-
TECHNISCHES GEBIET
-
Die Erfindung bezieht sich auf einen Kompressionslastbegrenzer für eine Anordnung wie z. B. für eine Motoranordnung mit einer Ölwanne, die an einem Motorblock angebracht ist.
-
HINTERGRUND
-
Kompressionslastbegrenzer werden im Allgemeinen verwendet, um Komponenten einer Anordnung vor Kompressionslasten zu schützen, die durch das Festziehen von Schrauben erzeugt werden. Kompressionslastbegrenzer schützen beispielsweise Kunststoff vor einem übermäßigen Spannen durch eine Schraube, die zum Verbinden der Kunststoffkomponente mit einer anderen Komponente verwendet wird. Das übermäßige Spannen der Kunststoffkomponente kann die Elastizitätsgrenze des Kunststoffs überschreiten, was zu einer Verformung, zu Kriechen und zu einem letztlichen Lockern der Anordnung an der Schraube führt.
-
Viele Anordnungen wie z. B. Motoranordnungen weisen Komponenten mit einem Bereich von Bautoleranzen auf. Spalte mit verschiedenen Größen zwischen den Komponenten können sich aus den Bautoleranzen ergeben. Dies kann zu einer Verzerrung der Komponenten führen, wenn sie aneinander geschraubt werden, da die Schrauben die Komponenten komprimieren können, um die Spalte zu überbrücken.
-
Eine Motoranordnung weist typischerweise eine Ölwanne auf, die an einen Motorblock geschraubt ist. Die Ölwanne kann eine Verbundölwanne mit einer Stahlstrukturstütze, die die Ölwanne abstützt, sein.
-
ZUSAMMENFASSUNG
-
Eine Anordnung umfasst eine erste Komponente, die mit einer zweiten Komponente durch eine Befestigungsvorrichtung verbunden werden kann, die sich durch jeweilige Öffnungen in der ersten Komponente und in der zweiten Komponente erstreckt. Die Anordnung kann beispielsweise eine Motoranordnung mit einer Ölwanne als erster Komponente, einem Motorblock oder einer Motorblockabdeckung als zweiter Komponente und einer Schraube als Befestigungsvorrichtung sein. Die Anordnung umfasst einen Kompressionslastbegrenzer, der in der Öffnung der ersten Komponente aufgenommen ist und einen Durchgang aufweist, der dazu ausgelegt ist, zu ermöglichen, dass sich die Befestigungsvorrichtung durch diesen hindurch erstreckt. Der Kompressionslastbegrenzer weist ein Einstellungsmerkmal auf, das dazu konfiguriert ist, zu bewirken, dass sich der Lastbegrenzer innerhalb der Öffnung der ersten Komponente verlagert, um einen Spalt zwischen der ersten Komponente und der zweiten Komponente zu überbrücken. Der Lastbegrenzer trägt zumindest einen Teil einer Kompressionslast der Befestigungsvorrichtung, wenn die Befestigungsvorrichtung in die jeweiligen Öffnungen der ersten und der zweiten Komponente eingesetzt ist, um die erste Komponente an der zweiten Komponente zu befestigen.
-
Das Einstellungsmerkmal kann ein elastomeres Element sein, das an der inneren Oberfläche des Kompressionslastbegrenzers im Durchgang befestigt ist oder an der Befestigungsvorrichtung selbst befestigt ist. Alternativ kann das Einstellungsmerkmal Innengewinde im Durchgang des Kompressionslastbegrenzers sein, die mit Gewinden der Befestigungsvorrichtung in Eingriff stehen. In diesen Ausführungsformen treibt die Befestigungsvorrichtung selbst den Lastbegrenzer an, um den Spalt zu überbrücken. Nochmals ferner könnte das Einstellungsmerkmal Schlitze an einem abgeschrägten Ende des Kompressionslastbegrenzers sein, die ermöglichen, dass ein Antriebswerkzeug den Lastbegrenzer vor dem Einsetzen der Befestigungsvorrichtung einstellt, um den Spalt zu überbrücken.
