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(74) Anwalt: FREISCHEM, Stephan; Patentanwälte Freis- europäisches Patent (AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, chem, An Gross St. Martin 2, D-50667 Köln (DE). FR, GB, GR, IE, IT, LU, MC, NL, PT, SE), OAPI-Patent (BF, BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, GW, ML, MR, NE,
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des Öl-EinfüUstutzens entsprechende Form aufweis Aufgabe der Erfindung ist es insbesondere, einen Adapter der oben beschriebenen Art derart weiterzubilden, daß seine Herstellungskosten verringert werden und vorzugsweise die Gefahr der Beschädigung des Öl-EinfüUstutzens reduziert wird. Zur Lösung dieser Aufgabe sind die radialen Vorsprünge von Endabschnitten (15, 16) eines metallischen Federelements (17) gebildet, welches mit Kunststoff umspritzt ist.
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Beschreibung:
Adapter für Öl-Einfüllstutzen
Die Erfindung betrifft einen aus Kunststoff im Spritzgießverfahren hergestellten Adapter für den Öl-Einfüllstutzen eines Kraftfahrzeugmotors, mit einem an einem Ende angeordneten, in den Öl-Einfüllstutzen einschraubbaren Schraubstutzen, der radiale Vorsprünge zum Hintergreifen einer ring- förmigen Rampenfläche des Öl-Einfüllstutzens aufweist, und mit einem an dem anderen Ende angeordneten Aufnahmestutzen, der zur Aufnahme des Öldeckels im wesentlichen eine der Form des freien Endes des Öl- Einfüllstutzens entsprechende Form aufweist.
Derartige Adapter werden häufig mit Motorkapselungen, insbesondere moderner direkteinspritzender Dieselmotoren verwendet. Der Öl- Einfüllstutzen ist üblicherweise integraler Bestandteil des Zylinderkopfdek- kels des Motors, so daß nachzufüllendes Öl auf die oben liegende Nockenwelle des Motors gegossen wird. Der Öl-Einfüllstutzen ist als im wesentli- chen zylindrischer Rohrstutzen ausgebildet, wobei an seine Endfläche zwei ringförmigen Rampenflächen angeformt sind. Zwischen den beiden Enden dieser Rampenflächen befinden sich Aussparungen, durch welche axial federnde Haltezungen des Öldeckels in den Öl-Einfüllstutzen eingebracht werden können. Bei Verdrehen des Öldeckels schieben sich die federnden Haltezungen auf die beiden Rampenflächen, bis sie jeweils am Ende der Rampenflächen in einer gewölbten Aufnahmefläche festliegen. Hier wird der Öldeckel aufgrund der Wölbung der Aufnahmefläche gehalten und ist nur durch eine erhebliche manuelle Drehkraft in Gegenrichtung lösbar. Die beiden Rampenflächen wirken also im wesentlichen als Gewindegänge, welche das Festschrauben des Öldeckels mit einer etwa 90 bis 110° betragenden Drehbewegung ermöglichen. Dabei wird ein Dichtring des Öldeckels fest gegen die ringförmige Stirnfläche des Öl-EinfüUstutzens gezogen.
Die Bestrebungen, das Geräuschniveau moderner direkteinspritzender Dieselmotoren auf das Geräuschniveau herkömmlicher Otto-Motoren zu senken, stellen sehr hohe Anforderungen an die Motorkapselung . Zur
Vermeidung einer unzulässig hohen Schallentwicklung werden direktein-
spritzende Dieselmotoren daher an ihrer Oberseite oberhalb des Zylinderkopfes mit einer Verschalung, üblicherweise einem Kunststoffdeckel, versehen. Dieser Kunststoffdeckel deckt selbstverständlich den Zylinderkopfdeckel und damit auch den Öl-Einfüllstutzen ab. Da das Nachfüllen von Motoröl eine Wartungsarbeit ist, die bei Bedarf durch den Fahrer des Fahrzeuges selbst durchgeführt werden soll, ist es nicht zumutbar, vor dem Einfüllen des Motoröls eine Motorkapselung ggf. unter Zuhilfenahme von Schraubwerkzeugen entfernen zu müssen.
