(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のシリンダ（３）および少なくとも１つのシリンダヘッド（６）を有する少なくとも１つのエンジンブロック（２）と、
上記シリンダヘッド（６）に固定された少なくとも１つの取付部品（９）と、
上記取付部品（９）を上記シリンダヘッド（６）に取り付ける時に、上記取付部品（９）を上記シリンダヘッド（６）に対して位置合わせするための位置合わせ装置（２０）とを備え、
上記位置合わせ装置（２０）は、互いに離間した少なくとも３つの別個の位置合わせユニット（２２）を有し、
少なくとも１つの上記位置合わせユニット（２２）は、上記取付部品（９）が上記シリンダヘッド（６）に取り付けられる取付方向（２４）に対して垂直な第１位置合わせ方向（２３）において、上記取付部品（９）を上記シリンダヘッド（６）に対して位置合わせするように構成され、
少なくとも１つの他の上記位置合わせユニット（２２）は、上記取付方向（２４）に対して垂直でありかつ上記第１位置合わせ方向（２３）に対して傾斜した第２位置合わせ方向（２５）において、上記取付部品（９）を上記シリンダヘッド（６）に対して位置合わせするように構成され、
各上記位置合わせユニット（２２）は、上記第１位置合わせ方向（２３）または上記第２位置合わせ方向（２５）においてのみ、上記取付部品（９）を上記シリンダヘッド（６）に対して位置合わせするように構成されており、
各上記位置合わせユニット（２２）は、上記取付部品（９）に固定して設けられた第１位置合わせ要素（２８）と、上記シリンダヘッド（６）に固定して設けられた第２位置合わせ要素（２９）とを有し、
上記第１位置合わせ要素（２８）および上記第２位置合わせ要素（２９）は、各上記位置合わせ方向（２３，２５）における位置合わせのために協働するように構成されており、
少なくとも１つの上記位置合わせユニット（２２）において、上記第１位置合わせ要素（２８）は、上記取付部品（９）から上記取付方向（２４）に突出する位置合わせピン（３０）によって構成され、対応する上記第２位置合わせ要素（２９）は、上記シリンダヘッド（６）に形成され、該シリンダヘッド（６）に対して上記取付部品（９）を位置合わせするために上記位置合わせピン（３０）が入り込む位置合わせ開口（３１）によって構成されており、
少なくとも１つの上記位置合わせ開口（３１）は、上記取付方向（２４）に対して垂直な断面において円形状を有し、
対応する上記位置合わせピン（３０）は、上記取付方向（２４）に対して垂直な断面においてピン形状を有し、
上記ピン形状は、対応する上記位置合わせユニット（２２）の上記位置合わせ方向（２３，２５）と平行な向きにおいて、他方の上記位置合わせ方向（２３，２５）と平行な向きのピン厚さ（３５）よりも大きなピン幅（３４）を有する
ことを特徴とする内燃エンジン。
【請求項２】
請求項１において、
上記第１位置合わせ方向（２３）は、上記第２位置合わせ方向（２５）と実質的に垂直である
ことを特徴とする内燃エンジン。
【請求項３】
請求項１または２において、
上記位置合わせユニット（２２）は、正確に３つ設けられており、
上記３つの位置合わせユニット（２２）のうち２つは、一方の上記位置合わせ方向（２３，２５）における位置合わせを担うように構成され、
上記３つの位置合わせユニット（２２）のうち１つは、他方の上記位置合わせ方向（２３，２５）における位置合わせを担うように構成されている
ことを特徴とする内燃エンジン。
【請求項４】
請求項３において、
上記一方の位置合わせ方向（２３，２５）に関連付けられた２つの上記位置合わせユニット（２２）は、上記他方の位置合わせ方向（２３，２５）において互いに離間しており、
上記他方の位置合わせ方向（２３，２５）に関連付けられた１つの上記位置合わせユニット（２２）は、上記他方の位置合わせ方向（２３，２５）において、上記一方の位置合わせ方向（２３，２５）に関連付けられた２つの上記位置合わせユニット（２２）の間に設けられており、
上記他方の位置合わせ方向（２３，２５）に関連付けられた１つの上記位置合わせユニット（２２）は、上記一方の位置合わせ方向（２３，２５）において、該一方の位置合わせ方向（２３，２５）に関連付けられた２つの上記位置合わせユニット（２２）からオフセットされて設けられている
ことを特徴とする内燃エンジン。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項において、
少なくとも１つの上記位置合わせユニット（２２）において、上記第２位置合わせ要素（２９）は、上記シリンダヘッド（６）から上記取付方向（２４）に突出する位置合わせピン（３０）によって構成され、対応する上記第１位置合わせ要素（２８）は、上記取付部品（９）に形成され、上記シリンダヘッド（６）に対して上記取付部品（９）を位置合わせするために上記位置合わせピン（３０）が入り込む位置合わせ開口（３１）によって構成されている
ことを特徴とする内燃エンジン。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項において、
