EA028182B1

EA028182B1 - Устройство для герметичного соединения сообщающихся каналов в прилегающих и/или соединенных конструктивных элементах двигателя внутреннего сгорания

Info

Publication number: EA028182B1
Application number: EA201400023A
Authority: EA
Inventors: Сергей Федотов
Original assignee: Ман Трак Унд Бас Аг
Priority date: 2013-01-15
Filing date: 2014-01-14
Publication date: 2017-10-31
Also published as: EP2754863A2; US20140197634A1; DE102013000510A1; HUE032020T2; EP2754863A3; EP2754863B1; US8978615B2; EA201400023A1

Abstract

Изобретение относится к устройству для герметичного соединения сообщающихся каналов (7, 8) в прилегающих и/или соединенных конструктивных элементах (2, 4) двигателя (1) внутреннего сгорания, в частности сообщающихся каналов в картере и масляной ванне двигателя внутреннего сгорания, содержащему соединительную трубу (9), выполненную с возможностью вставления в каналы (7, 8) и содержащую участок трубы (9а), который в смонтированном состоянии устройства располагается в первый конструктивный элемент (2), и уплотнительное кольцо (10) радиального действия для расположения между указанным участком трубы (9а) и соответствующей стенкой канала (7) первого конструктивного элемента (2). Соединительная труба (9) согласно изобретению содержит кольцевой буртик (9с), выполненный с возможностью установки с радиальным окружным зазором (s) в расположенной со стороны канала (8) выемке (8а) второго конструктивного элемента (4), и уплотнительное кольцо (11) аксиального действия для расположения между торцевым участком кольцевого буртика (9с) и расположенной со стороны канала (8) выемкой (8а).

Description

Настоящее изобретение относится к устройству для герметичного соединения сообщающихся каналов в прилегающих и/или соединенных конструктивных элементах двигателя внутреннего сгорания, содержащее соединительную трубу, выполненную с возможностью вставления в каналы и содержащую участок трубы, который в смонтированном состоянии устройства располагается в первый конструктивный элемент, и уплотнительное кольцо радиального действия для расположения между указанным участком трубы и соответствующей стенкой канала первого конструктивного элемента.

Из патента ΌΕ 102004037054 А1 известно уплотнительное устройство такого рода, в котором в каналах, предусмотренных во фланцевых областях конструктивных элементов двигателя внутреннего сгорания, использована соединительная труба с уплотнительным кольцом. Наряду с герметичным соединением, например, каналов для подачи смазочного масла, такие соединительные трубы действуют также в качестве центрирующих втулок, облегчающих также определенное размещение соединяемых конструктивных элементов. При этом компенсация допусков в направлении поперек продольной оси соединительной трубы без недопустимого перекоса уплотнительного устройства вряд ли возможна. Однако у определенных конструктивных элементов двигателей внутреннего сгорания возникает проблема с подсоединением конструктивных элементов в другой, например, вертикальной относительно первой фланцевой области, фланцевой области, перекрывающей конструктивные элементы (например, приводную шестерню, картер сцепления, картер маховика и т.д.), смонтированные с соединительной трубой в первой фланцевой плоскости. Здесь из-за неточного расположения фланцевых поверхностей в одной плоскости могут иметь место неплотности и/или перекосы конструктивных деталей.

Задачей изобретения является предложение конструктивно и технологически простого устройства для герметичного соединения сообщающихся каналов в прилегающих и/или соединенных конструктивных элементах двигателя внутреннего сгорания, в частности, сообщающихся каналов в картере и масляной ванне двигателя внутреннего сгорания, которые при надежной герметизации в определенной степени допускают компенсацию допусков в направлении фланцевой плоскости конструктивных элементов с соединительной трубой.

Эта задача решается с помощью признаков п. 1 формулы изобретения. Предпочтительные и особенно целесообразные варианты осуществления изобретения являются предметом зависимых пунктов формулы изобретения.

Согласно п.1 формулы изобретения предлагается устройство для герметичного соединения сообщающихся каналов в прилегающих и/или соединенных конструктивных элементах двигателя внутреннего сгорания, содержащее соединительную трубу, выполненную с возможностью вставления в каналы и содержащую участок трубы, который в смонтированном состоянии устройства располагается в первый конструктивный элемент, и уплотнительное кольцо радиального действия для расположения между указанным участком трубы и соответствующей стенкой канала первого конструктивного элемента. Согласно изобретению предусмотрено, что соединительная труба содержит кольцевой буртик, выполненный с возможностью установки с радиальным окружным зазором в расположенной со стороны канала выемке второго конструктивного элемента, и уплотнительное кольцо аксиального действия для расположения между торцевым участком кольцевого буртика и расположенной со стороны канала выемкой.