Aus diesem Grund werden Adapter eingesetzt, welche an dem Öl- Einfüllstutzen befestigt werden und die Möglichkeit der Befestigung des Öldeckels außerhalb der Motorkapselung bieten. Diese Adapter weisen üblicherweise an ihrem unteren Ende einen Schraubstutzen mit radialen Vorsprüngen auf, wobei der Schraubstutzen in Zusammenwirkung mit einer darüberliegenden Dichtfläche ähnlich einem Öldeckel an dem Öl- Einfüllstutzen festgeschraubt werden kann. Der Schraubstutzen ist hohl und über ein mehr oder weniger langes Rohrstück mit dem durch den zweiten Endabschnitt gebildeten Aufnahmestutzen verbunden. Die Form des Form Aufnahmestutzens entspricht im wesentlichen der Form des Öl- Einfüllstutzens und weist somit ebenfalls zwei einander gegenüberliegende ringförmige Rampenflächen auf, mit deren Hilfe der Öldeckel festgeschraubt werden kann.
Bei einem bekannten Adapter wird der Schraubstutzen zusammen mit dem sich anschließenden Rohrabschnitt von einem Kunststoff-Spritzgießteil gebildet. Der Schraubstutzen besteht aus einer im wesentlichen durchgehenden und zylindrischen Wandung. Innerhalb dieser Wandung verlaufen in Form eines X zwei sich kreuzende Stützrippen aus Kunststoff. In der Mittelebene der X-förmigen Stützrippenanordnung verläuft in der zylindri- sehen Wandung des Schraubstutzens in zwei diametral einander gegenüberliegenden Bereichen jeweils ein Schlitz, in dem jeweils ein Abschnitt eines gebogenen, runden metallischen Federstabs aufgenommen ist. Der Federstab hat einen Durchmesser von etwa 2,5 mm. Er muß in einem zusätzlichen Fertigungsschritt an dem Schraubstutzen angebracht werden. Ein derartiger Adapter ist als Vorrichtung zum Einfüllen und Abscheiden von Schmieröl an einer Brennkraftmaschine in der Druckschrift DE 196 53 515 AI beschrieben.
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Es wurde festgestellt, daß beim Festschrauben des Adapters, wobei die beiden Enden des Federstabs auf die beiden einander gegenüberliegenden Rampenflächen des Öl-Einfüllstutzens aufgedreht werden, die genannten Rampenflächen durch die Enden des Federstabes beschädigt werden können. Der Federstab mit einem kleinen Durchmesser von weniger als 3 mm gräbt sich in das Kunststoffmaterial der Rampenfläche des Öl-Einfüllstutzens ein. Falls es erforderlich ist, den Adapter zu wechseln, kann diese Beschädigung der Rampenfläche es notwendig machen, daß der gesamte Zylinderkopfdek- kel ausgetauscht werden muß.
Auch kann beim Aufschrauben des Adapters der Federstab plastisch verbogen werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Adapter der oben beschriebenen Art derart weiterzubilden, daß seine Herstellungskosten verringert werden und vorzugsweise die Gefahr der Beschädigung des Öl-Einfüllstutzens reduziert wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die radialen Vorsprünge von Endabschnitten eines metallischen Federelements gebildet werden, welches mit Kunststoff umspritzt ist.
Durch das stoffschlüssige Befestigen der radialen Vorsprünge mittels des umspritzten Kunststoffes ist nach dem Spritzgießvorgang kein zusätzlicher Bearbeitungsschritt zur Anbringung der radialen Vorsprünge erforderlich. Hierdurch werden die Herstellungskosten wesentlich reduziert. Durch aus dem Stand der Technik bekannte Handhabungsvorrichtungen, sogenannte Handlings, können die metallischen Einlegeteile in die Kunststoff- Spritzgießform eingelegt und anschließend mit Kunststoff umspritzt werden. Nach Beendigung des Einspritzvorgangs ist das Federelement ohne manuelle Nachbearbeitung sicher an seiner Position gehalten. Zusätzliche Personalkosten entstehen somit durch die Anbringung der radialen Vorsprünge nicht.
Bei dem erfindungsgemäßen Adapter mit einem in Kunststoff eingebetteten metallischen Federelement besteht der Schraubstutzen vorzugsweise aus
Wandabschnitten in Form von Segmenten eines Zylindermantels, wobei die
Endabschnitte des Federelements zwischen jeweils zwei Wandabschnitten
hindurchragen. Im Vergleich zu dem vorbekannten Stand der Technik, bei dem der Schraubstutzen aus einer geschlossenen Zylinderwand besteht, können hierdurch die Menge des Kunststoffes zur Herstellung des Adapters reduziert und somit die Herstellungskosten weiter verringert werden. Bei einer ausreichenden Anzahl an Wandsegmenten (z.B. drei oder vier) ist zusätzlich sichergestellt, daß trotz der Unterbrechung der Wandung des Schraubstutzens eine zuverlässige und sichere Führung des Schraubstutzens in der Einschrauböffnung des Öl-Einfüllstutzens gewährleistet ist.
