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Die Erfindung betrifft eine Befestigungsvorrichtung zum Verbinden eines Anbauteils aus Kunststoff mit einem Druckgehäuse, insbesondere einem Saugrohr einer Verbrennungskraftmaschine nach Art einer Bajonettverbindung, bei der die Bauteile zunächst axial zusammengesteckt und dann radial gegeneinander verdreht werden, so daß mindestens ein Vorsprung des Anbauteils in ein korrespondierendes Segment des Druckgussgehäuses einschwenkt.
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Bajonettverbindungen, auch Einrenkungen genannt, gehören zu den leicht lösbaren Verbindungen und sind allgemein bekannt. Dabei werden die zu befestigenden Bauteile zunächst in axialer Richtung zusammengesteckt und dann in radialer Richtung gegeneinander verdreht oder verschoben. Dabei trägt der eine der beiden Bauteile Vorsprünge, die in entsprechend ausgeformte Ausnehmungen des anderen Bauteils geführt werden. Zum Lösen müssen die Teile in umgekehrter Reihenfolge gegeneinander in den beiden verschiedenen Richtungen bewegt werden. Wenn jedoch auf eine geschlossene Einrenkung in einer der beiden Richtungen Kräfte beispielsweise durch Vibrationen eines Motors, wirken, so kann sich die Verbindung selbstständig lösen.
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Die Befestigung von Anbauteilen an ein Druckgehäuse geschieht bisher in der Regel durch Einpressen oder Anschrauben. Durch die hierzu notwendige mechanische Bearbeitung des Druckgussgehäuses entstehen hohe Fertigungskosten.
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So wurde in der
DE 196 30 867 A1 eine Anordnung eines die Brennluftzufuhr steuernden Drosselklappenstutzens beschrieben, bei der zwischen dem Drosselklappenstutzen und dem Saugrohr eine Flanschverbindung nach Art eines Bajonettverschlusses erfolgt, bei dem Flanschsegmente in Klammersegmente des Drosselklappenstutzens bzw. Luftansaugkanals eingeschwenkt und verrastet werden, wobei durch dabei erfolgtes Verspannen eines zusätzlichen Federelementes eine Flanschverbindungskraft erzielt wird. Zum Lösen der Verbindung, muß zunächst die Reibungskraft zwischen den beiden Auflageflächen der beiden Bauteile überwunden werden.
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Auch bei dieser Ausführung einer Bajonettverbindung besteht eine große Gefahr des Lösens, da durch die Vibrationen eines Verbrennungsmotors die Reibschlußkräfte zwischen den Bauteilen vielfach nicht ausreichen, um ein Lösen zuverlässig zu verhindern.
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Des Weiteren ist aus der
DE 41 22 182 C2 eine Schlauchkupplung bekannt, an der ein Nocken ausgebildet ist, der über eine axiale Nut im Aggregatestutzen eingeschoben und nach Erreichen des Anschlags in eine radiale Nut gedreht wird. Zusätzlich weist die Schlauchkupplung eine federnde Verriegelungspange auf, die nach dem Verdrehen in der axial verlaufenden Nut des Aggregatestutzens zu liegen kommt und ein Verdrehen der Schlauchkupplung verhindert. Der Fertigungsaufwand ist aufgrund der einzuhaltenden Toleranzen relativ hoch. Gegebenenfalls ist hierdurch eine mechanische Nachbearbeitung des Druckgussgehäuses notwendig.
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Daher ist es Aufgabe der Erfindung, eine Verbindung zwischen einem Druckgussgehäuse und Anbauteilen zu schaffen, bei der keine mechanische Nachbearbeitung des Druckgussgehäuses notwendig ist und gleichzeitig ein unbeabsichtigtes Lösen der Anbauteile vom Druckgussgehäuse sicher verhindert wird. Gleichzeitig soll die Bauteilanzahl minimiert werden, Herstell- und Montagekosten gesenkt werden sowie ein beabsichtigtes Lösen ermöglicht werden.