-
Für Ausführungsformen, in denen die Anordnung eine Motoranordnung ist, kann die Ölwanne eine Verbundölwanne sein, die durch eine Strukturstütze abgestützt ist. Der Kompressionslastbegrenzer wirkt zum Begrenzen der Kompressionslast durch die Schraube an der Ölwanne, während ermöglicht wird, dass der Kompressionslastbegrenzer den Spalt überbrückt, um eine feste Verbindung zwischen der Strukturstütze und dem Motorblock oder der Motorblockabstützung zu erzeugen, was eine potentielle Biegung der Ölwanne vermindert.
-
Die obigen Merkmale und Vorteile sowie weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind aus der folgenden ausführlichen Beschreibung der besten Arten zur Ausführung der Erfindung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen leicht ersichtlich.
-
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
1 ist eine schematische Seitenansichtsdarstellung einer Motoranordnung mit einer Ölwanne, die an einem Motorblock und einer Motorabdeckung angebracht ist, und einer Strukturstütze, die die Ölwanne abstützt;
-
2 ist eine schematische perspektivische Darstellung der Ölwanne und Strukturstütze von 1;
-
3 ist eine schematische Querschnittsdarstellung der Ölwanne und Strukturstütze von 2 in einer bruchstückhaften Ansicht an den Linien 3-3 in 2, die Schrauben und eine erste Ausführungsform eines einstellbaren Schraubenkompressionsbegrenzers zeigt;
-
4 ist eine schematische perspektivische Darstellung der Strukturstütze von 1 und von Kompressionsbegrenzern, die an der Ölwanne abgestützt sind, die in Durchsicht gezeigt ist;
-
5 ist eine schematische Querschnittsdarstellung der Ölwanne und Strukturstütze von 3 in einer bruchstückhaften Ansicht mit der Schraube und der ersten Ausführungsform des einstellbaren Schraubenkompressionsbegrenzers in einer näheren Ansicht;
-
6 ist eine schematische Querschnittsdarstellung der Ölwanne und Strukturstütze von 3 in einer bruchstückhaften Ansicht mit der ersten Ausführungsform des einstellbaren Schraubenkompressionsbegrenzers, der einen Spalt zwischen der Ölwanne und der Motorabdeckung überbrückt;
-
7 ist eine schematische Querschnittsdarstellung der Ölwanne und Strukturstütze von 3 in einer bruchstückhaften Ansicht mit einer zweiten Ausführungsform eines einstellbaren Schraubenkompressionsbegrenzers, der den Spalt zwischen der Ölwanne und der Motorabdeckung überbrückt; und
-
8 ist eine schematische Querschnittsdarstellung der Ölwanne und Strukturstütze von 3 in einer bruchstückhaften Ansicht mit einer dritten Ausführungsform eines einstellbaren Schraubenkompressionsbegrenzers, der den Spalt zwischen der Ölwanne und der Motorabdeckung überbrückt.
-
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
-
In den Zeichnungen, in denen sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche Komponenten beziehen, zeigt 1 eine Motoranordnung 10, die einen Motorblock 12 mit einer Motorabdeckung 14 umfasst. Ein Getriebe 16 ist mit der Motoranordnung 10 wirksam verbunden. Wie nachstehend weiter beschrieben, ist eine Verbundölwanne 18 am Motorblock 12 und an der Motorabdeckung 14 an einem Flansch 20 der Ölwanne 18 angebracht und eine Strukturstütze 22 stützt die Ölwanne 18 ab. Die Strukturstütze 22 schützt die Verbundölwanne 18 und verbessert die Antriebsstrangbiegesteifigkeit. Die Ölwanne 18 wird hier auch als erste Komponente und die Motorblockabdeckung 14 als zweite Komponente bezeichnet.
-
In 2 umgibt die Strukturstütze 22 einen Abschnitt der Ölwanne 18. Eine Seite 24 der Strukturstütze 22 koppelt mit einem Gehäuse des Getriebes 16 von 1. Mehrere Befestigungsvorrichtungen wie z. B. Bolzen oder Schrauben 26, von denen einige in 3 gezeigt sind, erstrecken sich durch Öffnungen 28 in der Strukturstütze 22 und ausgerichtete Öffnungen 30 im Ölwannenflansch 20. Jede Schraube 26 erstreckt sich durch eine zusätzliche Öffnung am Motorblock 12 oder in der Motorblockabdeckung 14 in Abhängigkeit davon, wo die spezielle Schraube 26 am Ölwannenflansch 20 angeordnet ist. 1 zeigt repräsentative Öffnungen 32 im Motorblock 12 und eine repräsentative Öffnung 34 in der Motorblockabdeckung 14.
