DE4405995B4

DE4405995B4 - Befestigungsanordnung für einen einstückigen Gaswechsel-Leitungsabschnitt an einer mehrzylindrigen Brennkraftmaschine, insbesondere Auspuffkrümmer

Info

Publication number: DE4405995B4
Application number: DE19944405995
Authority: DE
Inventors: Adolf Fischer
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 1994-02-24
Filing date: 1994-02-24
Publication date: 2007-12-27
Anticipated expiration: 2014-02-25
Also published as: DE4405995A1

Abstract

Befestigungsanordnung für einen einstückigen Gaswechsel-Leitungsabschnitt an einer mehrzylindrigen Brennkraftmaschine, insbesondere Auspuffkrümmer,
– wobei der Leitungsabschnitt (2) über Flansche (5) an Leitungsrohren (1) unter Zwischenlage eines Dichtungselementes (6) mittels die Flansche (5) durchsetzender Haltebolzen (8) am Maschinengehäuse (7) lösbar angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet,
– daß zumindest ein Haltebolzen (8) relativ zu korrespondierenden Anschlußflächen (10, 11) eines Flansches (5) und des Maschinengehäuses (7) für einen freien Werkzeugzugang entsprechend geneigt vorgesehen ist,
– daß der geneigt angeordnete Haltebolzen (8) über eine Durchbrechung (12) den Flansch (5) und eine diesem werkzeugzugangsseitig zugeordnete Einrichtung (15') zur Verteilung der Spannkraft im Flansch (5) durchsetzt, wobei
– der Flansch (5) in Schubrichtung mit dem Maschinengehäuse (7) über einen Anschlag (20) zusammenwirkt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine im Oberbegriff des Patentanspruches 1 beschriebene Befestigungsanordnung für einen einstückigen Gaswechsel-Leitungsabschnitt an einer mehrzylindrigen Brennkraftmaschine insbesondere eines Auspuffkrümmers.
In der Praxis hat sich für eine betriebssichere Anordnung eines insbesondere als Auspuffkrümmer gestalteten Gaswechsel-Leitungsabschnittes am Gehäuse, insbesondere Zylinderkopf, der Brennkraftmaschine eine Befestigung mittels Verschraubung bewährt. Hierbei ist es üblich, die Schraubbolzen der Verschraubung rechtwinkelig zu den korrespondierenden Anschlussflächen von Auspuffkrümmer und Zylinderkopf vorzusehen.
Bei stark geneigt eingebauter Brennkraftmaschine oder einem V-Motor mit v-außenseitig angeordneten Krümmern kann die vorbeschriebene Befestigungsanordnung eine Demontage bzw. Montage eines Krümmers im Fahrzeug sehr schwierig gestalten oder erst bei angehobenem Motor ermöglichen.
Die DE 30 18 742 A1 bezieht sich auf eine Kolbenbrennkraftmaschine mit zwei V-förmig angeordneten Zylinderreihen und mit einer im V liegenden, von einem gasdichten Gehäuse umgebenen Abgassammelleitung für die Zylinder. Eine den Raum zwischen V-förmig angeordneten Zylinderreihen einer Brennkraftmaschine überdeckende Haube ist Gegenstand der DE 38 23 685 C1 . Sowohl aus der DE 30 18 742 A1 als aus der DE 38 23 685 C1 gehen zwar Haltebolzen zwischen einem Gaswechselleitungsabschnitt und einem Maschinengehäuse, welche relativ zu korrespondierenden Anschlussflächen zwischen Maschinengehäuse und Leitungsabschnitt geneigt sind, hervor, diese bekannten Konstruktionen zeigen jedoch keinen Leitungsabschnitt, der über einen Flansch mittels Haltebolzen am Motorgehäuse befestigt ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die im Oberbegriff des Patentanspruches 1 beschriebene Befestigungsanordnung so zu verbessern, dass diese mit einem Werkzeug bei nicht demontierter Brennkraftmaschine leichter zugänglich ist für eine Inspektion oder für einen Austausch des Leitungsabschnittes oder einer Dichtung.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit dem Patentanspruch 1 dadurch gelöst, dass zumindest ein Haltebolzen relativ zu korrespondierenden Anschlussflächen eines Flansches und des Maschinengehäuses für einen freien Werkzeugzugang entsprechend geneigt vorgesehen ist, dass der geneigt angeordnete Haltebolzen über eine Durchbrechung den Flansch und eine diesem werkzeugzugangsseitig zugeordnete Einrichtung zur Verteilung der Spannkraft im Flansch durchsetzt, wobei der Flansch in Schubrichtung mit dem Maschinengehäuse über einen Anschlag zusammenwirkt.