少なくとも１つの上記位置合わせ開口（３１）は、長孔（３２）として構成され、
上記長孔（３２）の長手方向は、対応する上記位置合わせユニット（２２）の上記位置合わせ方向（２３，２５）に対して垂直に延びている
ことを特徴とする内燃エンジン。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項において、
少なくとも１つの上記位置合わせ開口（３１）は、細長く形成されていて、その長手方向の両端部の間に案内部（３３）を有し、
上記案内部（３３）は、互いに対して平行にかつ対応する上記位置合わせユニット（２２）の上記位置合わせ方向（２３，２５）に対して垂直に延びかつ互いに対向する２つの壁部を有する
ことを特徴とする内燃エンジン。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項において、
上記ピン形状は、平坦であって、ピン幅方向において互いに離間した両端部の間に、上記ピン幅（３４）に沿って、上記ピン厚さ（３５）が一定である部分（３６）を有する
ことを特徴とする内燃エンジン。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項において、
少なくとも１つの上記位置合わせ開口（３１）は、上記取付方向（２４）に対して垂直な断面において円形状を有し、
各上記位置合わせピン（３０）は、対応する上記位置合わせユニット（２２）の上記位置合わせ方向（２３，２５）と垂直な方向において、該位置合わせ方向（２３，２５）と平行な方向よりも小さな曲げ剛性を有する
ことを特徴とする内燃エンジン。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項において、
全ての上記位置合わせユニット（２２）は、上記取付部品（９）が上記シリンダヘッド（６）に対して当接する位置合わせ平面（２６）に位置している
ことを特徴とする内燃エンジン。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項において、
上記シリンダヘッドは、上記エンジンブロック（２）に固定され、上記シリンダ（３）につながる外気チャネル（７）を有しており、
上記取付部品は、上記シリンダヘッド（６）に固定され、外気入口開口（１０）と、上記外気チャネル（７）に流体接続された複数の外気出口開口（１１）とを有する吸気モジュール（９）である
ことを特徴とする内燃エンジン。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の内燃エンジン（１）用の吸気モジュールであって、
上記吸気モジュール（９）は、該吸気モジュール（９）を上記シリンダヘッド（６）に取り付けるために設けられた取付サイドに、上記吸気モジュール（９）に固定して設けられた複数の第１位置合わせ要素（３０）を備える
ことを特徴とする吸気モジュール。
【請求項１３】
請求項１２において、
上記吸気モジュール（９）は、モジュールハウジング（３７）であって、上記吸気モジュール（９）を上記シリンダヘッド（６）に取り付けるために上記モジュールハウジング（３７）に設けられた取付サイド（３８）に複数の第１位置合わせ要素（２８）が一体形成されたモジュールハウジング（３７）を備える
ことを特徴とする吸気モジュール。
【請求項１４】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の内燃エンジン（１）用の吸気モジュールであって、
上記吸気モジュール（９）は、モジュールハウジング（３７）であって、上記吸気モジュール（９）を上記シリンダヘッド（６）に取り付けるために上記モジュールハウジング（３７）に設けられた取付サイド（３８）に複数の第１位置合わせ要素（２８）が一体形成されたモジュールハウジング（３７）を備える
ことを特徴とする吸気モジュール。
【請求項１５】
請求項１４において、
上記吸気モジュール（９）は、該吸気モジュール（９）を上記シリンダヘッド（６）に取り付けるために設けられた取付サイドに、上記吸気モジュール（９）に固定して設けられた複数の第１位置合わせ要素（３０）を備える
ことを特徴とする吸気モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前提部の特徴を有する、取付部品、特に吸気モジュールを備えた内燃エンジンに関する。本発明は、また、そのような内燃エンジン用の吸気モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な内燃エンジンは、少なくとも１つのエンジンブロックを備える。エンジンブロックは、複数のシリンダと、エンジンブロックに固定された少なくとも１つのシリンダヘッドと、シリンダにつながる外気チャネルとを有する。また、シリンダヘッドに固定され、外気入口開口と、外気チャネルに流体接続された複数の外気出口開口とを有する少なくとも１つの吸気モジュールが設けられる。
【０００３】
