsgemäßen Anordnung der ebenfalls in einen Flansch der Ansaugvorrichtung integrierte Verrastungsmechanismus durch eine Schwenkbewegung der Ansaugvorrichtung relativ zum Zylinderkopf einschnappbar ist.
  • Irgendwelche gesonderten Verbindungselemente sind bei der erfindungsgemäßen Lösung somit nicht erforderlich. Hierdurch ergibt sich eine extrem einfache Montage, da zum Anbringen und Lösen der Ansaugvorrichtung keine Verbindungselemente festgezogen bzw. gelöst werden müssen. Da sich ferner das Problem der Zugänglichkeit zu Verbindungselementen nicht stellt, ergibt sich eine größere Gestaltungsfreiheit für die Saugvorrichtung.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen definiert.
  • Anhand der einzigen Figur, die einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäß ausgebildete Anordnung zum lösbaren Befestigen einer Ansaugvorrichtung am Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine zeigt, wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.
  • Die Figur 1 zeigt einen Teil eines Zylinderkopfes 2 mit einem Ansaugkanal 4, an dem eine Ansaugvorrichtung 6 mit einem entsprechenden Ansaugkanal 8 so anzubringen ist, dass sie mit ebenen Stirnflächen 9 aneinander angrenzen und die Ansaugkanäle 4, 8 fluchtend ineinander übergehen. Es versteht sich, dass der Zylinderkopf 2 und die Ansaugvorrichtung 6 je nach der Anzahl der Zylinder jeweils mit mehreren Ansaugkanälen versehen sind, die in Richtung senkrecht zur Zeichnungsebene hintereinander angeordnet sind.
  • Die Ansaugvorrichtung 6 ist am Zylinderkopf 2 durch einen Verrastungsmechanismus 10 lösbar befestigt. Der Verrastungsmechanismus 10 ist in einen Flansch 11 des Zylinderkopfes 2 und einen Flansch 12 der Ansaugvorrichtung 6 integriert, wie im folgenden genauer erläutert wird.
  • Der Flansch 11 des Zylinderkopfes 2 ist auf seiner in der Figur unteren Seite mit einer hinterschnittenen Klemmnut 14 versehen, in die der Flansch 12 der Ansaugvorrichtung eingesetzt werden kann. Der Flansch 12 der Ansaugvorrichtung 6 ist auf seiner in der Figur unteren Seite so dimensioniert, dass er mit geringfügigem Spiel in die Klemmnut 14 paßt.
  • Auf der in der Figur oberen Seite ist die Ansaugvorrichtung 6 durch eine Rastnut-Feder-Verbindung am Zylinderkopf 2 gesichert. Die Rastnut-Feder-Verbindung weist einen am Flansch 12 der Ansaugvorrichtung 6 vorgesehenen federnden Abschnitt 16 auf, der durch einen Schlitz 18 gebildet ist, welcher auf der von den Stirnflächen 9 abgewandten Seite in den Flansch 12 eingearbeitet ist. Der federnde Abschnitt 16 weist eine von der zugehörigen Stirnseite 9 abgehende Rampe 20 auf, die von einem daran angrenzenden Betätigungsende 21 durch eine Schulter 22 getrennt ist. Der Flansch 11 des Zylinderkopfes 2 ist auf der in der Figur oberen Seite mit einer Rastnut 24 versehen, in die der federnde Abschnitt 16 mit seiner Schulter 22 einrasten kann, um die Ansaugvorrichtung 6 am Zylinderkopf 2 zu sichern, wie im folgenden genauer erläutert wird.
  • Zum Anbringen der Ansaugvorrichtung 6 am Zylinderkopf 2 wird zunächst die Ansaugvorrichtung 6 unter entsprechender Schrägstellung mit ihrem Flansch 12 in die Klemmnut 14 eingesetzt. Um das Einsetzen des Flansches 12 in die Klemmnut 14 zu erleichtern, ist der Flansch 14 angrenzend an der Stirnseite 9 mit einer Abrundung versehen, wie in der Figur angedeutet ist. Anschließend wird die Ansaugvorrichtung 6 durch eine Schwenkbewegung um eine senkrecht zur Zeichnungsebene verlaufende Achse nach oben geschwenkt (siehe Pfeil a), wodurch die Rastnut-Feder-Verbindung zum Einschnappen gebracht wird. Genauer gesagt, gleitet zunächst der Rampenabschnitt 20 an dem Außenrand des oberen Teils des Flansches 12 entlang, wodurch der federnde Abschnitt 16 elastisch ausgelenkt wird, bis der federnde Abschnitt 16 mit seiner Schulter 22 in die Rastnut 24 einschnappt.