С помощью окружного зазора может осуществляться компенсация допуска в плоскости уплотнения без ущерба для уплотняющего воздействия уплотнительного кольца, действующего в аксиальном направлении. При этом по существу сохраняются центрирующее действие соединительной трубы, упрощающее монтаж конструктивных элементов, и простая установка уплотнительных колец на соединительной трубе. Альтернативно соединительная труба может именоваться также соединительной втулкой.

Кроме того, кольцевой буртик в соединительной, или фланцевой, плоскости удерживается за счет соединения конструктивных элементов в аксиальном направлении и определенного уплотнительного давления прижима, в то время как трубчатый участок соединительной трубы может быть выполнен тонкостенным и тем самым обеспечивает подходящие сечения каналов при незначительных габаритах.

Таким образом, решение согласно изобретению очень хорошо может служить в качестве компенсатора относительных перемещений между картером и масляной ванной, например, в случае различия тепловых расширений конструктивных элементов и/или при деформации во время эксплуатации двигателя, например, деформации за счет свободно подвешенной коробки передач.

В принципе уплотнительное кольцо аксиального действия могло бы быть образовано, например, плоским, или плоскостным, уплотнительным кольцом. Однако особенно предпочтительной для особенно хорошего уплотняющего воздействия является форма выполнения, при которой на торцевом участке кольцевого буртика технологически предпочтительным образом предусмотрен кольцевой паз, в который аксиально уплотняющим образом вставлено уплотнительное кольцо аксиального действия. Здесь кольцевой паз может быть выполнен таким образом, чтобы уплотнительное кольцо там не только свободно вкладывалось, но и удерживалось там.

Однако альтернативно этому на торцевом участке кольцевого буртика может быть также выполнен окружной, проходящий там, по меньшей мере частично, предпочтительно кольцеобразно, выступ, посредством которого уплотнительное кольцо аксиального действия может удерживаться на торцевом участке, в частности, может удерживаться там с определенным предварительным натяжением. При этом

- 1 028182 выступ технологически и с точки зрения монтажа, предпочтительно, выполнен таким образом, чтобы его внешняя окружность конически сужалась в направлении кольцевого буртика. Здесь соответствующее уплотнительное кольцо аксиального действия может просто расширяться и навешиваться на выступ.

После навешивания уплотнительное кольцо эластично стягивается и за счет этого удерживается на выступе, что означает существенное облегчение монтажа, поскольку уплотнительное кольцо при соединении, или при совместном монтаже обоих конструктивных элементов, надежно удерживается на кольцевом буртике. Кроме того, выступ, предпочтительно, выполнен таким образом, чтобы он располагался во внутренней краевой области торцевого участка кольцевого буртика, т.е. образовывал своей внутренней окружностью составной элемент стенки соединительной трубы. Таким образом, получаются бесступенчатая область канала и в целом компактная структура.

Кроме того, уплотнительное кольцо радиального действия согласно особенно предпочтительной форме выполнения может быть надежно смонтировано в кольцевом пазу со стороны стенки соответствующего канала. Выемка со стороны стенки канала технологически простым способом может быть образована ступенчатым расширением поперечного сечения в области входного отверстия канала второго конструктивного элемента.

Особенно предпочтительно, чтобы первый конструктивный элемент мог быть картером двигателя внутреннего сгорания, а второй конструктивный элемент - масляной ванной и/или нижним элементом подшипника картера, и/или головкой цилиндра двигателя внутреннего сгорания. В этом случае последовательность монтажа, среди прочего, может включать вставку соединительной трубы в канал картера и при предварительной центровке с помощью соединительной трубы или кольцевого буртика насадку на другой конструктивный элемент, например на масляную ванну. Компенсация допуска в имеющемся окружном зазоре может осуществляться с помощью монтажа другого конструктивного элемента, например, крышки приводной шестерни или при необходимости с помощью измерительного инструмента, или калибра.

Ниже пример выполнения изобретения более подробно поясняется на приложенном схематическом чертеже, на котором фиг. 1 изображает схематически вид двигателя внутреннего сгорания с картером, с прифланцованной к нему масляной ванной, с картером маховика, установленным во второй фланцевой плоскости и с соединительной трубой, перемыкающей каналы во фланцевой плоскости между картером и масляной ванной, фиг. 2а, 2Ь - первую форму выполнения блока Ζ на фиг. 1 в разобранном состоянии (фиг. 2а) и в собранном состоянии (фиг. 2Ь) и фиг. 3 а, 3Ь - альтернативную форму выполнения блока Ζ на фиг. 1 в разобранном состоянии (фиг. 3 а) и в собранном состоянии (фиг. 3Ь).

На фиг. 1 в общих чертах лишь постольку, поскольку это необходимо для понимания настоящего изобретения, показан двигатель 1 внутреннего сгорания с картером или блоком 2 цилиндров, к которому в первой, примерно горизонтальной фланцевой плоскости прифланцована масляная ванна 4.