-
In 4 ist die Ölwanne 18 in Durchsicht gezeigt, um die Strukturstütze 22 besser zu sehen. Außerdem sind Schraubenkompressionsbegrenzer 40 in den Öffnungen des Ölwannenflanschs 20 aufgenommen gezeigt. Zwei einstellbare Schraubenkompressionsbegrenzer 42, die hier auch als Lastbegrenzer bezeichnet werden, sind im Ölwannenflansch 20 und teilweise in der Strukturstütze 22 angeordnet, wie nachstehend weiter beschrieben. Ein Fachmann auf dem Gebiet versteht leicht die Funktion und Operation der Schraubenkompressionsbegrenzer 40. Die Schraubenkompressionsbegrenzer 40 verhindern nämlich eine übermäßige Kompression des Verbundölwannenflanschs 20 durch Schrauben 26, die durch die jeweiligen Öffnungen 30 im Ölwannenflansch 20 eingesetzt werden, um die Ölwanne 18 am Motorblock 12 oder an der Motorblockabdeckung 14 zu befestigen, wie in 1–3 beschrieben. Jede Schraube 26 wird von unter dem Ölwannenflansch 20 in 1 entweder in eine Öffnung 32 im Motorblock 12 oder eine Öffnung 34 in der Motorblockabdeckung 14 eingesetzt und in diese geschraubt. Der Kopf der Schraube 26 liegt an der Unterseite 41 des Schraubenkompressionsbegrenzers 40 an, wie in 4 angegeben, und die Schraube 26 kann den Ölwannenflansch 20 nicht auf eine Dicke komprimieren, die geringer ist als die Dicke 44 des Schraubenkompressionsbegrenzers 40.
-
Da die Ölwanne 18 mit sowohl dem Motorblock 12 als auch der Motorblockabdeckung 14 sowie mit dem Getriebe 16 verbunden ist, wirken sich Bautoleranzen dieser Komponenten auf die Ausrichtung der Öffnungen 28, 30, 32, 34 aus und können Spalte zwischen dem Ölwannenflansch 20, dem Motorblock 12 und der Motorblockabdeckung 14 erzeugen. Wenn beispielsweise Schrauben 26 installiert werden, um die Ölwanne 18 mit dem Motorblock 12 zuerst (vor der Motorblockabdeckung 14) zu verbinden, kann ein Spalt 45 zwischen der oberen Oberfläche 46 des Ölwannenflanschs 20 und der unteren Oberfläche 48 der Motorblockabdeckung 14 vorhanden sein, wie in 6 gezeigt. Wenn nur herkömmliche (nicht einstellbare) Schraubenkompressionsbegrenzer 40 im Ölwannenflansch 20 verwendet werden, dann muss sich die Ölwanne 18 entlang ihrer Längsachse 50 (in 2 angegeben) biegen, damit die obere Oberfläche 46 des Ölwannenflanschs 20 mit der unteren Oberfläche 48 der Motorblockabdeckung 14 in Kontakt kommt und ermöglicht, dass der herkömmliche Schraubenkompressionsbegrenzer 40 mit der Motorblockabdeckung 14 in Kontakt kommt, um eine feste Verbindung der Strukturstütze 22 mit der Motorblockabdeckung 14 zu erzeugen.
-
Um die potentielle Biegung und Verzerrung von Komponenten aufgrund von Bautoleranzen von typischen Schraubenkompressionsbegrenzern zu vermeiden, wird mindestens ein einstellbarer Schraubenkompressionsbegrenzer 42, der auch als einstellbarer Lastbegrenzer bezeichnet wird, verwendet, um die Ölwanne 18 am Motorblock 12 und an der Motorblockabdeckung 14 anzubringen. In der in 3 gezeigten Ausführungsform werden zwei einstellbare Schraubenkompressionsbegrenzer 42 an der Rückseite der Ölwanne 18 und der Strukturstütze 22 in der Nähe des Getriebes 16 von 1 verwendet. Mehr einstellbare Schraubenkompressionsbegrenzer 42 könnten verwendet werden und sie können alternativ am entgegengesetzten Ende der Ölwanne 18 angeordnet werden, wo sie mit dem Motorblock 12 verbindet.
