DE4306452C2 - Integriertes Dichtungssystem zur Abdichtung der Enden einer Kurbelwelle - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein integriertes Dichtungssystem zur Abdichtung der Enden der Kurbelwelle des Kfz-Motors mit einem Strukturelement zur Montage des Aggregats an dem Motorblock, einem radialen Dichtungselement zur Dichtung der Welle, einem statischen Dichtungselement zur Oberflächendichtung in bezug auf den Motorblock und einem Kantendichtungselement zur Ab­ dichtung des Zwischenraums zwischen dem Motorblock und der Dichtung der Ölwanne, wobei alle Dichtungen durch Vulkanisie­ rung integriert sind, und das statische Dichtungselement eine Dichtung darstellt, welche einen Bereich der Fläche des Strukturelements einschließt, der an der Wand des Motorblocks anliegt und eine Durchgangsöffnung für die Kurbelwelle ent­ hält, die das radiale Dichtungselement einschließt.

Es ist bereits eine Dichtung bekannt, welche insbesondere an den Enden der Kurbelwelle eines Kfz-Motors angewendet wird, im wesentlichen bestehend aus einem Montageflansch des Dich­ tungsmittels am Motorblock, einem radialen Dichtungsring, welcher die Welle umfaßt und in den Flansch eingepreßt ist und einer Pappdichtung zur stationären Dichtung zwischen den Flächen des Flansches und des Motorblocks, welche zusammen während des Einbauvorgangs des Motors montiert werden.

In bezug auf die Effizienz des beschriebenen Dichtungsmittels ist dieses nicht vollständig zufriedenstellend, insbesondere am Motorenfließband und angesichts der heutzutage beobachte­ ten und verlangten Automatisierungsgrade dieser Art von Fließbändern.

Demnach sind der Flansch, der radiale Dichtungsring und die stationäre Dichtung, aus welchen dieses Dichtungsmittel der herkömmlichen Bauart besteht, ursprünglich voneinander ge­ trennte Teile, welche normalerweise von verschiedenen Lie­ ferern an das Motoren- und/oder Kfz-Werk geliefert werden und sie müssen für dieses Motoren- und/oder Kfz-Werk vor Einbau in den Motor vormontiert werden.

Zum einen ist es unvermeidlich, daß diese Lieferform des Dichtungsmittels eine Erhöhung der Anzahl der in das Kfz ein­ zubauenden Teile darstellt, und dementsprechend eine Erhöhung der verwaltungsmaßnahmen zur Beschaffung dieser Teile für das Fließband darstellt, d. h. Vorratskontrolle, Einkauf, Quali­ tätskontrolle und andere, was erwünscht ist.

Zum anderen erfordert dieses übliche Dichtungsmittel, das aus ursprünglich getrennten Teilen bestehend, die Vormontage der Bestandteile vor Anlieferung an das Motoren- und/oder Kfz-Fließ­ band selbst, woraus sich untergeordnete Montageebenen in einem Motoren- und/oder Kfz-Werk ergeben, welche mit dem er­ reichten und/oder geforderten Automatisierungsgrad unverein­ bar sind.

Ein anderer Nachteil dieser Art eines üblichen Dichtungsmit­ tels bezieht sich auf die Tatsache, daß es nach erfolgter Montage schwierig ist, den Ursprung und/oder die Verantwor­ tung für mögliche Defekte festzustellen, da diese auf die Teile, aus welchen das Mittel besteht und/oder auf die Mon­ tage derselben selbst im Werk des Benutzers des Aggregats zu­ rückführbar sein können.

Ein anderes bei diesen üblichen Dichtungsmitteln beobachtetes Problem bezieht sich auf die Tatsache, daß keine Dichtungs­ mittel vorgesehen sind für den Raum zwischen dem Flansch des Aggregats, dem Motorblock und der Ölwanne. Diese Beschränkung des üblichen Dichtungsmittels erfordert einen zusätzlichen verfahrensschritt bei der Montage am Motor, d. h. Anbringung von Dichtungsmasse am genannten Zwischenraum, was angesichts der erforderlichen Automatisierungsgrade der Motoren- und/oder Kfz-Fließbänder unerwünscht ist.