そのような吸気モジュールは、外気分配器と呼ばれることもあり、過給エンジンおよび吸気エンジンの両方において使用可能である。吸気モジュールは、シリンダヘッドに取り付けられ、この点において、取付部品であるとも言える。シリンダヘッドは、エンジンブロックに取り付けられるものであって、ここでは、エンジンブロックに設けられるフランジ部品でもある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
通常、吸気モジュールは、外気出口開口の領域にフランジを有する。このフランジによって、シリンダヘッドへのねじ接続が可能となる。ここで、構成に応じて、比較的複雑なねじパターンが存在し得る。ねじ接続を実現するために、シリンダヘッドの穴パターンは、固定ねじをフランジの貫通孔を介してシリンダヘッドのねじ穴に螺合させられるように、フランジの穴パターンとオーバーラップするものである必要がある。このため、特に連続組立てにおいて、および好ましくは自動ねじ接続に関連して、吸気モジュールをシリンダヘッドに対して正しく位置合わせするために比較的多くの労力が必要となる。そのような位置合わせは、例えば組立工によって手動で行われる。
【０００５】
また、同様の問題が、フランジ部品を介してエンジンブロックに取り付ける必要のある他の取付部品に関しても生じる。
【０００６】
本発明は、上述したタイプの内燃エンジンのための、または関連する吸気モジュールのための改善された実施形態を提示するという課題に関する。当該実施形態は、特に内燃エンジンの組立ての簡略化によって特徴付けられる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によると、この課題は、独立請求項の主題によって解決される。有利な実施形態は、従属請求項の主題である。
【０００８】
本発明は、取付部品、特に吸気モジュールと、フランジ部品、特にシリンダヘッドとに、取付部品をフランジ部品に、特に吸気モジュールをシリンダヘッドに取り付ける時に取付部品をフランジ部品に対して、特に吸気モジュールをシリンダヘッドに対して位置合わせするための位置合わせ装置を設けるという基本思想に基づく。このために設けられる位置合わせ装置は、好ましくは、取付部品とフランジ部品との間に、したがって好ましくは吸気モジュールとシリンダヘッドとの間に配置される。そのため、位置合わせ装置は、一方では、フランジ部品、好ましくはシリンダヘッドに対向する取付部品、特に吸気モジュールの取付サイドに位置し、他方では、取付部品、好ましくは吸気モジュールに対向するフランジ部品、特にシリンダヘッドの接続サイドに位置する。取付部品をフランジ部品に、特に吸気モジュールをシリンダヘッドに取り付けると、取付部品、好ましくは吸気モジュールの取付サイドは、フランジ部品、好ましくはシリンダヘッドの接続サイドに当接し、その場合、取付部品とフランジ部品との間、特に吸気モジュールとシリンダヘッドとの間に設けられた位置合わせ装置が機能し、取付部品のフランジ部品に対する、特に吸気モジュールのシリンダヘッドに対する所望の位置合わせがなされる。そのような位置合わせ装置を取付部品およびフランジ部品、特に吸気モジュールおよびシリンダヘッドに組み込むことにより、取付部品、好ましくは吸気モジュールを取り付ける際に、フランジ部品、好ましくはシリンダヘッドに対する必要な位置合わせが必ず自動的になされる。そのため、例えば、取付部品、特に吸気モジュールの上述した穴パターンが、フランジ部品、特にシリンダヘッドの穴パターンに対して一致態様で十分な精度をもって位置合わせされる。取付部品、好ましくは吸気モジュールの組付けが、それにより簡略化されかつ特に良好に自動化され得る。
【０００９】
ここで、取付部品とフランジ部品との間、特に吸気モジュールとシリンダヘッドとの間に配置される位置合わせ装置は、取付部品をフランジ部品に、特に吸気モジュールをシリンダヘッドに固定する機能を有する固定手段に加えて設けられる。そのような固定手段は、例えば、取付部品、好ましくは吸気モジュールに形成された貫通開口を通り抜けてフランジ部品、好ましくはシリンダヘッドに形成されたねじ穴に螺合し、取付部品をフランジ部品に、特に吸気モジュールをシリンダヘッドにねじ止めするためのねじである。位置合わせ装置による取付部品とフランジ部品との間、特に吸気モジュールとシリンダヘッドとの間における位置合わせは、取付部品をフランジ部品に、特に吸気モジュールをシリンダヘッドに固定する前に、したがって特に上述したねじ接続の前になされる。また、当該位置合わせは、取付方向に対して実質的に垂直に延びる位置合わせ平面においてなされる。位置合わせ平面は、取付状態において互いに当接する取付部品、好ましくは吸気モジュールの上述した取付サイドと、フランジ部品、特にシリンダヘッドの上述した接続サイドとの両方に対して実質的に平行に延びている。
【００１０】
本発明において、取付部品は、例えば、吸気モジュール、シリンダヘッドカバー、オイルミスト分離器、または冷却器である。そのような取付部品は、幅方向よりも長手方向の方がずっと大きく、そのため、小さな位置決め誤差でも構成要素の全体に対して大きな影響を及ぼすおそれがある。後述する実施形態および例は、吸気モジュールおよびシリンダヘッドを例にとって説明するが、他の取付部品およびフランジ部品に類似の態様で置換可能である。
