CN104214321A - 壳体盖、尤其是油底壳 - Google Patents

Abstract

本发明涉及壳体盖、尤其是油底壳，具体涉及在内燃机中在由金属制成的发动机壳体或变速箱壳体上的由塑料制成的壳体盖，所述壳体盖通过多个紧固螺栓(5)固定抵靠所述壳体，其中所述壳体盖通过由塑料制成的环绕紧固凸缘(3)固定抵靠所述壳体的支承表面，并且所述紧固凸缘(3)设有穿孔(4)，所述紧固螺栓(5)通过所述穿孔延伸到所述壳体中的与所述穿孔同轴的螺纹孔(13)中，其特征在于，所述紧固螺栓(5)直接通过螺栓头(7)或借助插置的垫片支撑抵靠在所述紧固凸缘(3)上，所述紧固凸缘(3)直接支承抵靠在所述壳体的支承表面上，并且所述紧固螺栓(5)固定在所述螺纹孔(13)内而防止自动旋松。

Description

壳体盖、尤其是油底壳

技术领域

本发明涉及内燃机中在由金属制成的发动机壳体或变速箱壳体上的由塑料制成的壳体盖，所述壳体盖通过多个紧固螺栓固定抵靠所述壳体，其中壳体盖通过由塑料制成的环绕紧固凸缘固定抵靠所述壳体的支承表面，并且所述紧固凸缘设有穿孔，所述紧固螺栓通过所述穿孔延伸到所述壳体中的与所述穿孔同轴的螺纹孔中。

背景技术

例如从WO2009/115440A1已知用于内燃机的油底壳形式的上述类型的壳体盖。用于发动机油或变速箱油的这种油底壳或者变速箱盖借助紧固螺栓固定在变速箱壳体、发动机体或类似物上。紧固螺栓通常被引导通过一体地形成在壳体盖上的紧固眼并且接合在内燃机的发动机体或变速箱壳体中的螺纹孔中。如已知的那样，例如油底壳与发动机体之间的密封通过沿着由紧固螺栓产生的紧固力的方向挤压密封部件而得以确保。

为了获得壳体盖与发动机壳体或变速箱壳体之间足够的密封，必须经由壳体盖的紧固凸缘在连接部件上或发动机壳体或变速箱壳体的支承表面上施加一定的表面压力。而且，应确保紧固螺栓以最小预应力被紧固，以便确保连接强度并且获得壳体盖与连接部件之间的或紧固凸缘与壳体的支承表面之间的所需要的最小表面压力。

已知尤其热塑性塑料在压力载荷下变得具有可塑性并且流动。通常避免为了增大表面压力的目的而将增大的支撑力引入到塑性部件中，这是因为塑性部件将松弛，这将导致所述预应力的损失。这会首先导致不再能施加塑性部件与连接部件之间、即壳体盖与发动机壳体或变速箱壳体之间所需的表面压力，并且其次这将导致紧固螺栓松弛。因此通常将稳定套或支持套插入到借助螺栓抵靠金属部件的塑料部件的穿孔中，所述稳定套或支撑套吸收连接力，并且因此保持了相关紧固螺栓的预应力。结果，总是能确保壳体盖与发动机壳体或变速箱壳体之间的连接。

然而，有可能例如油底壳的塑料部件的松弛仍会导致泄漏发生，这具体是因为由于密封部件的压缩而产生恢复力。例如在WO2009/115440A1中描述了该问题。为了避免这一问题，WO2009/115440A1提出将紧固螺栓形式的连接部件设置在连接区域并且将密封部件设置在密封区域，其中连接区域和密封区域彼此独立地形成并且位置分开。

如WO2009/115440A1中所述，由塑料制成的塑料管或油底壳的松弛可以通过增大紧固螺栓的数量而解决，这是因为由此获得了大致均匀的表面压力。然而，这目前是复杂的，这是因为所使用的部件的数量、紧固螺栓的数量和支撑套的数量使得部件明显更加昂贵。而且，部件重量和组装费用增大。最终，设置在壳体盖上的紧固眼的数量也增大，并且因此所需要的注射模制模具也更复杂。

发明内容

因此本发明的目的是提供内燃机中在由金属制成的发动机壳体或变速箱壳体上的由塑料制成的壳体盖，所述壳体盖避免上述问题，并且尤其是重量轻、装配简单并且需要最小可能数量的部件。