Aus der DE-OS 25 51 360 ist ein Aufbau mit einer elastischen Profildichtung im wesentlichen in U-Form bekannt, wobei an der unteren Querbasis ein Abdichtungsteil in der Mitte eine vorstehende Doppellippe mit angerundeten Dichtkanten aufweist und deren U-Schenkel als Stützstege ausgebildet sind. Während des Zusammenpressens wird das Dichtteil nach innen gewölbt und tritt in den freien Raum zwischen den Schenkeln der Stützstege ein.

Aus der EP 0 264 547 A2 ist ein integriertes Dichtungssystem bekannt, das im wesentlichen aus einem Strukturelement zur Montage des Aggregats am Motor, einem radialen Dichtungsele­ ment, das die Welle umfaßt, einem statischen Dichtungselement zum Oberflächendichtung zum Motorblock und einem Kantendich­ tungselement zur Abdichtung des Zwischenraums zwischen dem Motorblock und der Ölwannendichtung besteht. Bei dem bekann­ ten integrierten Dichtungssystem ist das Strukturelement aus gestanztem Blech gefertigt, auf das zwei oder mehr Schrauben aufgeschweißt sind. Es ist notwendig, das Blech auszurichten, da es durch die Schweißung verformt wird, und die Dichtungs­ elemente müssen vulkanisiert und nachher gestrichen werden, da sie ansonsten verrosten. Bei diesem Strukturelement ent­ stehen Verformungen durch Anziehen der Schrauben und die Ge­ winde der Schrauben oder des Strukturelements werden beschä­ digt, da das Blech zu dünn ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Dichtungssystem gemäß Gattungsbegriff bereitzustellen, das bei einfachem und kostengünstigem Aufbau ein einfaches Montieren am Motorblock bei gleichzeitiger langer Lebensdauer sicherstellt.

Diese Aufgabe wird bei dem gattungsgemäßen integrierten Dich­ tungssystem durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Diese Bauart des Dichtungssystems löst die vorstehend erwähn­ ten Probleme, da anstelle des Empfangs von drei getrennten Elementen durch das Motoren- und/oder Kfz-Werk und der Vor­ montage des Dichtungsmittels, wie gegenwärtig, nur ein voll­ ständig fertiges Element erhalten wird, welches fertig ist zur Anlieferung an das Motoren- und/oder Kfz-Fließband, mit Vermeidung aller verwaltungsmaßnahmen und/oder Vormontage u. dgl., welche aufgrund des gegenwärtigen Dichtungsmittels erforderlich sind.

Außerdem erleichtert das integrierte Dichtungssystem gemäß der Erfindung die Feststellung des Ursprungs und/oder der Verantwortung für mögliche Defekte, woraus sich die Beschleu­ nigung der Qualitätssicherungsmaßnahmen und/oder konstrukti­ ven Berichtigung und/oder anderer Maßnahmen im Motoren- und/oder Kfz-Werk ergibt.

Ein anderer Vorteil des gegenwärtigen integrierten Dichtungs­ systems besteht darin, daß es in einem einzigen Teil alle Dichtungen für die Enden der Kurbelwelle vereinigt, welche mit den verschiedenen Teilen des herkömmlichen Dichtungsmit­ tels erzielt werden und diese Dichtungen weiterhin mittels der Kantendichtung zwischen dem Motorblock und der Ölwannen­ dichtung verbindet, welche im genannten herkömmlichen Dich­ tungsmittel nicht vorgesehen ist.

Beiliegende Zeichnungen zeigen das integrierte Dichtungs­ system, welches Gegenstand der Erfindung ist, und zwar:

Fig. 1 eine Frontansicht,

Fig. 2 eine Draufsicht in der Ebene "A" von Fig. 1, gese­ hen von der Berührungsfläche mit der Ölwannendich­ tung,

Fig. 3 einen Querschnitt längs der Linie B-B von Fig. 1,

Fig. 4 eine Einzelheit längs Schnitt C-C von Fig. 1,

Fig. 5 einen Schnitt D-D von Fig. 1 und

Fig. 6 eine Einzelheit des Systems in der Anwendung.