Der das metallische Federelement tragende Kunststoff kann über radiale Rippen mit den Wandabschnitten des Schraubstutzens verbunden sein. Vorzugsweise weist der Schraubstutzen vier Wandabschnitte auf, von denen insgesamt vier radiale Rippen ausgehen, welche in ihrem mittleren Bereich das metallische Federelement tragen.
Vorzugsweise ist das metallische Federelement in seinem mittleren Bereich mit einem Durchbruch versehen. In diesem Fall weist es eine im wesentlichen ringförmige mittlere Zone mit einem Durchmesser von beispielsweise 20 mm auf, an die sich zu beiden Seiten zwei einander diametral gegenüber- liegende, in radialer Richtung etwa 13 mm lange Endabschnitte anschließen. Die Breite dieser Endabschnitte liegt in der Größenordnung von etwa 10 mm. Durch die Verbreiterung des metallischen Federelements im mittleren Bereich wird die Haltefläche vergrößert, an der das Federelement durch den umspritzten Kunststoff gehalten ist. Gleichzeitig verringert sich selbst- verständlich die Durchtrittsfläche für das durch den Adapter eingegossene Öl. Aus diesem Grund ist der Durchbruch in der Mitte des Federelementes von Kunststoff frei, damit das Öl auch durch diesen offenen Bereich hindurch fließen kann. Entweder besteht die Möglichkeit, den Durchbruch durch einen Formkern von Kunststoff freizuhalten. Alternativ kann Kunst- Stoffmaterial aus dem mittleren Bereich des Federelements ausgestanzt werden.
An den zylindrischen Außenwandungen des Schraubstutzens sind vorzugsweise kleine zusätzliche Anschläge angeformt, welche der Begrenzung der Drehbewegung des Adapters dienen. Durch die Anschläge ist gewährleistet, daß keine übermäßig großen Drehkräfte auf das Federelement ausgeübt werden, wenn dieses in seine vorgesehenen Endposition gelangt.
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Gemäß einem weitere Aspekt der Erfindung kann in einem radialen Abstand außerhalb der zylindrischen Wandung des Schraubstutzens ein sich parallel zur Achse des Schraubstutzens erstreckender Raststift angeordnet sein, der mit einem Rastvorsprung zusammenwirkt, der auf der den Öl-Einfüllstutzen umgebenden Fläche angeordnet ist. Diese Fläche ist in der Regel ein Abschnitt der Außenfläche des Zylinderkopfdeckels. Vorzugsweise ist die Stirnfläche des Raststiftes in Umfangsrichtung zur radialen Ebene des Schraubstutzens geneigt. Ähnlich schräg sollte der Rastvorsprung auf dem Zylinderkopfdeckel verlaufen. Beim Festschrauben des Adapters schieben sich die keilförmigen, gegeneinanderliegenden Flächen übereinander und verformen den Raststift elastisch. Erreicht der Adapter in bezug auf den Öl-Einfüllstutzen seine Endposition, so rastet der Raststift hinter dem Ende des Rastvorsprungs auf dem Zylinderkopfdeckel ein. Die rückseitige Fläche des Raststiftes sollte möglichst um mehr als 1 mm die gegenüberliegende Fläche des Rastvorsprungs hintergreifen. Auf diese Weise ist gewährleistet, daß ein unbeabsichtigtes Losdrehen des Adapters verhindert wird. Durch das Anliegen des Raststiftes an dem Rastvorsprung über eine Länge von mehr als 1 mm kann der Adapter nur aus seiner Endposition losgedreht werden, wenn der Raststift abgebrochen wird. Dies kann entweder mit Hilfe eines Werkzeuges erfolgen oder durch die Drehkraft beim Losschrauben des Adapters selbst. Der Raststift gewährleistet, daß in den seltenen Fällen des Losschraubens des Adapters lediglich der Adapter und nicht der Zylinderkopfdeckel zerstört wird. Die Kosten für die Neubeschaffung des Adapters betragen einen Bruchteil der Kosten des Zylinderkopfdeckels.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Die Zeichnungen zeigen in:
Fig. 1 eine perspektivische Seitenansicht des erfindungsgemäßen
Adapters, Fig. 2 eine perspektivische Unteransicht des erfindungsgemäßen
Adapters, Fig. 3 eine Unteransicht des Adapters aus den Fig. 1 und 2 , Fig. 4 eine Draufsicht des Adapters aus den vorangehenden Figuren,
Fig . 5 eine Schnittdarstellung des Adapters gemäß der Schnittlinie
V-V in Fig. 3 ,
Fig. 6 eine Draufsicht auf das metallische Federelement, welches einen Bestandteil der Ausführungsform aus den Fig. 1-5 bildet.