Mit der Erfindung ist eine mit einem Werkzeug in vorteilhafter Weise leicht zugängliche Befestigungsanordnung geschaffen bei zuverlässig dichter Verbindung des Leitungsabschnittes mit dem Maschinengehäuse und gesicherter Lagefixierung an diesem.
In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung wird weiter vorgeschlagen, dass ein für mehrere Leitungsrohre gemeinsamer Flansch zwischen den Leitungsrohren sowie jeweils seitlich der äußersten Leitungsrohre mit den geneigt verlaufenden Durchbrechungen entsprechend angepassten Augen ausgebildet ist, wobei die Augen der einen Flanschbegrenzung benachbart angeordnete, quer zu den Haltebolzen ausgerichtete Spannflächen aufweisen, und die Augen ferner mit zur gegenüberliegenden Flanschbegrenzung verlaufenden Versteifungsrippen ausgebildet sind.
Vorteilhaft an dieser bevorzugten Ausgestaltung ist die geringere Anzahl an Befestigungsmitteln, wodurch diese Befestigungsmittel kräftiger bemessen werden können und ferner die Werkzeugzugänglichkeit zusätzlich verbessert ist. Ferner ist die Ausgestaltung eines gemeinsamen Flansches mit Augen besonders dann vorteilhaft zur Erzielung einer gleichmäßigen, hohen Dichtungspressung, wenn die Durchbrechungen in den Augen und im Flansch mit dessen Anschlußfläche über zu einer die Mitten der Leitungsrohre verbindenden Linie im wesentlichen gemittelte Öffnungen in Verbindung stehen.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung liegt der Flansch mit seiner von den Spannflächen der Augen größtmöglich entfernten Begrenzung gegen einen am Maschinengehäuse ausgebildeten Schubanschlag an, wobei die Haltebolzen die Durchbrechungen im Flansch mit umfänglichem Spiel durchsetzen.
Durch das letztgenannte Merkmal der die Durchbrechungen bei befestigtem Leitungsabschnitt mit Spiel durchsetzenden Haltebolzen ist in Verbindung mit dem Merkmal des Schubanschlages sichergestellt, daß die Haltebolzen von Scherbelastungen frei sind und die an den Haltebolzen wirksamen Spannkräfte ausschließlich der Dichtungspressung zukommen.
Eine bevorzugte Anwendung der Erfindung ergibt sich allgemein bei einem Maschinengehäuse mit zu dessen Hochachse schräg ausgebildeten Anschlußflächen, wobei die Haltebolzen für eine vorteilhaft günstige Werkzeugzugänglichkeit zur Hochachse der Maschine parallel oder im wesentlichen horizontal quer gerichtet angeordnet sind.
Eine konkret vorteilhafte Anwendung ergibt sich bei einem V-Motor mit am Maschinengehäuse v-außenseitig angeordneten Auspuffkrümmern dadurch, daß die Haltebolzen im wesentlichen parallel zur Maschinen-Hochachse senkrecht von unten mit einem Werkzeug zugänglich angeordnet sind. Damit erübrigt sich ein Anheben der Brennkraftmaschine im Motorraum eines Fahrzeuges.
Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung abschnittsweise dargestellten Leitungsabschnittes beschrieben. Es zeigt
1 einen gemeinsamen, abschnittsweise dargestellten Flansch für Leitungsrohre mit einer dazwischen angeordneten Befestigungsstelle,
2 einen Schnitt gemäß der Linie II-II in 1.