Entsprechend den oben bezeichneten Figuren findet das inte­ grierte Dichtungssystem Anwendung bei einer Kurbelwelle 1 eines Kfz-Motors 2 und besteht im wesentlichen aus einem Strukturelement 3 zur Montage des Aggregats am Motorblock 2, einem radialen Dichtungselement 4, welches die Welle 1 um­ faßt, einem statischen Dichtungselement 5 zur Oberflächen­ dichtung zum Motorblock 2 und einer Kantendichtung 6 zur Ab­ dichtung des Zwischenraums 7 zwischen dem Motorblock 2 und der Dichtung 8 der Ölwanne 9, alle von Anfang an untereinan­ der durch Vulkanisierung integriert.

Das Strukturelement 3 ist ein im wesentlichen ringförmiges Teil 10, welches die Welle 1 umfaßt, und weist eine ebene Fläche 11 auf, welche an der Dichtung 8 der Ölwanne 9 anliegt und in welchem Bohrungen 12 vorgesehen sind zur Befestigung am Motorblock 2 und am Flansch der Ölwanne 9; am genannten ringförmigen Teil 10 sind durch Vulkanisation die Dichtungs­ elemente integriert: die Radialdichtung 4, die statische Oberflächendichtung 5 und die Kantendichtung 6.

Das radiale Dichtungselemente 4 besteht aus einer ringförmi­ gen Dichtungslippe 13, welche die Welle 1 in ihrem ganzen Um­ fang umfaßt, und aus einem Elastomeren besteht. Die der Welle zugekehrte Innenseite weist ein Dichtungsprofil auf und ent­ hält eine Hauptdichtungslippe 14, hydrodynamische Dichtungs­ schlitze 15 und eine Dichtungslippe gegen das Eindringen von Staub 16, während die Außenseite der genannten Dichtungslippe ringförmige Vorsprünge 17 aufweist, welche direkt durch vul­ kanisieren in einem internen Montagering 18 des Strukturele­ ments 3 integriert sind, sowie eine Ringfeder 19, die gegen die Welle wirkt.

Das statische Dichtungselement des dargestellten Systems be­ steht, anstatt aus einer Pappdichtung - wie in den herkömmli­ chen Dichtungssystemen vorgesehen, aus einer Dichtung 20, welche den Bereich 21 der Fläche 22 des Strukturelements 3 umfaßt und an der Wand des Motorblocks 2 anliegt, welcher eine Öffnung 23 für die Kurbelwelle 1 aufweist und das ra­ diale Dichtungselement 4 aufnimmt. Diese Dichtung 20 ist integriert in die Rille 24, vorgesehen in der genannten Flä­ che 22 des Strukturelements 3, in Richtung des Motorblocks 2, deren Dichtungsfläche 25 (Fig. 4), welche gegen die Wand des Motorblocks 2 gepreßt wird, ein gewundenes Profil aufweist, gebildet mindestens aus einem konkav/konvexen Querprofil 26- 27. Das genannte konkav/konvexe Profil 26-27 besteht aus min­ destens einer mittigen und größeren Konvexrippe 26, mit bei­ derseits symmetrischen konkaven Rillen 27, wobei erstere zu­ sammengedrückt, deformiert und einen Teil der letzteren ein­ nimmt bei der Montage des Systems am Motor 2 mit geeigneter Gestaltung, Abmessungen und Elastizität, um mit ausreichender Kraft gegen die Wand des Blocks 2 gepreßt werden zu können, zwecks effizienter statischer Oberflächendichtung, sowohl zum Zeitpunkt der Montage wie auch während der gesamten Lebens­ dauer des Systems.