该目的通过在内燃机中在由金属制成的发动机壳体或变速箱壳体上的由塑料制成的壳体盖实现，所述壳体盖通过多个紧固螺栓固定抵靠所述壳体，其中壳体盖通过由塑料制成的环绕紧固凸缘固定抵靠所述壳体的支承表面，并且所述紧固凸缘设有穿孔，所述紧固螺栓通过所述穿孔延伸到所述壳体中的与所述穿孔同轴的螺纹孔中，其中所述紧固螺栓直接通过螺栓头或借助插置的垫片支撑抵靠在所述紧固凸缘上，所述紧固凸缘以基本无缝的方式抵靠所述壳体的支承表面，并且所述紧固螺栓固定在所述螺纹孔内而防止自动旋松。

一方面紧固凸缘的表面和另一方面壳体的支承表面在连接间隙的区域中在彼此上的无缝抵靠尤其通过以下方式实现，即，与现有技术不同，在壳体盖的相关穿孔中不设有支撑套，而是螺栓头直接支撑在壳体盖上，并且因此除了在紧固凸缘与支承表面之间设有密封部件，还在部件之间的间隙区域中实现了密封。

令人惊讶地，发现如果相关紧固螺栓固定在螺纹孔内而防止自动旋松，则塑料部件的一定松弛是可以接受的。

例如可以通过以下方式而确保固定装置不会旋松，即，紧固螺栓通过螺栓固定装置固定在螺纹孔内。例如，粘合剂可以作为所述螺栓固定装置，所述粘合剂在组装期间单独引入到螺纹孔中或在螺栓连接之前已经施加至紧固螺栓。尤其优选地，例如使用具有已经附带地施加的螺栓固定装置的紧固螺栓。

为此目的，例如紧固螺栓的螺杆可以涂覆有微封装粘合剂，该粘合剂在产生螺栓连接期间通过螺纹中产生的力而被激活。

或者，紧固螺栓可以涂覆有夹紧材料。为此，所述紧固螺栓例如可以涂覆有聚酰胺粉末，其增大螺纹内的摩擦力以便显著增大释放紧固螺栓所需要的摩擦力矩。

根据本发明的方案的优点是明显的。由于根据本发明不再需要支撑套，因此支撑套的重量、支撑套的材料和组装所需的费用都降低。支撑套通常被挤压到塑料部件中。

还已知例如通过早在制造塑料部件期间的插入模制而将支撑套嵌入到部件中。

例如在WO03/102387A1中描述了这种变型。

与其相反，显著简化了部件的组装，并且最终尤其有利的是穿孔的直径自然显著减小，并且因此壳体盖的环绕紧固凸缘的宽度可以减小，这继而实现了显著的材料节省和重量减低。

最后，壳体盖的外部尺寸也因此变小，并且因此可以实现内燃机上构造空间的节省。

如果例如通过使用涂覆有粘合剂或涂覆有夹紧材料的紧固螺栓而额外提供固定螺栓防止旋松的装置，则由塑料制成的壳体盖的由材料引入的松弛可以在一定限度内令人惊讶地被接收。

根据本发明的壳体盖例如由填充有10％至60％质量的例如玻璃纤维形式的纤维的聚酰胺制成。

在根据本发明的壳体盖的优选变型中，穿孔的内径比紧固螺栓的标称直径大10％至40％。当使用标称直径为M6的紧固螺栓时，穿孔的直径可以是例如7.5mm，对应于大约25％的余量尺寸。可以例如用10Nm的上紧力矩上紧紧固螺栓，并且因此螺栓预应力对应于大约10kN。

虽然优选地通过直接抵靠壳体盖的螺栓头制成紧固螺栓并且由于会导致分离间隙数量的增大而基本不希望使用垫片，但在插置垫片或类似物的情况下使紧固螺栓支撑抵靠在有塑料制成的壳体盖也是在本发明范围内的。

在根据本发明的壳体盖的尤其有利且优选的变型中，紧固螺栓附带地固定至壳体盖，具体地使得可以在组装期间对紧固螺栓的定位公差进行补偿。在本申请的上下文中对于定位公差的补偿应理解为例如紧固螺栓的相关紧固装置可以相对于其纵向延伸范围横向地移动，使得例如在具有6mm外径的公制螺纹的情况下，在壳体盖中的穿孔与连接部件中的螺纹孔之间的大于1mm的对准公差可以被补偿。

在根据本发明的壳体盖的另一个优选变型中，所述壳体盖被设计为发动机油底壳或变速箱油底壳。

而且，例如由弹性塑料制成的密封环、密封线或密封唇或类似物的至少一个密封装置可以设置在紧固凸缘与壳体的支承表面之间。

在根据本发明的壳体盖的有利变型中，所述壳体盖包括用于至少一个紧固螺栓的至少一个附带保持装置，所述附带保持装置包括夹紧衬套，该夹紧衬套接合在紧固螺栓的螺杆周围并且与其接合成使得螺杆力锁合地固定在螺纹衬套中，其中夹紧衬套插入到穿孔中并且轴向地固定在其中，并且夹紧衬套可以沿着穿孔的圆周方向移动。

