DE102005025882A1

DE102005025882A1 - Steuergehäusedeckel, Brennkraftmaschine sowie Verfahren zur Montage eines Steuergehäusedeckels einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102005025882A1
Application number: DE200510025882
Authority: DE
Inventors: Tobias MÄRKLE
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2005-06-06
Filing date: 2005-06-06
Publication date: 2006-12-07
Anticipated expiration: 2025-06-07
Also published as: DE102005025882B4

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Steuergehäusedeckel zur Abdichtung eines Brennkraftmaschinengehäuses (11) mit einer Ölwanne (12), mit einem Deckelelement (10), einem Umfangsrand (13) sowie mit im Deckelelement (10) angeordneten Nuten (14) zur Aufnahme eines gummielastischen Werkstoffs (15). DOLLAR A Es wird vorgeschlagen, dass das Deckelelement (10) einen ersten und einen zweiten Deckelbereich (16, 17) aufweist, wobei der zweite Deckelbereich (17) beweglich zum ersten Deckelbereich (16) ausgebildet ist. DOLLAR A Die Erfindung betrifft ferner eine Brennkraftmaschine sowie ein Verfahren zur Montage eines Steuergehäusedeckels.

Description

Die Erfindung betrifft einen Steuergehäusedeckel, eine Brennkraftmaschine sowie ein Verfahren zur Montage eines Steuergehäusedeckels einer Brennkraftmaschine nach den Oberbegriffen der unabhängigen Ansprüche.

Es ist bekannt, ein Brennkraftmaschinengehäuse mit Zylinderkopf, Kurbelgehäuse und Ölwanne durch einen Steuergehäusedeckel abzudichten. Aufgrund zahlreicher Toleranzen zwischen Zylinderkopf, Kurbelgehäuse und Deckelteilen entstehen dabei insbesondere Problemen bei der Dichtigkeit dieser Verbindung.

Aus der gattungsbildenden Patentschrift PS 37 40 033 C1 ist eine Anordnung zur Abdichtung eines lagefixierten mehrteiligen Steuergehäusedeckels an der Stirnseite eines aus Zylinderkopf und Kurbelgehäuse bestehenden Brennkraftmaschinengehäuses bekannt. Es wird ein Steuergehäusedeckel vorgeschlagen, der sich aus einem zylinderkopfseitigen und einem kurbelseitigen Deckelteil zusammensetzt, zwischen welchen eine Elastomer-Profildichtung unter Druckspannung gehalten ist. In einem kritischen Bereich einer Teilungsfuge zwischen Zylinderkopf, Kurbelgehäuse, zwischen diesen beiden liegender Zylinderkopfdichtung und Deckelteilen ist eine senkrecht zur Teilungsfuge verlaufende Dichtnase angeordnet, und die Zylinderkopfdichtung wird an ihrem dem Steuergehäusedeckel zugewandten Stirnrand mit einem wulstartig aufgebrachten fließfähigem Abdichtmittel versehen.

In der deutschen Patentschrift DE 197 01 198 C2 ist ein Deckel zum dichten Abschließen einer geräuscherzeugenden Vorrichtung offenbart, der in zwei durch eine Spalte getrennte, mittels kurzer schmale Stege verbundene Teile aufgeteilt ist, wobei die Spalte mittels mindestens eines Streifens aus einem Dämpfungswerkstoff überbrückt ist. Die Spalte wird dadurch dichtend ausgefüllt. Mit der vorgeschlagenen Vorrichtung soll eine geräuschdämpfende Wirkung erzielt werden. Problematisch dabei ist, dass im Betrieb bei laufendem Motor eine Wärmeausdehnung der Bauteile stattfindet. Zudem ist es schwierig, bei der Montage Toleranzen bei einem Versatz in Längsrichtung bzw. bei einem Winkelversatz auszugleichen, wodurch es zu einem Undichtigkeitsproblem kommt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Steuergehäusedeckel sowie eine Brennkraftmaschine bereitzustellen, die neben einer geräuschdämpfenden Wirkung in dem genannten kritischen Bereich vor allem einen Ausgleich von Toleranzen und insbesondere durch Wärmedehnung entstehende Spannungen schaffen soll. Außerdem soll ein verbessertes Verfahren zur Montage eines Steuergehäusedeckels einer Brennkraftmaschine bereitgestellt werden.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht in den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs, vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung beschreiben die Unteransprüche.