Anstatt daß die Abdichtung des Zwischenraums 7 zwischen dem integrierten Dichtungssystem, der Wand des Motorblocks 2 und der Dichtung 8 der Ölwanne 9 (Fig. 6) wie bisher bei der Mon­ tage des Systems am Motor mit Dichtungsmasse vorgenommen wird, wie bei den üblichen Vorrichtungen, erfolgt die Abdich­ tung des Zwischenraums 7 beim dargestellten integrierten Dichtungssystem durch ein Kantendichtungselement 6, bestehend aus einer Dichtung 28, integriert in die Rille 29, welche an der Kante 30 des Strukturelements 3 vorgesehen ist, gelegen im Winkel und gebildet durch die Wand des Motorblocks 2 und die Dichtung 8 der Ölwanne 9 (Fig. 5). Der Querschnitt der genannten Dichtung ist geeignet zur Aufnahme in der genannten Rille 29 und ihre freie Kante weist eine Verlängerung 31 auf mit Gestaltung, Abmessungen und Elastizität geeignet zur Auf­ nahme unter Druck und Ausfüllung des gesamten Zwischenraums 7 bei der Montage und während der gesamten Lebensdauer des Systems.

Das Strukturelement 3 kann aus einem geeigneten Werkstoff ge­ fertigt werden, z. B. Aluminium oder Kunststoffen.

Das gesamte Aggregat kann zur Abdichtung des vorderen oder des hinteren Endes der Kurbelwelle 1 gestaltet werden.

Claims (3)

1. Integriertes Dichtungssystem zur Abdichtung der Enden der Kurbelwelle (1) des Kfz-Motors (2) mit einem Strukturele­ ment (3) zur Montage des Aggregats an dem Motorblock (2), einem radialen Dichtungselement (4) zur Dichtung der Welle (1), einem statischen Dichtungselement (5) zur Oberflächendichtung in bezug auf den Motorblock (2) und einem Kantendichtungselement (6) zur Abdichtung des Zwischenraums (7) zwischen dem Motorblock (2) und der Dichtung (8) der Ölwanne (9), wobei alle Dichtungen durch Vulkanisierung integriert sind, und das statische Dich­ tungselement (5) eine Dichtung (20) darstellt, welche einen Bereich (21) der Fläche (22) des Strukturelements (3) einschließt, der an der Wand des Motorblocks (2) anliegt und eine Durchgangsöffnung (23) für die Kurbel­ welle (1) enthält, die das radiale Dichtungselement (4) einschließt, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (20) in eine in der Fläche (22) des Strukturelements (3) ausgebildeten Rille (24) einvulkanisiert ist und die Dichtung auf dem Motorblock (2) eine Dichtungsfläche (25) mit einem gewellten konkav/konvexen Querprofil (26-27) aufweist, welches gegen die Wand des Motorblocks (2) gedrückt wird, wobei das konkav/konvexe Querprofil (26- 27) aus mindestens einer mittigen und größeren Kon­ vexrippe (26) mit beiderseitig symmetrischen konkaven Rillen (27) besteht und die Rippe (26) bei der Montage am Motor (2) zusammengedrückt deformiert einen Teil der Ril­ len (27) einnimmt, und wobei das Kanten-Dichtungselement (6) aus einer in einer Rille (29) am Strukturelement (3) einvulkanisierten Dichtung (28) besteht, die in dem Win­ kel zwischen Wand des Motorblocks (2)/ Dichtung (8) der Ölwanne (9) ausgebildet ist, wobei die Dichtung (28) an ihrer freien Kante eine Verlängerung (31) aufweist.

2. Integriertes Dichtungssystem gemäß Anspruch 1 und enthal­ tend das radiale Dichtungselement (4) mit einer Innen­ seite, welche enthalten kann: eine Hauptdichtungslippe (14), hydrodynamische Dichtungsschlitze (15) und eine Dichtungslippe gegen den Eintritt von Staub (16), während die Außenseite des genannten radialen Dichtungselementes (4) eine Ringfeder (19) der Dichtungslippe zum Andrücken an die Welle aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenseite des genannten radialen Dichtungselementes (4) Vorsprünge (17) aufweist, welche direkt durch Vulkanisie­ ren mit einem inneren Montagering (18) des Strukturele­ ments (3) integriert sind.

3. Integriertes Dichtungssystem gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Strukturelement (3) aus einem Einwegwerkstoff gefertigt ist, wie z. B. einem geeigneten Kunststoff, Aluminium oder anderem.