因而，通过有利的方式，紧固螺栓首先附带地保持在穿孔内，并且其次可以通过夹紧衬套沿着穿孔的径向方向移动而补偿相关紧固螺栓的定位公差。

附图说明

下文将参照附图所示的示例性实施例说明本发明，其中：

图1示出在连接区域中穿过油底壳的剖视图，该油底壳紧固至变速箱壳体；

图2示出根据图1的油底壳的紧固凸缘的俯视图；

图3示出在没有紧固螺栓的情况下根据图2的俯视图；

图4至6示出根据本发明的第二示例性实施例的对应于图1至3的视图；

图7a至7d示出在根据本发明的壳体盖上用于紧固螺栓的附带保持装置的第一变型；

图8a至8d示出图7a至7d所示的附带保持装置的第二变型；

图9a至9e示出用于根据本发明的壳体盖上的紧固螺栓的附带保持装置的另一个变型；和

图10a至10c示出用于根据本发明的壳体盖上的紧固螺栓的附带保持装置的第四变型。

具体实施方式

在附图中，用于内燃机上的变速箱壳体2的由热塑性塑料制成的油底壳1形式的壳体盖并未完全示出，而是仅示出螺栓连接区域中的部分区段。

油底壳1主要是盖状槽形结构形式，具有环绕紧固凸缘3和多个穿孔4，所述穿孔彼此以一距离穿过紧固凸缘3并且用于紧固螺栓5。紧固螺栓5包括具有优选公制螺纹的螺杆6和具有六角凹穴8的螺栓头7。在图1至3所示的根据本发明的壳体盖的示例性实施例中，仅示出了一个的穿孔4总是设置在一体地形成在紧固凸缘3上的紧固眼9中。油底壳1经由紧固螺栓5以环绕方式紧靠在变速箱壳体2的对应的支承表面(相对表面)10上。

变速箱壳体2由铝或可比较的轻金属制成，但油底壳1由玻璃纤维填充的聚酰胺制成，纤维填充在30％至35％质量百分比之间。

为了将油底壳1密封抵靠在变速箱壳体2上，油底壳1包括密封环11，该密封环由弹性材料制成，其被紧固凸缘3中的环绕槽12容纳。

尤其如图1和4所示，紧固螺栓5穿过穿孔4和变速箱壳体中的与穿孔对准的螺纹孔13，其中紧固螺栓5的螺杆6与螺纹孔13的螺纹接合。

由附图标记11指示的密封环在未压缩形式中具有比容纳所述密封环的槽12的容积大的体积，并且因此在根据本发明上紧紧固螺栓5的情况下，密封环11被压缩。密封环11的恢复力在此反作用于沿着紧固螺栓5的纵向轴线方向的旋紧力。如果紧固螺栓5具有例如带M6螺纹的螺杆6，则所述紧固螺栓可以用例如10Nm的旋紧力矩被上紧，螺栓预应力为大约10kN。

相对于紧固螺栓5的标称直径，穿孔4具有大约10％至40％、优选25％的余量尺寸。

在变速箱壳体2的支承表面10与紧固凸缘的密封表面14之间的分离间隙15的间隙尺寸理想地是0。准确地讲，不考虑支靠在彼此上的表面的微粗糙度。

从附图可以看出，紧固螺栓5的螺栓头7直接支撑在紧固凸缘3上，即，没有使用常规金属支撑套。

借此，基本可以保持图1至3所示的圆形穿孔4的直径较小，并且因此紧固凸缘3的宽度也可以选择成较窄。

尤其可参照图4至6，不是必须将穿孔4构造成圆形孔；相反，所述穿孔也可以是紧固凸缘3中的矩形或U形横截面开口。

根据图4至6的示例性实施例在这方面与图1至3所示的示例性实施例不同。

现在参照图7至10，其示出根据本发明用于壳体盖上的紧固螺栓的附带保持装置。

如果紧固螺栓5可以附带地预先安装在油底壳1上，则会使组装较容易。如上文所述，所述紧固螺栓优选地保持在变速箱壳体2上，使得总是可以补偿紧固螺栓5的定位公差。定位公差的补偿应理解为对油底壳1中的穿孔4与变速箱壳体2中的螺纹孔13之间的可能的对准公差的补偿。