Bei einem erfindungsgemäßen Steuergehäusedeckel zur Abdichtung eines Brennkraftmaschinengehäuses mit einer Ölwanne weist ein Deckelelement einen ersten und einen zweiten Deckelbereich auf, wobei der zweite Deckelbereich beweglich zum ersten Deckelbereich ausgebildet ist. Vorteilhafterweise weist das Deckelelement somit eine reduzierte Steifigkeit im Bereich des zweiten Deckelelements auf. Diese reduzierte Steifigkeit wird günstigerweise ausgenutzt, um insbesondere in einem Bereich zwischen Zylinderkopf, Kurbelgehäuse und Ölwanne eine scharnierartige Verbindung herzustellen, die einen Toleranzausgleich ermöglicht. Darüber hinaus sind die genannten Bauteile gerade in diesem kritischen Bereich hohen Temperaturen ausgesetzt, und die dabei verursachte Wärmeausdehnung kann vorteilhafterweise durch den erfindungsgemäßen Steuergehäusedeckel ausgeglichen werden.

Bevorzugt sind der erste und der zweite Deckelbereich durch einen gummielastischen Werkstoff miteinander verbunden. Dieser weist besonders günstige Dämpfungseigenschaften auf und eignet sich neben einer geräuschdämpfenden Wirkung insbesondere zur Herstellung einer dichten Verbindung. Besonders bevorzugt ist der gummielastische Werkstoff aus einem Elastomer gebildet.

In einer Weiterentwicklung der Erfindung können der erste und der zweite Deckelbereich durch wenigstens eine Nut verbunden sein, wobei der gummielastische Werkstoff in die Nut aufgenommen ist. Insbesondere kann der gummielastische Werkstoff aufvulkanisiert sein, wodurch eine besonders stabile Verbindung zwischen Nut und Werkstoff bereitgestellt wird.

Die Nut kann wenigstens an einer Stelle, bevorzugt an zwei sich im Wesentlichen gegenüberliegend angeordneten Stellen in den Umfangsrand eingreifen. Der Deckelrand weist dann an dieser Stelle jeweils eine L-förmige Nut auf. Durch diese Ausgestaltung wird eine besonders günstige Flexibilität des Deckelelements bereitgestellt.

Eine erfindungsgemäße Brennkraftmaschine umfasst wenigstens ein Zylinderkurbelgehäuse, einen Steuergehäusedeckel mit einem Umfangsrand und einem Deckelelement, sowie eine Ölwanne, wobei sowohl das Zylinderkurbelgehäuse als auch die Ölwanne durch einen Steuergehäusedeckel verschließbar sind. Insbesondere können das Zylinderkurbelgehäuse und die Ölwanne in einem Winkel aufeinander treffen. Besonders bevorzugt liegen der Steuergehäusedeckel, das Zylinderkurbelgehäuse und die Ölwanne mit ihren Flächen orthogonal zueinander. Das Zylinderkurbelgehäuse, der Steuergehäusedeckel und die Ölwanne können an einer Kontaktstelle aufeinander treffen und bilden somit ein sogenanntes „Dreiländereck" aus.

Das Zylinderkurbelgehäuse kann insbesondere Grauguss gebildet sein. Es ist jedoch eine Fertigung aus jedem anderen vergleichbaren Werkstoff möglich, beispielsweise aus einer Leichtmetall-(Aluminium)-Legierung oder aus Kunststoff. Die Ölwanne ist bevorzugt aus Aluminium oder eine vergleichbaren Leichtmetall-Legierung gefertigt. Der Steuergehäusedeckel ist vorzugsweise als Blech-Tiefziehteil ausgebildet.