Ein mehrere Leitungsrohre 1 umfassender, einstückig ausgebildeter Gaswechsel-Leitungsabschnitt 2 einer teilweise gezeigten, mehrzylindrigen Brennkraftmaschine 3 dient als Auspuffkrümmer 4. Der Auspuffkrümmer 4 weist einen für mehrere oder alle Leitungsrohre 1 gemeinsamen Flansch 5 auf, der unter Zwischenlage eines Dichtungselementes 6 am Maschinengehäuse bzw. am Zylinderkopf 7 mittels Haltebolzen 8 lösbar angeordnet bzw. befestigbar ist.
Um bei beengtem Motorraum und/oder stark geneigtem Zylinderkopf 7 ohne Demontage der Brennkraftmaschine 3 eine gute Werkzeugzugänglichkeit zu der Befestigungsanordnung 9 des Auspuffkrümmers 4 zu erzielen, sind die den Flansch 5 durchsetzenden Haltebolzen 8 relativ zu den korrespondierenden Anschlußflächen 10, 11 des Flansches 5 und des Zylinderkopfes 7 entsprechend geneigt vorgesehen. Die in
2 gezeigte Befestigungsanordnung 9 ermöglicht beispielsweise einen Werkzeugzugang in vertikaler Richtung von unten nach oben etwa parallel zur Hochachse der Brennkraftmaschine 3. Die Befestigungsanordnung 9 kann aber auch für einen horizontalen Werkzeugzugang gestaltet sein.
Stark geneigte Befestigungsanordnungen 9 ergeben bei der üblichen Anzahl an Haltebolzen 8 je Leitungsrohr 1 einen erheblichen Platzaufwand. Demgegenüber ist es vorteilhaft, geneigte Durchbrechungen 12 im Flansch 5 für die Haltebolzen 8 derart anzuordnen, daß deren Öffnungen 13 in der Flansch-Anschlußfläche 10 zu einer die Mitten "M" der Leitungsrohre 1 verbindenden Linie 14 im wesentlichen gemittelt sind. Damit sind über die Längserstreckung des Flansches 5 mittig einleitbare Pressungskräfte für das Dichtungselement 6 erzielt. Zur Erzielung hoher Pressungskräfte mittels relativ stark bemessener Haltebolzen 8 ist der für alle Leitungsrohre 1 gemeinsame Flansch 5 zwischen den Leitungsrohren 1 sowie jeweils seitlich der äußersten, nicht gezeigten Leitungsrohre 1 mit den geneigt verlaufenden Durchbrechungen 12 entsprechend angepaßten Augen 15 ausgebildet.
Zur gleichmäßigen Verteilung der mit der Befestigungsanordnung 9 erzeugbaren Pressungskräfte in dem Dichtungselement 6 zwischen den Anschlußflächen 10 und 11 von Flansch 5 und Zylinderkopf 7 weisen die Augen 15 der einen Flanschbegrenzung 16 benachbart angeordnete, quer zu den Haltebolzen 8 ausgerichtete Spannflächen 17 zur Anlage von z.B. mit den Haltebolzen 8 zusammenwirkenden Muttern auf. Ferner sind die Augen 15 mit zur gegenüberliegenden Flanschbegrenzung 18 verlaufenden Versteifungsrippen 19 ausgebildet. Diese bilden mit jedem Auge 15 eine Einrichtung 15' zur Verteilung der Spannkräfte im Flansch 5 zur Erzielung vergleichmäßigter Pressungskräfte im Dichtungselement 6.
Zur einwandfreien Lagefixierung des Flansches 5 bzw. des Auspuffkrümmers 4 am Zylinderkopf 7 ohne Schubbelastung der Haltebolzen 8 liegt der Flansch 5 mit seiner von den Spannflächen 17 der Augen 15 größtmöglich entfernten Begrenzung 18 gegen einen am Maschinengehäuse bzw. Zylinderkopf 7 ausgebildeten Schubanschlag 20 an, wobei die Haltebolzen 8 die Durchbrechungen 12 im Flansch 5 mit umfänglichem Spiel durchsetzen.
Bei von der Linie 14 in Richtung Flanschbegrenzung 16 wesentlich versetzten Durchbrechungen 12 können Flansch 5 und Schubanschlag 20 geneigt angeordnete Anschlagflächen aufweisen, um mittels dieser Keilwirkung die Dichtungspressung zu steigern.
Die Erfindung ist vorteilhaft anwendbar bei einer als V-Motor ausgeführten Brennkraftmaschine 3 mit an den Zylinderköpfen 7 v-außenseitig angeordneten Auspuffkrümmern 4, wobei die Haltebolzen 8 im wesentlichen parallel zur Maschinen-Hochachse senkrecht von unten mit einem Werkzeug, insbesondere Schraubwerkzeug, zugänglich angeordnet sind.