-
Wie in 5 und 6 gezeigt, weist der einstellbare Schraubenkompressionsbegrenzer 42 Außengewinde 52 auf, an denen er anfänglich in einen mit Gewinde versehenen Auslassabschnitt der Öffnung 28 in der Strukturstütze 22 an Innengewinden 54 geschraubt wird. Der einstellbare Schraubenkompressionsbegrenzer 42 ist im Allgemeinen ringförmig mit einem zentralen Durchgang 56, durch den sich die Schraube 26 bei der Verbindung der Strukturstütze 22 und des Ölwannenflanschs 20 mit der Motorblockabdeckung 14 erstreckt. Vor dem Einsetzen der Schraube 26 liegt eine untere Oberfläche 58 des Schraubenkompressionsbegrenzers 42 an einem Absatz 60 der Öffnung 28 an. In dieser Position ist die obere Oberfläche 62 des einstellbaren Schraubenkompressionsbegrenzers 42 im Wesentlichen auf gleicher Höhe mit der oberen Oberfläche 46 des Ölwannenflanschs 20. Der einstellbare Schraubenkompressionsbegrenzer 42 weist ein Einstellungsmerkmal 64 auf, das bewirkt, dass sich der einstellbare Schraubenkompressionsbegrenzer 42 gemeinsam mit der Schraube 26 bewegt, wenn die Schraube 26 in den Durchgang 56 eingesetzt wird, bis die obere Oberfläche 62 des einstellbaren Schraubenkompressionsbegrenzers 42 mit der unteren Oberfläche 48 der Motorblockabdeckung 14 in Kontakt kommt. Der einstellbare Schraubenkompressionsbegrenzer 42 überbrückt folglich den Spalt 45 und stellt eine feste Verbindung zwischen der Strukturstütze 22 und der Motorblockabdeckung 14 durch den einstellbaren Schraubenkompressionsbegrenzer 42 sicher. Die Schraube 26 weist in Durchsicht gezeigte Außengewinde auf.
-
In der Ausführungsform von 5 und 6 ist das Einstellungsmerkmal 64 ein Elastomerring, der an der inneren Oberfläche des einstellbaren Schraubenkompressionsbegrenzers 42 im Durchgang 56 befestigt ist. Das Elastomerring-Einstellungsmerkmal 64 ist ausreichend bemessen, um die äußere Oberfläche 66 der Schraube 26 zu ergreifen, wenn sie in den Durchgang 56 eingesetzt wird. Die Schraube 26 wirkt als Antriebsmerkmal zum Antreiben des einstellbaren Schraubenkompressionsbegrenzers 42 nach oben in der Öffnung 30. Das Greifen des Einstellungsmerkmals 64 an der Schraube 26 bewirkt, dass sich der einstellbare Schraubenkompressionsbegrenzer 42 gemeinsam mit der Schraube 26 bewegt, wenn die Schraube 26 sich durch den Durchgang 56 verlagert, um sie an der Öffnung 34 in die Motorblockabdeckung 14 zu schrauben.
-
Alternativ könnte das Einstellungsmerkmal 64 ein Elastomerring sein, der zu dem in 6 gezeigten Ring identisch ist, aber an der äußeren Oberfläche 66 der Schraube 26 befestigt ist, und der die innere Oberfläche des Durchgangs 56 ergreift, wenn die Schraube 26 im Durchgang 56 angetrieben wird, um zu bewirken, dass sich der einstellbare Schraubenkompressionsbegrenzer 42 gemeinsam mit der Schraube 26 bewegt. Der einstellbare Schraubenbegrenzer 42 bewegt sich in 6 mit der Schraube 26 nach oben, bis die Oberfläche 62 mit der Oberfläche 48 in Kontakt kommt, wobei der Spalt 45 geschlossen wird. Die Schraube 26 bewegt sich weiterhin nach oben, bis der Schraubenkopf 70 (in 3 gezeigt) an der Stütze 22 sitzt.
-
In anderen Ausführungsformen könnte das Einstellungsmerkmal 64 ein verformbares Kunststoffstück, eine Metallfeder oder eine andere Konfiguration sein, die bewirken kann, dass sich der einstellbare Schraubenkompressionsbegrenzer 42 gemeinsam mit der Schraube 26 bewegt.