Aufgrund der unterschiedlichen Materialien, die an der Kontaktstelle aufeinander treffen, aufgrund eines Versatzes in Längsrichtung oder eines Winkelversatzes, oder aus anderen Gründen wie beispielsweise einer Wärmedehnung können Toleranzen entstehen, die Undichtigkeiten verursachen können

Das Deckelelement des Steuergehäusedeckels weist erfindungsgemäß einen ersten und einen zweiten Deckelbereich auf, wobei der zweite Deckelbereich beweglich zum ersten Deckelbereich ausgebildet ist. Der erste Deckelbereich ist somit formstabil und steif, und durch den zweiten Deckelbereich kann eine Steifigkeitsentkopplung stattfinden. Diese Steifigkeitsentkoppelung wird insbesondere in montagekritischen Bereichen eingesetzt, um scharnierartig eine stabile Verbindung zwischen den einzelnen Bauteilen herzustellen. Vorteilhaft dabei ist außerdem, dass Winkelfehler und ein Bauteilversatz ausgeglichen werden können.

In einer Weiterentwicklung sind der erste und der zweite Deckelbereich durch wenigstens eine Nut miteinander verbunden, wobei die Nut an wenigstens einer Stelle in den Umfangsrand eingreift. Insbesondere greift die Nut im Bereich der Kontaktstelle des „Dreiländerecks" in den Umfangsrand ein. In die Nut kann insbesondere an dieser Kon taktstelle wiederum ein gummielastischer Werkstoff, insbesondere eine Elastomerschicht, aufvulkanisiert sein. Durch die Elastomerschicht in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen beweglichen zweiten Deckelbreich wird vorteilhafterweise eine besonders dichte Verbindung zwischen den einzelnen Bauteilen hergestellt, die sich insbesondere im genannten Dreiländereck als günstig erweist. Dieser Bereich ist gerade im Hinblick auf seine Dichtigkeit sehr kritisch, und mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann dieses Problem auf einfache Art und Weise gelöst werden.

Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Montage eines Steuergehäusedeckels einer Brennkraftmaschine mit einem Zylinderkurbelgehäuse und einer Ölwanne wird in einem ersten Montageschritt ein erster Deckelbereich des Steuergehäusedeckels mit dem Zylinderkurbelgehäuse und in einem zweiten Montageschritt ein zweiter Deckelbereich des Steuergehäusedeckels mit der Ölwanne verbunden. Der zweite Deckelbereich ist dabei wiederum beweglich zum ersten Deckelbereich ausgebildet. Die Verbindung kann insbesondere durch Aufvulkanisieren eines gummielastischen Werkstoffs in eine Nut hergestellt werden.