Со стороны отбора мощности двигателя внутреннего сгорания 1 прифланцован картер 5 маховика, плоскость 6 фланца которого проходит примерно вертикально и, как видно, перемыкает как соответствующие области фланца картера 2, так и масляной ванны 4. Картер 2 и масляная ванна 4 содержат для этого соответственно горизонтальной фланцевой плоскости 3 вертикально направленные фланцевые области во фланцевой плоскости 6.

По меньшей мере во фланцевой области между картером 2 и ванной 4 в одной плоскости и перпендикулярно фланцевой плоскости 3 выполнены, или изготовлены, расположенные по одной оси каналы 7 и 8, в которые вставлена соединительная труба 9, перемыкающая каналы 7 и 8. Соединительная труба 9, с одной стороны, уплотняет каналы 7 и 8 снаружи и служит при монтаже для определенной юстировки масляной ванны 4 относительно картера 2. Таким образом, решение согласно изобретению может очень хорошо служить в качестве компенсатора относительных перемещений между картером и масляной ванной, например, в случае различия тепловых расширений областей и/или деформации во время эксплуатации двигателя, например, при деформации в результате свободного подвешивания коробки передач.

Каналы 7 и 8 могут образовывать маслозаборный канал для всасывания смазочного масла из масляной ванны 4 или канал для обратного стока масла. Предусмотрены могут быть во фланцевой плоскости 3 и несколько каналов 7 и 8 с соединительными трубами 9.

На фиг. 2а, 2Ь в увеличенном виде изображен первый пример выполнения соединительной трубы 9, вставленной в каналы 7 и 8 с уплотнением за счет уплотнительных колец 10 и 11 с эластичностью резины.

Для этого соединительная труба содержит тонкостенный участок 9а трубы с торцевой фаской 9Ь и кольцевой буртик 9с большего диаметра.

Участок 9а трубы вдается в канал 7 на определенную длину и взаимодействует при этом с вставленным в кольцевой паз 7а уплотнительным кольцом 10 радиального действия. Для предварительного натяжения уплотнительного кольца 10 паз 7а выполнен таким образом, чтобы уплотнительное кольцо 10 в не смонтированном состоянии в заданной степени превосходило его.

- 2 028182

Кроме того, кольцевой буртик 9с соединительной трубы 9 удерживается в ступенчато расширенной выемке 8а в поперечном сечении канала 8 в области 8Ь входного отверстия канала 8 во фланцевой области масляной ванны 4 в аксиальном направлении, причем уплотнительное кольцо 11 вставлено в кольцевой паз 96 торцевого участка кольцевого буртика 9с и в собранном состоянии предварительно натянуто за счет аксиально направленного давления уплотнения (фиг. 2Ь). Для этого уплотнительное кольцо 11 в аксиальном направлении превышает кольцевой паз 96 (фиг. 2а).

Кроме того, кольцевой паз 96 рассчитан таким образом, что его внутренний участок 9£ стенки даже при предельных радиальных перемещениях кольцевого буртика 9с в окружном зазоре своей опорной поверхностью надежно подпирается в выемке 8а, или в краевой области 8с выемки 8а со стороны канала, и поддерживается там.

Между выемкой 8а канала 8 в масляной ванне 4 и кольцевым буртиком 9с соединительной трубы 9 образован радиальный окружной зазор 8 определенной величины, допускающий перемещение масляной ванны 4 относительно картера 2 в горизонтальном направлении без ущерба для давления уплотнения на уплотнительном кольце 11.

При монтаже масляной ванны 4 на картере 2 после укладки уплотнительных колец 10 и 11 в соответствующие кольцевые пазы 7а, 96 в канал 7 вставляется соединительная труба 9, а затем юстируется масляная ванна 4, которая устанавливается с помощью кольцевого буртика 9с соединительной трубы 9 в вертикальном направлении монтажа снизу вверх и сначала фиксируется лишь слегка.

Затем, например, с помощью калибра, добиваются того, чтобы вертикальные фланцевые области картера 2 и масляной ванны 4, расположенные во фланцевой области 6 для картера 5 маховика, в точности располагались относительно друг друга в одной плоскости, причем чтобы благодаря окружному зазору 8 у соединительной трубы 9 при необходимости производилась незначительная коррекция для компенсации производственных допусков.

Дальнейшая последовательность монтажа может осуществляться известным способом.

На фиг. За, 3Ь изображено альтернативное исполнение соединительной трубы 9, при котором к торцевому участку кольцевого буртика 9с приформовывается здесь, например, кольцеобразный окружной выступ 9е, удерживающий уплотнительное кольцо 11 аксиального действия. Для надежного удержания от соскальзывания выступ 9е, или его внешняя окружность, выполнены конически сужающимися в направлении кольцевого буртика 9с, благодаря чему уплотнительное кольцо 11 зафиксировано, как в пазу. Паз, сформированный таким образом, мог бы быть выполнен и закругленным. Как видно дальше, выступ 9е сформирован и выполнен таким образом, чтобы его внутренняя окружность была составной частью стенки соединительной трубы 9.