【００１１】
有利な実施形態によると、位置合わせ装置は、互いに離間した少なくとも３つの別個の位置合わせユニットを備えていてもよい。少なくとも１つのそのような位置合わせユニットは、第１位置合わせ方向において、取付部品をフランジ部品に対して、または吸気モジュールをシリンダヘッドに対して位置合わせするように構成されている。ここで、第１位置合わせ方向は、取付部品がフランジ部品に、または吸気モジュールがシリンダヘッドに取り付けられる取付方向に対して垂直に向いている。また、少なくとも１つの他のそのような位置合わせユニットは、第２位置合わせ方向において、取付部品をフランジ部品に対して、または吸気モジュールをシリンダヘッドに対して位置合わせするように構成されている。ここで、第２位置合わせ方向は、取付方向に対して垂直でありかつ第１位置合わせ方向に対して傾斜している。取付方向に対して垂直に延びかつ互いに対して傾斜した２つの位置合わせ方向により、取付方向に対して垂直に延びる位置合わせ平面が規定される。好適には、２つの位置合わせ方向は、互いに対して実質的に垂直である。よって、２つの位置合わせ方向の間の角度は、９０±５°である。
【００１２】
有利な実施形態によると、全ての位置合わせユニットは、第１位置合わせ方向または第２位置合わせ方向のいずれか一方においてのみ、取付部品をフランジ部品に対して、または吸気モジュールをシリンダヘッドに対して位置合わせするように構成されている。よって、これら２つの位置合わせ方向のみが位置合わせユニットによって規定される。これにより、取付部品とフランジ部品との間、または吸気モジュールとシリンダヘッドとの間における特にシンプルかつ効率的な位置決めまたは位置合わせが実現される。
【００１３】
特に有利な実施形態では、正確に３つの位置合わせユニットが設けられ、これらの位置合わせユニットのうち２つ、すなわち第１位置合わせユニットおよび第２位置合わせユニットは、一方の位置合わせ方向における位置合わせを担い、これらの位置合わせユニットのうち１つ、すなわち第３位置合わせユニットは、他方の位置合わせ方向における位置合わせを担う。例えば、第１および第２位置合わせユニットは、それぞれ第１位置合わせ方向における位置合わせを担い、第３位置合わせユニットは、第２位置合わせ方向における位置合わせを担う。あるいは、その逆であってもよい。
【００１４】
特に有利な別の展開によると、一方の位置合わせ方向に関連付けられた２つの位置合わせユニット、すなわち第１および第２位置合わせユニットは、他方の位置合わせ方向において互いに離間していてもよい。加えてまたは代えて、他方の位置合わせ方向に関連付けられた１つの位置合わせユニット、すなわち第３位置合わせユニットは、他方の位置合わせ方向において、一方の位置合わせ方向に関連付けられた２つの位置合わせユニットの間、すなわち第１および第２位置合わせユニットの間に配置されていてもよい。また、加えてまたは代えて、他方の位置合わせ方向に関連付けられた１つの位置合わせユニット（第３位置合わせユニット）は、一方の位置合わせ方向において、当該一方の位置合わせ方向に関連付けられた２つの位置合わせユニット（第１および第２位置合わせユニット）からオフセットされて設けられていてもよい。上述した内容は、それぞれ個別にもしくは組み合わせて、または任意の組合せにおいて実施されてもよく、それぞれが取付部品のフランジ部品に対する、または吸気モジュールのシリンダヘッドに対する位置合わせを改善する。また、他方の位置合わせ方向に関連付けられた１つの位置合わせユニット、すなわち第３位置合わせユニットは、第１および第３位置合わせユニットの間、すなわち一方の位置合わせ方向に関連付けられた２つの他の位置合わせユニットの間の実質的に中央に配置されていてもよい。ここで、この中央位置合わせは、取付部品もしくはフランジ部品、または吸気モジュールもしくはシリンダヘッドの長手方向に関するものであって、特にシリンダヘッドのシリンダが互いに隣り合って並ぶ方向に対応している。中央に設けられた（第３）位置合わせユニットに対応する位置合わせ方向は、上述した長手方向に対して平行に延びていることが好ましい。
【００１５】
別の有利な実施形態によると、位置合わせユニットは、取付部品または吸気モジュールに固定して設けられた第１位置合わせ要素と、フランジ部品またはシリンダヘッドに固定して設けられた第２位置合わせ要素とを有していてもよい。両位置合わせ要素は、取付部品のフランジ部品に対する、または吸気モジュールのシリンダヘッドに対する各位置合わせ方向における位置合わせのために協働する。ここで、好ましい実施形態では、第１位置合わせ要素は、取付部品または吸気モジュールに一体形成されている。加えてまたは代えて、第２位置合わせ要素は、フランジ部品またはシリンダヘッドに一体形成されていてもよい。
【００１６】