Claims

Befestigungsanordnung für einen einstückigen Gaswechsel-Leitungsabschnitt an einer mehrzylindrigen Brennkraftmaschine, insbesondere Auspuffkrümmer, – wobei der Leitungsabschnitt (2) über Flansche (5) an Leitungsrohren (1) unter Zwischenlage eines Dichtungselementes (6) mittels die Flansche (5) durchsetzender Haltebolzen (8) am Maschinengehäuse (7) lösbar angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, – daß zumindest ein Haltebolzen (8) relativ zu korrespondierenden Anschlußflächen (10, 11) eines Flansches (5) und des Maschinengehäuses (7) für einen freien Werkzeugzugang entsprechend geneigt vorgesehen ist, – daß der geneigt angeordnete Haltebolzen (8) über eine Durchbrechung (12) den Flansch (5) und eine diesem werkzeugzugangsseitig zugeordnete Einrichtung (15') zur Verteilung der Spannkraft im Flansch (5) durchsetzt, wobei – der Flansch (5) in Schubrichtung mit dem Maschinengehäuse (7) über einen Anschlag (20) zusammenwirkt.
Befestigungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, – daß ein für alle Leitungsrohre (1) gemeinsamer Flansch (5) zwischen den Leitungsrohren (1) sowie jeweils seitlich der äußersten Leitungsrohre mit den geneigt verlaufenden Durchbrechungen (12) entsprechend angepaßten Augen (15) ausgebildet ist, wobei – die Augen (15) der einen Flanschbegrenzung (16) benachbart angeordnete, quer zu den Haltebolzen (8) ausgerichtete Spannflächen (17) aufweisen, und – die Augen (15) ferner mit zur gegenüberliegenden Flanschbegrenzung (18) verlaufenden Versteifungsrippen (19) ausgebildet sind.
Befestigungsanordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchbrechungen (12) in den Augen (15) und im Flansch (5) mit dessen Anschlußfläche (10) über zu einer die Mitten ("M") der Leitungsrohre (1) verbindenden Linie (14) im wesentlichen gemittelte Öffnungen (13) in Verbindung stehen.
Befestigungsanordnung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, – daß der Flansch (5) mit seiner von den Spannflächen (17) der Augen (15) größtmöglich entfernten Begrenzung (18) gegen einen am Maschinengehäuse (7) ausgebildeten Schubanschlag (20) anliegt, wobei – die Haltebolzen (8) die Durchbrechungen (12) im Flansch (5) mit umfänglichem Spiel durchsetzen.
Befestigungsanordnung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Flansch (5) und Schubanschlag (20) ggf. geneigt angeordnete Anschlagflächen aufweisen.
Befestigungsanordnung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Maschinengehäuse (7) mit zu dessen Hochachse schräg ausgebildeten Anschlußflächen (11) die Haltebolzen (8) zur Hochachse im wesentlichen parallel oder im wesentlichen horizontal quer gerichtet angeordnet sind.
Befestigungsanordnung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem V-Motor mit am Maschinengehäuse (7) v-außenseitig angeordneten Auspuffkrümmern (4) die Haltebolzen (8) im wesentlichen parallel zur Maschinen-Hochachse senkrecht von unten mit einem Werkzeug zugänglich angeordnet sind.