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Diese Aufgaben werden durch den kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs gelöst. Hierdurch entsteht eine direkte Verbindung zweier Bauteile ohne notwendiges zusätzliches Befestigungsmaterial und mit einer zuverlässigen Sicherung gegen Lösen beispielsweise durch Vibrationen, da zum Lösen des Anbauteils die gesamte Kraft zum Verformen des federnden Elementes gezielt aufgebracht werden muß. Es existieren somit zwei Bauteile, die ohne weitere Befestigungsmittel auf sehr einfache montagetechnische Weise zuverlässig miteinander verbunden werden, so daß Herstell- und Montagekosten eingespart werden können. Dadurch, dass das Anbauteil mindestens ein weiteres federndes Element aufweist, welches im montierten Zustand verspannt ist, wird die Sicherheit gegen ein Lösen des Anbauteils vom Druckgussgehäuse erhöht, da die durch das Verspannen des zweiten federnden Elementes zu überwindende Reibung zwischen den beiden Bauteilen erhöht wird. Dadurch, dass das in seine Ausgangsstellung zurückkehrende federnde Element gleichzeitig der einschwenkbare Vorsprung des Anbauteils ist, werden die Komplexität des Anbauteils und gleichzeitig seine Herstellung vereinfacht.
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In einer besonderen Ausführungsform weist jedes federnde Element des Anbauteils eine Ausstülpung auf, die im montierten Zustand in eine Ausnehmung im Druckgussgehäuse eingreift. Je nach Ausformung dieser Ausstülpungen bzw. Ausnehmungen wird dadurch ein unbeabsichtigtes Lösen des Bauteils vollständig verhindert.
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In einer ergänzenden Ausführungsform ist zwischen dem Anbauteil und dem Druckgussgehäuse eine Druckfeder angeordnet, welche das Anbauteil so gegen das Druckgussgehäuse verspannt, dass sich die Ausstülpung in der Ausnehmung festsetzt. Zum Lösen des Bauteils muß dann zunächst die Federkraft durch Drücken überwunden werden, um die Ausstülpungen aus den Ausnehmungen zu heben, wodurch dann die Bauteile gegeneinander gedreht und somit voneinander gelöst werden können. Eine solche Kombination von Druckkraft und Drehbewegung kommt unbeabsichtigt praktisch nicht vor, so daß eine Sicherung gegen unbeabsichtigtes Lösen besteht und gleichzeitig auf einfache Art und Weise ein beabsichtigtes Lösen ermöglicht wird.
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In einer weiteren Ausführungsform weist das Anbauteil eine Nut auf, in die ein Dichtungsring einlegbar ist, so daß eine fluiddichte Verbindung zwischen dem Druckgussgehäuse und dem Anbauteil hergestellt werden kann.
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In einer ergänzenden Ausführungsform ist der Dichtungsring im montierten Zustand elastisch verformt, so daß auch hier eine zusätzliche ein Lösen verhindernde Reibung zwischen Dichtungsring und Druckgussgehäuse bzw. Anbauteil entsteht und die Dichtungskraft erhöht wird.
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Durch all diese Ausführungsformen wird ein unbeabsichtigtes Lösen des Anbauteils vom Druckgussgehäuse sicher verhindert, während gleichzeitig ein beabsichtigtes Lösen ermöglicht wird. Durch entfallende notwendige mechanische Bearbeitung wird der Herstell- und Kostenaufwand minimiert und zusätzlich werden Leckagen zwischen den Bauteilen auf sichere Art und Weise aufgrund der Art der Abdichtung verhindert.
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Ausführungsbeispiele sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachfolgend beschrieben.
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1 zeigt in geschnittener Darstellung eine Seitenansicht eines erfindungsgemäß an ein Saugrohr befestigten Vakuumanschlussrohres.
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2 zeigt eine Seitenansicht des Vakuumanschlussrohres in geschnittener Darstellung.
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3 zeigt eine Draufsicht des Vakuumanschlussrohres von der Einbauseite.
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4 zeigt die Seitenansicht des zum Vakuumanschlussrohr korrespondierenden Abschnitts des Saugrohres in geschnittener Darstellung.