別の展開によると、少なくとも位置合わせユニットにおいて、第１位置合わせ要素は、取付部品または吸気モジュールから取付方向に突出する位置合わせピンによって構成されていてもよく、対応する第２位置合わせ要素は、フランジ部品またはシリンダヘッドに形成され、取付部品のフランジ部品に対する、または吸気モジュールのシリンダヘッドに対する位置合わせのために位置合わせピンが入り込む位置合わせ開口によって構成されている。加えてまたは代えて、少なくとも位置合わせユニットにおいて、第２位置合わせ要素は、フランジ部品またはシリンダヘッドから取付方向に突出する位置合わせピンによって構成されていてもよく、対応する第１位置合わせ要素は、取付部品または吸気モジュールに形成され、取付部品のフランジ部品に対する、または吸気モジュールのシリンダヘッドに対する位置合わせのために位置合わせピンが入り込む位置合わせ開口によって構成されていてもよい。したがって、各位置合わせユニットの対応する位置合わせ要素は、嵌め合いによって協働し、それにより取付部品のフランジ部品に対する、または吸気モジュールのシリンダヘッドに対する効率的な位置合わせをもたらす。
【００１７】
基本的に、全ての位置合わせユニットにおいて、第１位置合わせ要素は、位置合わせピンによって構成されていてもよい。あるいは、全ての位置合わせユニットにおいて、第１位置合わせ要素は、位置合わせ開口によって構成されていてもよい。しかしながら、基本的に、混合的な実施形態も考えられ、よって、少なくとも１つの位置合わせピンおよび少なくとも１つの位置合わせ開口が、取付部品または吸気モジュールに存在していてもよい。しかしながら、全ての位置合わせピンが取付部品または吸気モジュールに設けられる実施形態が好ましく、ここで、取付部品または吸気モジュールに位置合わせピンを一体形成することが好ましい。
【００１８】
有利な別の展開によると、少なくとも１つのそのような位置合わせ開口は、長手方向が対応する位置合わせユニットの位置合わせ方向に対して垂直に延びる長孔として構成されていてもよい。好ましくは、全ての位置合わせ開口が、長孔として構成されている。
【００１９】
また、少なくとも１つのそのような位置合わせ開口は、細長く形成され、または長孔として構成されていてもよく、その長手方向の両端部の間に、互いに対向する２つの壁部を含む案内部を有していてもよい。当該２つの壁部は、互いに対して平行にかつ対応する位置合わせユニットの位置合わせ方向に対して垂直に延びている。好適には、対応する位置合わせピンは、当該細長い位置合わせ開口に入り込むものであって、当該壁部上を案内されてもよい。位置合わせピンは、例えば、取付方向を横切る方向において円形断面を有していてもよい。しかしながら、このことは必ずしも必要ではない。
【００２０】
好ましくは、全ての位置合わせ開口が、細長く形成され、または長孔として構成されている。
【００２１】
別の有利な展開によると、少なくとも１つのそのような位置合わせ開口は、取付方向に対して垂直な断面において円形状を有していてもよい。ここで、好ましい実施形態では、全ての位置合わせ開口が、そのような円形状断面を有する。しかしながら、混合的な実施形態、すなわち、少なくとも１つの位置合わせ開口が、そのような円形状断面を有する一方、少なくとも１つの他の位置合わせ開口が、細長く形成され、または長孔として構成されている実施形態も考えられる。
【００２２】
各位置合わせユニットにおいて位置合わせ開口が円形状断面を有する場合、有利な実施形態によると、対応する位置合わせピンは、取付方向に対して垂直な断面においてピン形状を有していてもよい。当該ピン形状は、対応する位置合わせユニットの位置合わせ方向と平行な向きにおいて、他方の位置合わせ方向と平行な向きのピン厚さよりも大きなピン幅を有する。好適には、ピン幅は、ピン厚さに対して垂直に延びている。ピン形状がピン厚さよりも大きなピン幅を有するので、各位置合わせピンは、円形の位置合わせ開口内で対応する位置合わせ方向を規定する。なぜなら、ピン厚さと平行な向きにおいて、位置合わせ開口内における位置合わせピンに対する大きな遊びが存在しており、よってピン幅と平行な向きにおける位置合わせがなされるためである。
【００２３】
特に有利な別の展開では、ピン形状は、平坦であり、そのため、ピン幅方向において互いに離間する両端部の間に、ピン幅に沿って、一定のピン厚さを有する部分が存在する。
【００２４】
加えてまたは代えて、各位置合わせユニットが円形状断面の位置合わせ開口を有する場合、対応する位置合わせピンは、対応する位置合わせユニットの位置合わせ方向に対して垂直な向きにおいて、当該位置合わせ方向と平行な向きよりも小さな曲げ剛性を有するように設計されていてもよい。したがって、取付部品または吸気モジュールのフランジ部品またはシリンダヘッドに対する位置合わせの間に、位置合わせピンの曲げ変形、好ましくは弾性曲げ変形が生じ、それにより、曲げ剛性が大きい方向と平行な向きにおいて、取付部品とフランジ部品との間、または吸気モジュールとシリンダヘッドとの間における位置合わせがなされる。
【００２５】