Der in den Zeichnungen dargestellte Adapter besteht aus einem Schraubstut- zen 1 , einem sich oberhalb des Schraubstutzens 1 anschließenden Rohrabschnitt 2 und einem sich an den Rohrabschnitt 2 anschließenden Aufnahmestutzen 3, der ähnlich dem Öl-Einfüllstutzen eines Fahrzeugmotors ausgebildet ist. Wie insbesondere in Fig. 5 erkennbar, ist die Zylinderachse des Aufnahmestutzens 3 zur Zylinderachse des Rohrabschnittes 2 und des Schraubstutzens 1 geneigt. Diese Neigung ist darauf zurückzuführen, daß die Fläche des Zylinderkopfdeckels, an der der Öl-Einfüllstutzen angeordnet ist, meist zur Waagerechten geneigt verläuft. Die Motorkapselung verläuft in der Regel parallel zur Motorhaube und somit im wesentlichen waagerecht. Durch die Erstreckung des Rohrabschnittes wird die Befestigungsebene für den Öldeckel aus der Ebene des Zylinderkopfdeckels in die Ebene der Motorkapselung gehoben. Durch die Neigung der Rohrabschnitte zueinander wird die Befestigungsebene des Öldeckels aus der Ebene des Zylinderkopfdeckels in die Ebene der Motorkapselung verschwenkt.
Zwischen dem Schraubstutzen 1 und dem Rohrabschnitt 2 ist ein radialer Flansch 4 vorgesehen. Dieser dient der Aufnahme eines Dichtringes 5 aus einem elastomeren Kunststoff, welcher die Abdichtung des Adapters gegenüber dem Öl-Einfüllstutzen gewährleistet. Ein weiterer radialer Flansch 6, der mit der Ebene der Motorkapselung fluchtet, ist an dem Aufnahmestutzen 3 angeordnet. Der Aufnahmestutzen 3 ist mit seinem radialen Flansch 6 an einem Befestigungsflansch 7 am obere Ende des Rohrabschnitts befestigt. Die Fertigung des Adapters aus zwei aneinander befestigten Kunststoff-Spritzgießteilen ist erforderlich, da der Adapter in axialer Richtung miteinander fluchtende Kunststoffbereiche aufweist, so daß ein einstückiges Gießen in einer wiederverwendbaren Gießform unmöglich ist. Die Befestigung des Aufnahmestutzens 3 an dem Rohrabschnitt 2 erfolgt vorzugsweise stoffschlüssig, z.B. durch Verschweißen, Verkleben o.a.
In Fig. 4 ist zu erkennen, daß an der freien Stirnfläche des zylinderförmigen Aufnahmestutzens 3 zwei einander gegenüberliegende, radial nach innen ragende Ringabschnitte 8,9 angeordnet sind. Zwischen den Enden der
Ringabschnitte 8,9 liegen zwei einander diametral gegenüberliegende radiale
Aussparungen 10, 11. An jedem Ringabschnitt ist eine in der Fig. 5 erkennbare, ringförmige Rampenfläche 12 angeformt, an deren Ende eine Aufnahmefläche 13 für den radialen Vorsprung des Öldeckels vorgesehen ist. Am Ende der Aufnahmefläche 13 ist ein Anschlag 14 zur Begrenzung der Drehbewegung des Öldeckels vorgesehen. Die zwei einander diametral gegenüberliegenden radialen Vorsprünge des Öldeckels werden beim Festschrauben auf die Rampenflächen 12 aufgedreht und kommen am Ende der Drehbewegung in der Aufnahmefläche 13 zur Ruhe.