首先参照图7a至7d所示的示例性实施例。尤其在图7b和7c中示出穿过壳体盖或油底壳1中的穿孔4的剖面。为了简单起见，未示出变速箱壳体2或连接部件。

夹紧衬套16插入到穿孔4中，该穿孔在图7a至7d所示的示例性实施例的情况下是圆孔的形式。夹紧衬套16锁定在圆形穿孔4中，其中所述夹紧衬套通过所述锁定而轴向地固定，但仍安装成在穿孔4内能沿圆周方向移动，即，以浮动方式安装。

例如塑料部件形式的夹紧衬套是由聚酰胺、聚乙烯、ABS或类似物注射模制的。所述夹紧衬套限定大致圆柱形的接收空间17，其形成两个相对的夹爪23。夹紧衬套16的引导端包括两个锁定弹簧18，所述锁定弹簧彼此相对地布置，并且总是形成沿着夹紧衬套16的引导端的方向倾斜的滑动斜坡19，并且总是形成横截面为箭头形设计的锁定钩20。

本发明的上下文中夹紧衬套16的引导端是指当夹紧衬套16插入到相关穿孔4中时形成引导端的端部。

在夹紧衬套16的远离锁定弹簧18的端部处，夹紧衬套设有两个插入限制止动部21，其彼此直径相对地布置并且相对于锁定弹簧18偏移90°。

如图7b所示，图7a所示的夹紧衬套16借助其引导端插入到穿孔4中，使得在夹紧衬套16的配合位置中，锁定钩20接合在穿孔4中的环绕锁定突起22后面。在该位置，插入限制止动部21支撑在环绕锁定突起22上，以便使夹紧衬套16被轴向地固定。

穿孔4的内径C稍小于在锁定钩20的最大圆周处夹紧衬套16的最大直径D。在锁定弹簧18的在夹紧衬套16的夹爪23下方的区域中，夹紧衬套16具有小于内径C的外径，并且因此夹紧衬套16能沿径向方向移动，即，以浮动方式插入到穿孔中。

在夹爪23的区域中，接收空间17的内径稍小于紧固螺栓5的标称直径，并且因此紧固螺栓5能以所形成的压配合插入到夹紧衬套16的接收空间17中。紧固螺栓5保持在夹紧衬套16中，使得所述紧固螺栓仅能在克服阻力的情况下轴向地运动到夹紧衬套16中。夹紧衬套16继而轴向地固定在穿孔4内，并且能在其中沿圆周方向移动，即，相对于紧固螺栓5的纵向延伸方向横向地移动，其中移动的尺寸对应于对紧固螺栓5的定位公差的最大补偿量。

油底壳1上的所有紧固螺栓5可以由此附带地固定在相关穿孔4内。油底壳1中的穿孔4与变速箱壳体2中的螺纹孔13之间的可能的对准误差或对准公差可以通过夹紧衬套16在相关穿孔4中的径向游隙而被补偿。

代替穿孔4内的单个环绕锁定突起22，例如可以在管道开口的圆周上离散地分布有多个锁定突起。

图8a至8d示出附带保持装置的可替代构型，其中如以下示例性实施例中那样，功能相同的部件具有相同的附图标记。

图8a至8d所示的示例性实施例与图7a至7d所示的示例性实施例的区别在于夹紧衬套16包括三个锁定弹簧18，每个都具有三个锁定钩20，其中锁定弹簧18和锁定钩20在120°的角度范围上布置在夹紧衬套16上。

因此，总共设有三个插入限制止动部21，所述插入限制止动部也总是在在120°的角度范围上布置在夹紧衬套16的外圆周上。

在所述两个示例性实施例中，插入限制止动部21的侧壁24是柔性设计的，并且因此当紧固螺栓5的螺杆6加压到接收空间17中时，夹爪23可以进行屈服运动。为此目的，例如插入限制止动部21的侧壁24可以在其偏转的区域中具有膜钩状薄点。

图9a至9c示出用于根据本发明的壳体盖的附带保持装置的另一个示例性实施例。在该示例中，也仅在穿孔4的区域中示出壳体盖或油底壳1。穿孔4包括接收凹口25，其形成穿孔4的部分环绕底切，其中接收凹口25形成侧窗26，夹紧衬套16侧向地插入到该侧窗中。侧窗26的宽度大致对应于夹紧衬套16的外径。而且，夹紧衬套16的外径的尺寸大于穿孔4的内径。夹紧衬套16通过插入穿过所述夹紧衬套的接收空间17的紧固螺栓5而保持在接收凹口25中。尤其参照图9c和9d，紧固螺栓5的螺杆6穿过布置在接收凹口25中的夹紧衬套16的接收空间17，其中螺杆6通过布置在120°角度范围上的三个夹爪23而保持在接收空间17内。夹爪23设计为接收空间17中的凸轮形突起，并且以压配合的方式接合在紧固螺栓5周围。