Weitere Ausbildungsformen und Aspekte der Erfindung werden unabhängig von einer Zusammenfassung in den Patentansprüchen ohne Beschränkung der Allgemeinheit im Folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen
1 eine bevorzugte Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Steuergehäusedeckels;
2 eine bevorzugte Anordnung des Steuergehäusedeckels nach 1 in einer Brennkraftmaschine; und
3a, b zwei Detailansichten nach 2.
1 zeigt eine bevorzugte Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Steuergehäusedeckels 20, der beispielsweise im Bereich eines Kettenkastens zur Abdichtung eines Zylinderkurbelgehäuses 11 sowie einer Ölwanne 12 vorgesehen ist. Der Steuergehäusedeckel 20 umfasst eine Deckelelement 10 sowie einen Umfangsrand 13. Der Umfangsrand 13 ist von einem abgekröpften Flansch mit Schraubenlöchern 21 gebildet. Im Deckelelement 10 sind Nuten 14 angeordnet, die zur Aufnahme eines gummielastischen Werkstoffs 15 dienen. Die Nuten 14 sind nicht durchgehend ausgebildet, sondern durch Stege 24 unterbrochen. Der gummielastische Werkstoff 15 ist bevorzugt aus einem Elastomer gebildet. Besonders bevorzugt ist der gummielastische Werkstoff 15 in der Art einer bandförmigen Dichtungsraupe ausgebildet. Das Deckelelement 10 weist einen ersten Deckelbereich 16 und einen zweiten Deckelbereich 17 auf, wobei der zweite Deckelbereich 17 beweglich zum ersten Deckelbereich 16 ausgebildet ist. Der erste und der zweite Deckelbereich 16, 17 sind durch den gummielastischen Werkstoff 15 miteinander verbunden. Insbesondere ist zwischen dem ersten und dem zweiten Deckelbereich 16, 17 wenigstens eine Nut 14 aisgebildet, wobei in die Nut 14 der gummielastische Werkstoff 15 aufgenommen ist. Der gummielastische Werkstoff 15 ist beispielsweise in die Nuten 14 aufvulkanisiert oder eingespritzt. Die Nut 14 greift an zwei Stellen 18, 18' in den Umfangsrand 13 ein, wobei die Stellen 18, 18' im Wesentlichen gegenüberliegend angeordnet sind. In einem Bereich unterhalb dieser Stellen 18, 18' ist das zweite Deckelelement 17 angeordnet, das im Wesentlichen beweglich zum ersten Deckelelement 16 ausgebildet ist.
2 zeigt eine bevorzugte Anordnung eines Steuergehäusedeckels 20 in einer Brennkraftmaschine in einer perspektivischen Ansicht. Der Steuergehäusedeckel 20 ist baugleich zum Steuergehäusedeckel in 1 ausgeführt, so dass sich eine erneute Beschreibung erübrigt. Gleiche Teile sind in den Figuren mit den gleichen Bezugszahlen versehen.
Der Steuergehäusedeckel 20 verschließt einerseits eine nicht gezeigte Stirnfläche eines Zylinderkurbelgehäuse 11 und andererseits ein Oberteil einer Ölwanne 12, das mit seiner flächigen Erstreckung quer zur Stirnfläche angeordnet ist. Das Zylinderkurbelgehäuse 11 trifft mit der Ölwanne 12 unter einem Winkel, hier ca. 90°, zusammen. Der Steuergehäusedeckel 20, das Oberteil der Ölwanne 12 und die Stirnfläche des Zylinderkurbelgehäuses 11 liegen somit orthogonal zueinander und treffen in einer Kontaktstelle 19 aufeinander. Die Nut 14 des Steuergehäusedeckels 20 greift an der Kontaktstelle 19 in den Umfangsrand 13 ein. Dadurch ist ein zweiter, der Ölwanne 12 zugewandter Deckelbereich 17 des Steuergehäusedeckels 20 beweglich zum ersten Deckelbereich 16 ausgebildet. Durch den erfindungsgemäßen Steuergehäusedeckel 20 wird somit eine scharnierartige Verbindung mit dem Zylinderkurbelgehäuse 11 einerseits und der Ölwanne 12 andererseits hergestellt, wodurch vorteilhafterweise ein Toleranzausgleich geschalten wird. Durch den gummielastischen Werkstoff 15, der in die Nut 14 aufvulkanisiert ist, wird für eine Dichtigkeit der Verbindung gesorgt.
Bei einer Montage des Steuergehäusedeckels 20 wird in einem ersten Montageschritt der erste Deckelbereich 16 des Steuergehäusedeckels 20 mit dem Zylinderkurbelgehäuse 11 und in einem zweiten Montageschritt der zweite Deckelbereich 17 des Steuergehäusedeckels 20 mit der Ölwanne 12 verbunden. Die Verbindung erfolgt mittels Verschraubung an den Flanschen der jeweiligen Bauteile.
In den 3a und 3b sind Detailansichten der Kontaktstelle 19 gemäß 2 dargestellt, in welcher der Steuergehäusedeckel 20, das Zylinderkurbelgehäuse 11 und die Ölwanne 12 mit ihren orthogonal zueinander liegenden Kontaktflächen aufeinander treffen. Entsprechend einem Koordinatensystem im dreidimensionalen Raum ist ein Flansch 22 des Steuergehäusedeckels 20 parallel zu einer y-z-Ebene angeordnet, und ein zweiter Flansch 23 des Steuergehäusedeckels 20 parallel zu einer x-y-Ebene. In einer weiteren Detailansicht des Bereichs Y aus 3a ist in 3b erkennbar, dass die Nut 14 an der Kontaktstelle 18 in den Umfangsrand 13 eingreift. Die Nut 14 ist mit einem aus einem Elastomer gebildeten gummielastischem Werkstoff 15 ausgefüllt, wobei der gummielastische Werkstoff 15 insbesondere in der Art einer bandförmigen Dichtungsraupe ausgebildet ist. An der kritischen Kontaktstelle 18 wird dadurch eine besonders günstige Dichtigkeit erzielt. Dabei ist von besonders großem Vorteil, dass nicht nur eine weiche Entkopplung stattfindet, sondern dass die im Bereich der Kontaktstelle 19 aufeinander treffenden Bauteile, nämlich das Zylinderkurbelgehäuse 11, der Steuergehäusedeckel 20 und die Ölwanne 12 durch den in der Nut 14 angeordneten gummielastischen Werkstoff 15 gegeneinander abgedichtet sind. Insbesondere kann das „Dreiländereck" mit dem bandförmig in der Nut 14 angeordneten Werkstoff 14 gleichzeitig mit einem einzigen Dichtelement abgedichtet werden.