Der Schraubstutzen 1 des erfindungsgemäßen Adapters ist derart ausgebildet, daß er an einem Öl-Einfüllstutzen festgeschraubt werden kann, der ähnlich dem oberen Aufnahmestutzen 3 des Adapters ausgebildet ist. Hierzu ist der Schraubstutzen 1 ebenfalls mit zwei in axialer Richtung federnden radialen Vorsprüngen 15 , 16 versehen, welche von den beiden Endabschnit- ten eines metallischen Federelements 17 gebildet werden. Das metallische Federelement 17 weist einen kreisförmig verbreiterten und mit Kunststoffmaterial umgossenen mittleren Bereich 18 auf. Dieser mittlere Bereich 18 weist selbst einen Durchbruch 19 auf, der von Kunststoffmaterial frei ist. Auf diese Weise wird die Durchtrittsfläche für in den Adapter eingefülltes Öl vergrößert.
Das den mittleren Bereich 18 des Federelements 17 umgebende Kunststoffmaterial ist über vier radiale Rippen 20 mit vier Wandabschnitten 21 ,22 verbunden, welche im wesentlichen die Form von zylinderförmigen Seg- menten aufweisen und den Schraubstutzen 1 bilden. Zwischen den Segmenten ist die Zylinderfläche des Schraubstutzens 1 unterbrochen, so daß eine beachtliche Menge an Kunststoffmaterial gespart werden kann und die Durchflußöffnung für eingefülltes Öl weiter vergrößert wird. Insbesondere in Fig. 5 ist zu erkennen, daß durch die unterbrochene Zylinderwand des Schraubstutzens 1 eine größere Durchtrittsöffnung entsteht. Undichtigkeiten können durch das Unterbrechen des Schraubstutzens 1 nicht auftreten, da die Abdichtung des Adapters gegenüber dem Öl-Einfüllstutzen über den elastischen Dichtring 5 außerhalb des Aufnahmestutzens 1 erfolgt.
An die zwei einander diametral gegenüberliegenden Wandabschnitte 22 sind kleine, sich radial erstreckende Anschläge 23 angeformt, welche die Drehbewegung des Adapters begrenzen. Die Anschläge 23 befinden sich in dem
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neben dem jeweiligen Endabschnitt 15, 16 des Federelements 17 liegenden Bereich der Wandabschnitte 22.
Insbesondere in den Fig. 1 und 2 ist ein sich bezüglich des Schraubstut- zens 1 axial erstreckender Raststift 24 zu erkennen, der eine schräg zur radialen Ebene des Schraubstutzens 1 verlaufende Stirnfläche 25 aufweist. Diese Stirnfläche 25 wirkt mit einer ebenfalls geneigten Fläche eines Rastvorsprungs zusammen, der auf dem Zylinderkopfdeckel (nicht dargestellt) angeordnet ist. Beim Festdrehen des Adapters zur Befestigung an dem Öl-Einfüllstutzen schiebt sich die Stirnfläche 25 des Raststiftes 24 über die gegenüberliegende Fläche des Rastvorsprungs. Beim Erreichen der Endposition, in welcher die beiden radialen Vorsprünge 15, 16 des Schraubstutzens 1 in den einander diametral gegenüberliegenden Aufnahmeflächen am Ende der Rampenflächen des Öl-Einfüllstutzens liegen, verrastet der Raststift 24 hinter dem Endbereich des Rastvorsprungs, so daß ein Losdrehen des Adapters anschließend ohne Abbrechen des Raststiftes 24 unmöglich ist.
Die Fig. 6 zeigt eine Draufsicht auf das metallische Federelement 17, dessen mittlerer Bereich 18 durch Umgießen mit Kunststoff an dem Adapter befestigt ist. Die beiden aus dem Kunststoff herausragenden Enden des Federelements bilden die federnden radialen Vorsprüngen 15, 16. In dem mittleren Bereich 18 ist der Durchbruch 19 ausgebildet, der nicht mit Kunststoffmaterial gefüllt wird. Das Federelement kann als einfaches Blech- Stanzteil hergestellt werden.
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Bezugszeichenliste:
1 Schraubstutzen
2 Rohrabschnitt 3 Aufnahmestutzen
4 radialer Flansch
5 Dichtring
6 radialer Flansch
7 Befestigungsflansch 8 Ringabschnitt
9 Ringabschnitt
10 radiale Aussparung
11 radiale Aussparung
12 Rampenfläche 13 Aufnahmefläche
14 Anschlag
15 radialer Vorsprung, Endabschnitt
16 radialer Vorsprung, Endabschnitt
17 metallisches Federelement 18 mittlerer Bereich
19 Durchbruch
20 radiale Rippen
21 Wandabschnitt
22 Wandabschnitt 23 Anschlag
24 Raststift
25 Stirnfläche