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5 zeigt eine Draufsicht des Saugrohrabschnitts aus 4.
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6 zeigt die Seitenansicht eines an einem Druckgussgehäuse eines Saugrohres befestigten Kurbelgehäuseentlüftungsstutzens in geschnittener Darstellung.
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7 zeigt eine Seitenansicht des Kurbelgehäuseentlüftungsstutzens.
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8 zeigt in geschnittener Darstellung den Kurbelgehäuseentlüftungsstutzen bei einem Schnitt entlang der Linie A-A aus 7.
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9 zeigt die Draufsicht des entsprechenden Abschnitts des Saugrohres.
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10 zeigt die Seitenansicht eines an einem Druckgussgehäuse erfindungsgemäß befestigten Elektroantriebs in teilweise geschnittener Darstellung.
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In den 1 bis 5 ist der Aufbau einer erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung am Beispiel eines an einem Saugrohr befestigten Anbauteils dargestellt. Sie besteht aus einem Druckgussgehäuse 1 und einem Anbauteil in Form eines Unterdruckanschlussrohres 2. Die Befestigung des Unterdruckanschlußrohres 2 erfolgt über eine Bajonettverbindung, indem Vorsprünge 3 des Anschlußrohres nach Einstecken dieses Anbauteils in das Druckgussgehäuse 1 durch radiales Verdrehen unter Segmente 4 des Druckgussgehäuses 1 gedreht werden. Dadurch wird ein axiales Herausziehen des Unterdruckanschlussrohres 2 aus dem Druckgussgehäuse 1 verhindert. Die zwei Vorsprünge 3 befinden sich am unteren Ende zweier in Axialrichtung weisender Stege 5, die im Umfangsbereich des unteren Teils des Unterdruckanschlußrohres 2 angeordnet sind. Die Vorsprünge 3 sind in diesem Fall in Umfangsrichtung verlaufende Erweiterungen der Stege 5 und weisen die Wirkung eines federnden Elementes auf, da sie sich beim Verdrehen unter die Segmente 4 des Druckgussgehäuses 1 schieben und dabei leicht verformen und somit im montierten Zustand verspannt sind. Sie sind somit gleichzeitig federndes Element 6 und einschwenkbarer Vorsprung 3 des Anbauteils. An den Stegen 5 oberhalb der Vorsprünge 3 sind des weiteren ebenfalls als federnde Elemente 7 ausgeführte Erweiterungen angeordnet, die jedoch nicht in Umfangsrichtung weisen, sondern deren Radius sich mit dem Abstand von den Stegen 5 vergrößert. Beim Einstecken des Unterdruckanschlußrohres 2 in das Druckgussgehäuse 1 werden diese federnden Elemente 7 über eine schräge Ebene 8 im Druckgussgehäuse 1 zusammengedrückt. Beim Verdrehen des Unterdruckanschlußrohres 2 in seine Endstellung greifen diese federnden Elemente 7 in entsprechende Ausnehmungen 9 des Druckgussgehäuse 1, wo sie in ihre nicht deformierte Ausgangsstellung zurückkehren können. Beim Versuch, dieses Teil nun durch Drehen wieder zu lösen, muß somit auch die zur Verformung notwendige Kraft dieser beiden federnden Elemente 7 überwunden werden. Des weiteren weist das Unterdruckanschlußrohr 2 eine Nut 10 auf, in die bereits vor der Montage ein Dichtungsring 11 einlegbar ist, der beim Zusammenbau elastisch verformt, also gequetscht wird, so daß eine zuverlässige Abdichtung zwischen Anbauteil und Druckgussgehäuse 1 entsteht.