-
Ein Drehsicherungsmerkmal wie z. B. eine Beschichtung aus Klebstoff 72, die schematisch in 6 gezeigt ist, kann auf die innere Oberfläche des einstellbaren Schraubenkompressionsbegrenzers 42 am Durchgang 56 aufgebracht werden, um eine Drehung des einstellbaren Schraubenkompressionsbegrenzers 42 relativ zur Schraube 26 zu verhindern. Der Klebstoff 72 härtet mit der Zeit und würde die relativen Positionen des einstellbaren Schraubenkompressionsbegrenzers 42 und der installierten Schraube 26 nach dem Härten halten. Der Klebstoff 72 könnte auf das Gewinde 52 oder 54 als Drehsicherungsmerkmal zwischen dem einstellbaren Schraubenkompressionsbegrenzer 42 und der Strukturstütze 22 aufgebracht werden. Der einstellbare Schraubenbegrenzer 42 verhindert, dass die Schraube 26 den Flansch 20 komprimiert oder den Flansch 20 verzerrt oder biegt, und gleicht Bautoleranzen aus, die Spalte wie z. B. den Spalt 45 erzeugen.
-
In 7 ist eine alternative Ausführungsform eines einstellbaren Schraubenkompressionsbegrenzers 142 gezeigt. In dieser Ausführungsform weist der einstellbare Schraubenkompressionsbegrenzer 142 Innengewinde 164 am Durchgang 56 auf, die als Einstellungsmerkmal wirken. Die Innengewinde 164 kommen mit Außengewinden 166 an der Schraube 26 in Eingriff. Die in Eingriff stehenden Gewinde 164, 166 ermöglichen, dass die Schraube 26 als Antriebsmerkmal zum Antreiben des einstellbaren Schraubenkompressionsbegrenzers 142 nach oben in der Öffnung 30 wirkt, bis die obere Oberfläche 162 des einstellbaren Schraubenkompressionsbegrenzers 142 mit der Oberfläche 48 der Motorblockabdeckung 14 in Kontakt kommt, wobei der einstellbare Schraubenkompressionsbegrenzer 142 den Spalt 45 überbrückt, um eine feste Verbindung der Stütze 22 mit der Motorblockabdeckung 14 durch den einstellbaren Schraubenkompressionsbegrenzer 142 zu erzeugen.
-
In 8 ist eine weitere alternative Ausführungsform eines einstellbaren Schraubenkompressionsbegrenzers 242 gezeigt. In dieser Ausführungsform weist der einstellbare Schraubenkompressionsbegrenzer 242 Schlitze 264 an einem abgeschrägten Ende 266 des einstellbaren Schraubenkompressionsbegrenzers 242 auf, die ein Ende eines Antriebswerkzeugs 268 (in Durchsicht gezeigt) aufnehmen, das so bemessen ist, dass es durch die Öffnung 28 in der Stütze 22 passt. In dieser Ausführungsform kann der Durchmesser der Öffnung 28 geringfügig größer sein als der Durchmesser des Durchgangs 56, um die Schlitze 264 und das Werkzeug 268 aufzunehmen. Das Ende des Werkzeugs 268 kommt mit dem einstellbaren Schraubenkompressionsbegrenzer 242 an den Schlitzen 264 in Eingriff, so dass sich der einstellbare Schraubenkompressionsbegrenzer 242 dreht, wenn das Werkzeug 268 gedreht wird, so dass sich die Gewinde 52 entlang der Gewinde 54 nach oben bewegen und der Spalt 45 geschlossen wird, wenn die obere Oberfläche 262 mit der Oberfläche 48 der Motorblockabdeckung 14 in Kontakt kommt, was eine feste Verbindung der Stütze 22 mit der Motorblockabdeckung 14 durch den einstellbaren Schraubenkompressionsbegrenzer 242 erzeugt.
-
Obwohl die besten Arten zur Ausführung der Erfindung im Einzelnen beschrieben wurden, erkennt der Fachmann auf dem Gebiet, auf das sich diese Erfindung bezieht, verschiedene alternative Konstruktionen und Ausführungsformen zur Ausführung der Erfindung innerhalb des Schutzbereichs der beigefügten Ansprüche.