ピン形状が平坦である場合、小さい方の曲げ剛性は、比較的小さなピン厚さに対して垂直な向きで生じ、比較的大きなピン幅に対して垂直な向きでは、大きい方の曲げ剛性が存在する。特に、ピン幅は、円形の位置合わせ開口の直径と実質的に等しくてもよく、それによりピン幅と平行な向きにおける位置合わせがなされる。一方、それと交差する向き、すなわちピン厚さの方向では、位置合わせピンに位置合わせ開口内での一定の可動性、すなわち当該方向における小さな曲げ剛性による可動性が残されている。
【００２６】
有利な実施形態によると、全ての位置合わせユニットは、１つの位置合わせ平面に位置していてもよい。当該位置合わせ平面では、取付部品がフランジ部品に対して、または吸気モジュールがシリンダヘッドに対して当接する。これにより、取付部品とフランジ部品との間、または吸気モジュールとシリンダヘッドとの間における位置合わせが簡略化される。
【００２７】
好ましい実施形態では、フランジ部品は、エンジンブロックに固定され、シリンダにつながる外気チャネルを有するシリンダヘッドである。また、取付部品は、シリンダヘッドに固定され、外気入口開口と、外気チャネルに流体接続された複数の外気出口開口とを有する吸気モジュールであってもよい。
【００２８】
本発明に係る吸気モジュールは、上述したタイプの内燃エンジンに適したものであって、吸気モジュールをシリンダヘッドに取り付けるために設けられた取付サイドに、吸気モジュールに固定して設けられた複数の第１位置合わせ要素を備える。加えてまたは代えて、吸気モジュールは、モジュールハウジングであって、吸気モジュールをシリンダヘッドに取り付けるために当該モジュールハウジングに設けられた取付サイドに複数の第１位置合わせ要素が一体形成されたモジュールハウジングを備えていてもよい。吸気モジュールまたはモジュールハウジングに設けられた第１位置合わせ要素は、好ましくは、上述したように、位置合わせピンおよび／または位置合わせ開口であってもよい。
【００２９】
本発明の別の重要な特徴および利点は、従属請求項から、図面から、および図面を参照した関連する図の説明から明らかになるだろう。ここで、図面において、取付部品は、一例として吸気モジュールとして構成され、フランジ部品は、一例としてシリンダヘッドとして構成されている。
【００３０】
上述したあるいは後述する特徴は、それぞれに示す組合せにおいてのみでなく、本発明の範囲を逸脱することなく、他の組合せにおいてまたは単独でも利用可能であることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】図１は、内燃エンジンの非常に簡略化された回路図のような概略図である。
【図２】図２は、吸気モジュールの側面図である。
【図３】図３は、吸気モジュールの底面図である。
【図４】図４は、図３にIV−IV断面線に沿った位置合わせ装置の領域において内燃エンジンを簡略化して示す断面図である。
【図５】図５は、位置合わせ装置の非常に簡略化された概略図である。
【図６】図６は、別の実施形態に係る図５相当図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本発明の好ましい例示的な実施形態について、図示すると共に詳細に説明する。なお、同一の参照符号は、同一のもしくは類似のまたは機能的に同一の構成要素を示す。
【００３３】
図１に示すように、内燃エンジン１は、少なくとも１つのエンジンブロック２を備える。エンジンブロック２内には、複数のシリンダ３が設けられているが、図１ではそのうちの１つのみが破線で示されている。図１では、クランクケース４がエンジンブロック２の下側に隣接しており、クランクケース４の下側にはオイルパン５が設けられている。また、エンジンブロック２の上側にはシリンダヘッド６が隣接しており、このシリンダヘッド６は、シリンダ３につながる外気チャネル７を有する。図１では、１つの外気チャネル７のみが破線で図示されている。また、シリンダヘッド６は、シリンダ３に対応した排ガスチャネル８を有しており、同様にそのうちの１つのみが図１に示されている。内燃エンジン１が通常備える別の構成要素、例えばクランクシャフト、ピストン、コネクティングロッド、ガス交換弁ならびに弁制御およびインジェクション装置は、明瞭性を保つために図示していない。また、図１の例では、内燃エンジン１は、１つだけのエンジンブロック２および１つだけのシリンダヘッド６を備えるインラインエンジンとして構成されている。基本的に、少なくとも２つのエンジンブロック２、および／または少なくとも２つのシリンダヘッド６が存在する構造形態も考えられる。例えば、Ｖ型エンジンとして構成された内燃エンジン１では、２つのシリンダヘッド６が設けられていてもよく、ボクサーエンジンとして構成された内燃エンジン１では、さらに２つのエンジンブロック２が設けられていてもよい。シリンダヘッド６は、エンジンブロック２のフランジ部品を構成している。
【００３４】
内燃エンジン１は、シリンダヘッド６に適当な態様で固定され、外気入口開口１０と、外気チャネル７に流体接続された複数の外気出口開口１１とを有する少なくとも１つの吸気モジュール９をさらに備える。ここで、吸気モジュール９は、シリンダ３に外気を供給するための外気システム１２の構成要素である。吸気モジュール９は、各シリンダ３に外気を分配する外気分配器として機能する。吸気モジュール９は、フランジ部品を構成するシリンダヘッド６に取り付けられる取付部品を構成している。