10: Deckelelement
11: Zylinderkurbelgehäuse
12: Ölwanne
13: Umfangsrand
14: Nut
15: gummielastischer Werkstoff
16: erster Deckelbereich
17: zweiter Deckelbereich
18, 18': Stelle
19: Kontaktstelle
20: Steuergehäusedeckel
21: Schraubenlöcher
22: Flansch
23: Flansch
24: Steg

Claims

Steuergehäusedeckel zur Abdichtung eines Brennkraftmaschinengehäuses (11), mit einem Deckelelement (10), einem Umfangsrand (13) sowie mit im Deckelelement (10) angeordneten Nuten (14) zur Aufnahme eines gummielastischen Werkstoffs (15), dadurch gekennzeichnet, dass das Deckelelement (10) einen ersten und einen zweiten Deckelbereich (16, 17) aufweist, wobei der zweite Deckelbereich (17) beweglich zum ersten Deckelbereich (16) ausgebildet ist.
Steuergehäusedeckel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Deckelbereich (16, 17) durch den gummielastischen Werkstoff (15) miteinander verbunden sind.
Steuergehäusedeckel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Deckelbereich (16, 17) durch wenigstens eine Nut (14) verbunden sind, wobei in die Nut (14) der gummielastische Werkstoff (15) aufgenommen ist.
Steuergehäusedeckel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut (14) wenigstens an einer Stelle (18) in den Umfangsrand (13) eingreift.
Steuergehäusedeckel nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut (14) an zwei sich im Wesentlichen gegenüberliegend angeordneten Stellen (18, 18') in den Umfangsrand (13) eingreifen.
Steuergehäusedeckel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der gummielastische Werkstoff (15) aus einem Elastomer gebildet ist.
Brennkraftmaschine umfassend wenigstens ein Zylinderkurbelgehäuse (11), einen Steuergehäusedeckel (20) mit einem Umfangsrand (13), einem Deckelelement (10) sowie mit wenigstens einer im Deckelelement (10) angeordneten Nut (14) zur Aufnahme eines gummielastischen Werkstoffs (15), sowie mit einer Ölwanne (12), wobei sowohl das Zylinderkurbelgehäuse (11) als auch die Ölwanne (12) durch den Steuergehäusedeckel (20) verschließbar sind, und wobei das Zylinderkurbelgehäuse (11), der Steuergehäusedeckel (20) und die Ölwanne (12) in einem Winkel an einer Kontaktstelle (19) aufeinander treffen, dadurch gekennzeichnet, dass das Deckelelement (10) einen ersten und einen zweiten Deckelbereich (16, 17) aufweist, wobei der zweite Deckelbereich (17) beweglich zum ersten Deckelbereich (16) ausgebildet ist.
Brennkraftmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Deckelbereich (16, 17) durch wenigstens eine Nut (14) miteinander verbunden sind, wobei die Nut (14) an wenigstens an einer Stelle (18) in den Umfangsrand (13) eingreift.
Brennkraftmaschine nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut (14) im Bereich der Kontaktstelle (19) in den Umfangsrand (13) eingreift.
Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass in der Nut (14) ein gummielastischer Werkstoff (15) so angeordnet ist, dass das Zylinderkurbelgehäuse (11), der Steuergehäusedeckel (20) und die Ölwanne (12) gegeneinander abgedichtet sind.
Verfahren zur Montage eines Steuergehäusedeckels (20) einer Brennkraftmaschine mit einem Zylinderkurbelgehäuse (11) und einer Ölwanne (12), dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Montageschritt ein erster Deckelbereich (16} des Steuergehäusedeckels (20) mit dem Zylinderkurbelgehäuse (11) und in einem zweiten Montageschritt ein zweiter Deckelbereich (17) des Steuergehäusedeckels (20) mit der Ölwanne (12) verbunden wird.