  • Wie in der Figur dargestellt, ist die Ansaugvorrichtung 6 an ihrer dem Zylinderkopf 2 zugewandten Stirnseite mit einer Dichtung 26 versehen. Die Dichtung 26 erfüllt einen zweifachen Zweck: Zum einen dichtet sie die Ansaugkanäle 4, 8 gegen die Umgebung ab. Zum anderen erzeugt sie eine Anpresskraft, die den Verrastungsmechanismus 10 elastisch vorspannt, so dass der Verrastungsmechanismus gegen Erschütterungen und Ratterbewegungen gesichert ist.
  • Zum Lösen der Ansaugvorrichtung 6 von dem Zylinderkopf 2 wird der federnde Abschnitt 16 durch Druck auf das überstehende Betätigungsende 21 aus seiner Verrastung mit der Rastnut 24 gelöst, worauf die Ansaugvorrichtung 6 in der entgegengesetzten Richtung verschwenkt werden kann.Der Flansch 12 der Ansaugvorrichtung 6 läßt sich dann aus der Klemmnut 14 lösen.
  • Was die verwendbaren Materialien betrifft, so kann der Zylinderkopf 2 wie üblich aus Aluminium und die Ansaugvorrichtung 6 aus einem Kunststoff wie Polyamid bestehen. Die Dichtung besteht aus einem elastischen Material wie z.B. einem medien- und temperaturbeständigen Elastomer. Es versteht sich jedoch, dass auch andere Materialien verwendet werden können, solange die Funktion der betreffenden Teile gewahrt bleibt.
  • Die beschriebene Anordnung lässt sich bei beliebigen Brennkraftmaschinen wie z.B. vom Otto- und Dieseltyp einsetzen. Im übrigen sei darauf hingewiesen, dass die dargestellte Konstruktion nur eine mögliche Ausführungsform eines Verrastungsmechanismus darstellt. Grundsätzlich lässt sich jeder mögliche Verrastungsmechanismus einsetzen, der ohne gesonderte Verbindungselemente auskommt.

Claims (5)

  1. Anordnung zum lösbaren Befestigen einer Ansaugvorrichtung (6) am Zylinderkopf (2) einer Brennkraftmaschine, bei der
    - die Ansaugvorrichtung (6) am Zylinderkopf (2) durch einen Verrastungsmechanismus (10) befestigbar ist,
    - der Verrastungsmechanismus (10) in einen Flansch (12) der Ansaugvorrichtung (6) und in einen zugehörigen Flansch (11) des Zylinderkopfes (2) integriert ist,'
    - der.Verrastungsmechanismus (9) durch eine Schwenkbewegung der Ansaugvorrichtung (5) relativ zum Zylinderkopf (2) einschnappbar ist,
    - der Flansch (12) der Ansaugvorrichtung (6) auf einer Seite in eine entsprechend dimensionierte hinterschnittene Klemmnut (14) des Zylinderkopfes (2) einsetzbar und auf der gegenüber liegenden Seite durch eine Rastnut-Feder-Verbindung (16, 24) am Zylinderkopf (2) sicherbar ist.
  2. Anordnung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Rastnut-Feder-Verbindung (16, 24) aus einem an der Ansaugvorrichtung (6) gebildeten federnden Abschnitt (16) und einer am Zylinderkopf (2) gebildeten hinterschnittenen Rastnut (24) besteht, in die der federnde Abschnitt (16) mit einer daran angeformten Schulter (22) einschnappbar ist.
  3. Anordnung nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass an dem federnden Abschnitt (16) eine Rampe (20) angeformt ist, die für die zum Einschnappen des Verrastungsmechanismus (10) erforderlichen Auslenkung des federnden Abschnittes (16) sorgt.
  4. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass der federnde Abschnitt (16) ein überstehendes Betätigungsende (21) zum Lösen der Rastnut-Feder-Verbindung hat.
  5. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass zwischen benachbarten Stirnseiten (9) des Zylinderkopfes (2) und der Ansaugvorrichtung (6) eine elastische Dichtung (26) angeordnet ist, die den Verrastungsmechanismus (10) in einen spielfreien-Zustand vorspannt.
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