【００３５】
また、内燃エンジン１は、排気マニホールド１４を有する排気システム１３を備える。排気マニホールド１４は、シリンダヘッド６に固定されていて、排ガスチャネル８に流体接続された複数の排ガス入口開口１５と、排ガス出口開口１６とを有する。図示の例では、内燃エンジン１は、過給内燃エンジン１として設計されていて、このため、この例では排ガスターボチャージャ１７として設計された過給装置を備える。排ガスターボチャージャ１７は、排気システム１３に組み込まれたタービン１８と、外気システム１２に組み込まれたコンプレッサ１９とを有する。内燃エンジン１の動作中には、公知の態様で、タービン１８がコンプレッサ１９を駆動する。
【００３６】
ここで図示する内燃エンジン１では、吸気モジュール９とシリンダヘッド６との間に位置合わせ装置２０が設けられている。この位置合わせ装置は、図１において破線で示されている。位置合わせ装置２０は、吸気モジュール９をシリンダヘッド６に取り付ける時に、吸気モジュール９をシリンダヘッド６に対して位置合わせする機能を有する。ここで、位置合わせ装置２０は、ここでは詳細に図示しない、吸気モジュール９をシリンダヘッド６に固定する機能を有する固定手段に加えて設けられている。図３には、当該固定手段の貫通開口２１が示されている。貫通開口２１は、吸気モジュール９に形成されていて、ここでは図示しない固定ねじが、それを介して案内されて、吸気モジュール９をシリンダヘッド６に対してねじ止めする。
【００３７】
図２〜図６に示すように、位置合わせ装置２０は、互いに離間して設けられた少なくとも３つの別個の位置合わせユニット２２を備える。位置合わせ装置２０を概略的に示す図５および図６によると、２つのそのような位置合わせユニット２２は、図５および図６において上下に延びる第１位置合わせ方向２３において、シリンダヘッド６に対して吸気モジュール９を位置合わせするように設計されている。また、第１位置合わせ方向２３は、図１、図２、および図４に縦矢印で示す取付方向２４に対して垂直である。吸気モジュール９は、この取付方向２４において、シリンダヘッド６に取り付けられる。これら２つの位置合わせユニット２２は、図２、図３、図５、および図６において左側または右側に設けられていて、以下では、第１もしくは左側位置合わせユニット２２、または第２もしくは右側位置合わせユニット２２とも言うことがある。
【００３８】
一方、残りの他の位置合わせユニット２２は、取付方向２４に対して垂直であって第１位置合わせ方向２３に対して傾斜した第２位置合わせ方向２５において、シリンダヘッド６に対して吸気モジュール９を位置合わせするように設計されている。この例では、第２位置合わせ方向２５は、第１位置合わせ方向２３に対して実質的に垂直であって、したがって図５および図６において左右に延びている。第１位置合わせ方向２３および第２位置合わせ方向２５は、位置合わせ平面２６を規定する。この位置合わせ平面２６は、図４に示されていて、取付方向２４に対して実質的に垂直に延びている。この他の位置合わせユニット２２は、図２、図３、図５、および図６において中央に設けられていて、以下では、第３または中央位置合わせユニット２２とも言うことがある。
【００３９】
ここで示す好ましい例では、第１位置合わせ方向２３または第２位置合わせ方向２５における位置合わせを行うための、正確に３つのそのような位置合わせユニット２２が設けられている。ここで、２つの位置合わせユニット２２、すなわち第１および第２位置合わせユニット２２が第１位置合わせ方向２３における位置合わせをそれぞれ担う一方、１つだけの位置合わせユニット２２、すなわち第３位置合わせユニット２２が第２位置合わせ方向２５における位置合わせを担うことが好ましい。第１位置合わせ方向２３に関連付けられた第１および第２位置合わせユニット２２は、第２位置合わせ方向２５において互いに離間して設けられている。また、第３または中央位置合わせユニット２２は、第２位置合わせ方向２５において、第１位置合わせ方向２３に関連付けられた左側および右側位置合わせユニット２２の間に設けられている。さらに、第２位置合わせ方向２５に関連付けられた第３位置合わせユニット２２は、第１位置合わせ方向２３において、この第１位置合わせ方向２３に関連付けられた第１および第２位置合わせユニット２２からオフセットされて設けられている。また、ここで、第２位置合わせ方向２５に関連付けられた第３位置合わせユニット２２は、吸気モジュール９の長手方向２７において、第１位置合わせ方向２３に関連付けられた第１および第２位置合わせユニット２２の間の中央に設けられている。吸気モジュール９の長手方向２７は、図２、図３、図５、および図６において両矢印で示されていて、エンジンブロック２の各シリンダ３が当該エンジンブロック２内で互いに隣り合って並ぶ方向に対して平行に延びている。この長手方向２７は、図１において紙面直交方向に延びている。ここで、第２位置合わせ方向２５は、吸気モジュール９の長手方向２７と平行に延びている。
【００４０】