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In den 6 bis 9 ist ein Anbauteil in Form eines Kurbelgehäuseentlüftungsstutzens 2' dargestellt, der wiederum über eine Bajonettverbindung mit einem Druckgussgehäuse 1 eines Saugrohres verbunden ist. Beim Einstecken des Kurbelgehäuseentlüftungsstutzens 2' in das Druckgussgehäuse 1 werden zwei federnde Elemente 7' in Form von Armen, die sich im Umfangsbereich der im eingebauten Zustand an einer Druckgussgehäuseauflagefläche 12' anliegenden Auflagefläche des Kurbelgehäuseentlüftungsstutzens 2' befinden, an der Auflagefläche 12' des Druckgussgehäuses 1 verformt, damit die Vorsprünge 3' des Kurbelgehäuseentlüftungsstutzens 2' unter die Segmente 4' des Druckgussgehäuses greifen können. Beim Verdrehen des Kurbelgehäuseentlüftungsstutzens 2' relativ zum Druckgussgehäuse 1 greifen nun die Vorsprünge 3' unter die Segmente 4', wodurch ein axiales Herausziehen des Kurbelgehäuseentlüftungsstutzens 2' aus dem Druckgussgehäuse 1 in dieser Stellung verhindert wird. Um den Kurbelgehäuseentlüftungsstutzen gegen Verdrehen und somit gegen ein mögliches Lösen zu sichern, greifen in der Endstellung zwei Ausstülpungen 13', welche sich am Ende der federnden Arme 7' befinden in zwei Ausnehmungen 9', die sich an der Auflagefläche 12' des Druckgussgehäuses 1 befinden. Die federnden Elemente 7' können in dieser Stellung in ihre nicht gespannte Ausgangslage zurück federn. Dadurch wird ein unbeabsichtigtes Zurückdrehen des Kurbelgehäuseentlüftungsstutzens 2' im Druckgussgehäuse 1 vollständig verhindert. Zum Lösen dieser Verbindung müssen zunächst die federnden Elemente 7' manuell von der Auflagefläche 12' gegen ihre Federkraft abgehoben werden. Erst dann ist ein Verdrehen und Herausziehen aus dem Druckgussgehäuse 1 möglich. Auch dieses Bauteil verfügt über eine Nut 10' und einen darin angebrachten Dichtungsring 11', der das Innere des Druckgussgehäuses 1 an der Verbindungsstelle zur außenliegenden Atmosphäre abdichtet. Im Gegensatz zu der in den 1 bis 5 dargestellten Befestigung des Unterdruckanschlusses 2 verläuft hier also die Kraft der federnden Elemente 7', 7 nicht in radialer, sondern in axialer Richtung.
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Die in 10 dargestellte Verbindung eines Elektroantriebs 2'' mit dem Druckgussgehäuse 1 erfolgt ebenfalls über eine Bajonettverbindung mit federnden Elementen 7'', welche jeweils eine Ausstülpung 13'' aufweisen, die in eine entsprechende Ausnehmung 9'' am Druckgussgehäuse 1 nach dem Verdrehen eingreift. Die federnden Elemente 7'' erfüllen hier gleichzeitig die Funktion der Vorsprünge 3'' die unter die Segmente 4'' des Druckgussgehäuses 1 greifen. Beim Eindrücken und Verdrehen des Elektroantriebs 2'' muß dabei eine Kraft einer Druckfeder 14 überwunden werden, um die Ausstülpung 13'' in die Ausnehmung 9'' einführen zu können. Zum Lösen des Bauteils ist es somit notwendig, die Federkraft des Federelementes 14 zu überwinden und gleichzeitig den Elektroantrieb gegen das Druckgussgehäuse 1 zu verdrehen, da sonst der Eingriff jeder Ausstülpung 13'' in seiner korrespondierenden Ausnehmung 9'' nicht gelöst werden kann. Auch hier wird das Bauteil wieder über eine in einer Nut 10'' liegenden Dichtung 11'' abgedichtet.
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Es wird deutlich, daß bei all diesen Ausführungen eine zusätzliche Sicherung der Bajonettverbindung gegen Lösen auf einfache Art und Weise stattfindet und dennoch die Montage und Demontage der Bauteile extrem einfach durchzuführen ist. Da des weiteren eine sehr geringe Anzahl an Bauteilen benötigt wird, die in diesen Ausführungsformen fast keinem Verschleiß unterliegen und somit immer wieder verwendet werden können, wird der vorhandene Kostenaufwand erheblich reduziert.