而且，在夹紧衬套16的外圆周上设有凸轮27，所述凸轮的延伸范围和数量确定夹紧衬套16的刚度。可以经由凸轮27的延伸范围和数量设置施加至紧固螺栓5的螺杆6的希望的夹紧力。

图10a至10c示出根据本发明的壳体盖上的附带保持装置的第四示例性实施例。油底壳中的穿孔4在两侧上降低，以便使所述穿孔在两侧上的直径，即，在面对螺栓头7的一侧上和面对连接部件的一侧上的直径，大于夹紧衬套16的外径，并且因此用于夹紧衬套16的接收凹口25总是形成在穿孔4的两端处。而且，管道开口4的横截面收缩，准确地讲，收缩到比紧固螺栓5的标称直径大大约25％的尺寸。根据图10a至10c所示的示例性实施例的夹紧衬套16在其他方面对应于根据图9a至9e所示的示例性实施例的夹紧衬套16。通过将两个夹紧衬套16布置成彼此间隔一距离相对，实现了沿上紧方向和沿释放方向紧固螺栓5的轴向固定。由于接收凹口25的直径显著大于夹紧衬套16的外径，因此夹紧衬套16可以沿圆周方向移动，并且因此确保了对致动螺栓5的定位公差的补偿。

附图标记列表：

1  油底壳

2  变速箱壳体

3  紧固凸缘

4  穿孔

5  紧固螺栓

6  螺杆

7  螺栓头

8  六角凹穴

9  紧固眼

10 支承表面

11 密封环

12 槽

13 螺纹孔

14 紧固凸缘的密封表面

15 分离间隙

16 夹紧衬套

17 接收空间

18 锁定弹簧

19 滑动斜坡

20 锁定钩

21 插入限制止动部

22 锁定突起

23 夹爪

24 侧壁

25 接收凹口

26 窗

27 凸轮

Claims (10)

1.在内燃机中在由金属制成的发动机壳体或变速箱壳体上的由塑料制成的壳体盖，所述壳体盖通过多个紧固螺栓(5)固定抵靠所述壳体，其中所述壳体盖通过由塑料制成的环绕紧固凸缘(3)固定抵靠所述壳体的支承表面，并且所述紧固凸缘(3)设有穿孔(4)，所述紧固螺栓(5)通过所述穿孔延伸到所述壳体中的与所述穿孔同轴的螺纹孔(13)中，其特征在于，所述紧固螺栓(5)直接通过螺栓头(7)或借助插置的垫片支撑抵靠在所述紧固凸缘(3)上，所述紧固凸缘(3)直接支承抵靠在所述壳体的支承表面上，并且所述紧固螺栓(5)固定在所述螺纹孔(13)内而防止自动旋松。

2.根据权利要求1所述的壳体盖，其特征在于，在所述穿孔(4)中不设有由金属制成的支撑套。

3.根据权利要求1或2所述的壳体盖，其特征在于，所述紧固螺栓(5)通过所述螺纹孔(13)内的螺栓固定装置固定。

4.根据权利要求3所述的壳体盖，其特征在于，提供粘合剂作为所述螺栓固定装置。

5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的壳体盖，其特征在于，提供所述紧固螺栓(5)的粘合剂涂层作为所述螺栓固定装置。

6.根据权利要求1至5中的任意一项所述的壳体盖，其特征在于，所述穿孔(4)的内径比所述紧固螺栓(5)的标称直径大10％至40％。

7.根据权利要求1至6中的任意一项所述的壳体盖，其特征在于，所述紧固螺栓(5)附带地固定至所述壳体盖。

8.根据权利要求1至7中的任意一项所述的壳体盖，其特征在于，所述壳体盖是发动机油底壳或变速箱油底壳。

9.根据权利要求1至8中的任意一项所述的壳体盖，其特征在于，在所述紧固凸缘(3)与所述壳体的支承表面之间设有至少一个密封装置。

10.根据权利要求1至9中的任意一项所述的壳体盖，包括用于至少一个紧固螺栓(5)的至少一个附带保持装置，所述附带保持装置包括至少一个夹紧衬套(16)，该夹紧衬套接合在紧固螺栓(5)的螺杆(6)周围并且与所述螺杆接合成使得所述螺杆(6)力锁合地固定在所述夹紧衬套(16)中，其中所述夹紧衬套(16)插入到所述穿孔(4)中并且轴向地固定在其中，并且所述夹紧衬套(16)可以沿着所述穿孔(4)的径向方向移动。