各位置合わせユニット２２は、吸気モジュール９に固定して設けられた第１位置合わせ要素２８と、シリンダヘッド６に固定して設けられた第２位置合わせ要素２９とを備える。ここで示す例では、２つの位置合わせ要素２８，２９の一方は、位置合わせピン３０として構成されており、他方の位置合わせ要素２８，２９は、位置合わせ開口３１として構成されている。位置合わせ開口３１には、吸気モジュール９をシリンダヘッド６に対して位置合わせするために、対応する位置合わせピン３０が入り込む。ここで示す好ましい実施形態では、吸気モジュール９に形成された第１位置合わせ要素２８がそのような位置合わせピン３０によって構成され、シリンダヘッド６に形成された第２位置合わせ要素２９がそのような位置合わせ開口３１によって構成されている。
【００４１】
図５に示す実施形態では、各位置合わせ開口３１は、細長く形成され、または長孔３２によって構成されている。ここで、各長孔３２の長手方向は、各位置合わせユニット２２が関連付けられた位置合わせ方向２３，２５に対して垂直に延びている。また、細長い位置合わせ開口３１は、その長手方向の両端部の間に案内部３３を有する。この案内部３３は、互いに対向しかつ互いに対して平行に延びる２つの壁部によって規定されている。これらの壁部は、各位置合わせユニット２２が関連付けられた位置合わせ方向２３，２５に対して垂直に延びている。したがって、案内部３３は、各位置合わせユニット２２の位置合わせ方向２３，２５を規定している。ここで、対応する位置合わせピン３０は、上記案内部３３の上記壁部によって案内される。そのため、各位置合わせピン３０は、それぞれの細長い位置合わせ開口３１内で、当該位置合わせユニット２２が関連付けられた位置合わせ方向２３，２５において、位置合わせ開口３１の中央に置かれる。一方、各位置合わせピン３０は、当該位置合わせ方向２３，２５と垂直な方向、すなわち他方の位置合わせ方向２３，２５において、細長い位置合わせ開口３１内で移動可能である。特に、細長い位置合わせ開口３１に対応する位置合わせピン３０は、図５に例示するように、取付方向２４に対して垂直な断面が円形状であってもよい。
【００４２】
図６を参照して、別の実施形態について詳細に説明する。当該実施形態は、図２〜図４の例において実施可能である。この実施形態は、特に低コストに製造可能であるという点に特徴がある。各位置合わせ開口３１は、取付方向２４に対して垂直な断面において円形状を有する。対応する位置合わせピン３０は、各位置合わせユニット２２に関連付けられた位置合わせ方向２３，２５と垂直な方向において、当該位置合わせ方向２３，２５と平行な方向よりも小さい曲げ剛性を有するように構成されている。例えば、図６の左側に示す第１位置合わせユニット２２では、第１位置合わせ方向２３が与えられる。そして、対応する位置合わせピン３０は、第２位置合わせ方向２５において、第１位置合わせ方向２３よりも小さい曲げ剛性を有する。同じことが、図６の右側に示す第２位置合わせユニット２２にも当てはまる。一方、図６の中央に示す第３位置合わせユニット２２では、逆の状況が生じる。
【００４３】
ここで、方向に対応した曲げ剛性は、関連する位置合わせピン３０が、取付方向２４に対して垂直な断面においてピン形状を有することによって実現される。当該ピン形状は、対応する位置合わせユニット２２に関連付けられた位置合わせ方向２３，２５と平行な向きにおいて、他方の位置合わせ方向２３，２５と平行な向きのピン厚さ３５よりも大きなピン幅２３を有する。図６に示す例では、具体的に、左側に示す第１位置合わせユニット２２において、ピン幅３４は、第１位置合わせ方向２３と平行に向いていて、第２位置合わせ方向２５と平行に向いた対応するピン厚さ３５よりもかなり大きく寸法設定されている。同じことが、図６の右側に示す第２位置合わせユニット２２にも当てはまる。一方、図６の中央に示す第３位置合わせユニット２２では、ピン幅３４およびピン厚さ３５の向きが逆になる。
【００４４】
好ましい例では、各ピン形状は、平坦である。すなわち、ピン形状は、ピン幅方向において互いに離間した詳細には図示しない両端部の間に、ピン幅３４に沿って、ピン厚さ３５が一定である部分３６を有する。
【００４５】
好適には、例えば図４に示すように、全ての位置合わせユニット２２は、上述した位置合わせ平面２６に位置している。この位置合わせ平面２６では、組立状態において、シリンダヘッド６に面する吸気モジュール９の取付サイド３８が、吸気モジュール９に面するシリンダヘッド６の接続サイド３９に当接する。
【００４６】
好適には、吸気モジュール９は、モジュールハウジング３７を備える。このモジュールハウジング３７には、空気入口開口１０および空気出口開口１１が形成されている。ここで、また、取付サイド３８は、このモジュールハウジング３７上に位置している。さらに、詳細には図示しない固定手段の貫通開口２１は、モジュールハウジング３７に形成されている。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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