Выступ 9е по своей аксиальной протяженности выполнен таким образом, что прижим уплотнительного кольца 11 внутри выемки 8а канала 8 (см. фиг. 3), действующий в аксиальном направлении, гарантирован, т.е. уплотнительное кольцо 11 превосходит выступ 9а в аксиальном направлении.

Кроме того, выступ 9е рассчитан таким образом, что он даже при предельных радиальных перемещениях кольцевого буртика 9с в окружном зазоре надежно подпирается в выемке 8а, или в краевой области 8с выемки 8а на стороне канала, и поддерживается там. Другими словами, это означает, что наружный диаметр выступа 9е в области своей опорной поверхности со стороны приема выбран таким образом, что он больше диаметра канала в области входного отверстия канала 8.

Изобретение не ограничено изображенным примером выполнения.

Так, например, в качестве рассматриваемых вместо масляной ванны 4 функциональных элементов двигателя внутреннего сгорания могут быть использованы головка цилиндра, корпус коренного подшипника коленчатого вала и т.д., снабженные по меньшей мере одной соединительной трубой 9 во фланцевых областях для герметичного соединения встроенных каналов 7, 8 и одновременно служащие для юстировки при монтаже функциональных элементов и при последующей компенсации допусков.

Перечень позиций

- двигатель внутреннего сгорания

- картер

- горизонтальная фланцевая область

- масляная ванна

- корпус маховика

- вертикальная фланцевая поверхность

- канал

7а - кольцевой паз

- канал

8а - выемка

8Ь - область входного отверстия

8с - краевая область

- соединительная труба

9а - участок трубы

9Ь - фаска

- 3 028182

9с - кольцевой буртик 9ά - кольцевой паз 9е - выступ

9ί - участок стенки паза

- уплотнительное кольцо

- уплотнительное кольцо 8 - окружной зазор

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Устройство для герметичного соединения сообщающихся каналов (7, 8) в прилегающих и/или соединенных конструктивных элементах (2, 4) двигателя (1) внутреннего сгорания, содержащее соединительную трубу (9), выполненную с возможностью вставления в каналы (7, 8) и содержащую участок трубы (9а), который в смонтированном состоянии устройства располагается в первый конструктивный элемент (2), и уплотнительное кольцо (10) радиального действия для расположения между указанным участком трубы (9а) и соответствующей стенкой канала (7) первого конструктивного элемента (2), отличающееся тем, что соединительная труба (9) содержит кольцевой буртик (9с), выполненный с возможностью установки с радиальным окружным зазором (8) в расположенной со стороны канала (8) выемке (8а) второго конструктивного элемента (4), и уплотнительное кольцо (11) аксиального действия для расположения между торцевым участком кольцевого буртика (9с) и расположенной со стороны канала (8) выемкой (8а).
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что на торцевом участке кольцевого буртика (9с) предусмотрен кольцевой паз (9ά), в который вставлено уплотнительное кольцо (11) аксиального действия.
3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что на торцевом участке кольцевого буртика (9с) выполнен окружной, проходящий там, по меньшей мере частично, предпочтительно кольцеобразно, выступ (9е), с помощью которого на торцевом участке удерживается уплотнительное кольцо (11) аксиального действия.
4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что выступ (9е) выполнен во внутренней краевой области торцевого участка (9с) и/или образует своей внутренней периферией составной элемент стенки соединительной трубы (9).
5. Устройство по п.3 или 4, отличающееся тем, что выступ (9е) выполнен таким образом, что его внешняя окружность конически сужается в направлении кольцевого буртика (9с).
6. Устройство по одному из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что уплотнительное кольцо (10) радиального действия выполнено с возможностью установки в кольцевом пазу (7а) со стороны стенки соответствующего канала (7).
7. Устройство по одному из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что выемка (8а) со стороны канала образована ступенчатым расширением поперечного сечения в области (8Ь) входного отверстия канала (8).
8. Устройство по одному из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что первым конструктивным элементом (2) является картер двигателя внутреннего сгорания (1), а вторым конструктивным элементом (4) - масляная ванная (4) и/или нижний элемент подшипника картера, и/или головка цилиндра двигателя внутреннего сгорания.
9. Устройство по одному из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что каналы (7, 8), принимающие соединительную трубу (9), являются маслозаборными каналами и/или каналами для обратного стока масла смазочной системы двигателя внутреннего сгорания (1).
10. Транспортное средство, в частности автомобиль промышленного назначения, содержащее устройство для герметичного соединения сообщающихся каналов по одному из предшествующих пунктов.