EP0602398B1

EP0602398B1 - Ventilhaubendeckel

Info

Publication number: EP0602398B1
Application number: EP93118413A
Authority: EP
Inventors: Stephan Dipl.-Ing. Bernd; Bernhard Dipl.-Ing. Feldmann
Original assignee: CR Elastomere GmbH
Current assignee: SKF Sealing Solutions GmbH
Priority date: 1992-12-15
Filing date: 1993-11-13
Publication date: 1997-01-15
Anticipated expiration: 2013-11-13
Also published as: DE4242265C1; EP0602398A1; DE59305145D1; ES2096184T3

Description

Die Erfindung betrifft einen zwei- oder mehrwandigen Ventilhaubendeckel für den Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine mit einer äußeren Haube und mindestens einer mit dieser äußeren Haube eine Kammer bildenden, ebenfalls als Haube ausgebildeten Trennwand, wobei beide Hauben mit einer Randfläche zur Aufnahme einer elastischen Dichtung sowie mit mehreren Öffnungen zur Durchführung von Befestigungsmitteln und/oder Zusatzkörpern, die durch Gummielemente abgedichtet sind, versehen sind.
Zur Abdichtung des Ventiltriebes im Zylinderkopf bei Brennkraftmaschinen werden dünnwandige Metall- oder Kunststoffdeckel. die als Haube ausgebildet sind, eingesetzt.
Bei Brennkraftmaschinen entstehen aufgrund des komplexen Aufbaues und der Arbeitsweise Geräusche, die durch nicht kraftführende Anbauteile, wie beispielweise der Ventilhaubendeckel, verstärkt werden. Um die Geräuschabstrahlung zu verringern, werden diese Anbauteile über eine elastische Dichtung körperschallisolierend mit dem Zylinderkopf verbunden, so daß man von einer entkoppelten Verbindung spricht.
Die EP 0 208 460 A2 zeigt einen Ventilhaubendeckel, der über eine elastische Dichtung mit dem Zylinderkopf voll entkoppelt verschraubt wird. Im Boden des Ventilhaubendeckels sind mehrere Öffnungen angeordnet, die zum einen zur Durchführung der Befestigungsschrauben und zum anderen zur Durchführung von Entlüftungsleitungen oder als Öleinfüllöffnung dienen. Sämtliche Öffnungen müssen über Gummielemente abgedichtet werden. Darüber hinaus sind innerhalb des Ventilhaubendeckels Trennwände vorgesehen, die sich quer im Deckel erstrecken und als Ölspritzwand fungieren. Diese Trennwände sind notwendig, um das vom Brennraum am Kolben durchgelassene Gas, welches als Blowby-Gas bezeichnet wird und vom Kurbelgehäuseraum über die Ölrücklaufkanäle zwischen Zylinderkopf und Kurbelgehäuse in die Ventilhaube und von dort in den Ansaugbereich des Motors gelangt, nicht unnötig mit Öl zu vermischen.
Die Ölrücklaufkanäle zwischen Zylinderkopf und Kurbelgehäuse erweisen sich bei modernen Motoren mit einer oder zwei obenliegenden Nockenwellen und hydraulischen Stößeln als problematisch, da im Zylinderkopf ein hoher Ölbedarf und somit eine hohe Ölrücklaufmenge notwendig ist. Das in Gegenrichtung strömende Blowby-Gas kann den Rückfluß des Öles behindern, so daß im Zylinderkopf ein Ölstau entstehen kann. Um dies zu vermeiden, wurden bereits verschiedene Kanäle für den Ölrückfluß und die Kurbelwellenentlüftung vorgesehen.
Im Ventilhaubendeckel gemäß EP 0 208 460 A2 erfolgt eine Trennung über Trennwände im Gehäuseboden, wobei die Trennwände lediglich als Spritzwände fungieren, die keine absolut gasdichte Abtrennung erlauben.
Die DE-A-29 19 038 zeigt eine gattungsgemäße doppelwandige Abdeckhaube für einen Zylinderkopf eines Verbrennungsmotors, bei der die beiden Wandungen der Abdeckhauben aus Blech mit etwa gleichen Konturen geprägt sind und im zusammengebauten Zustand durch aus weichen Elastomeren gebildete Abstandshalter in etwa gleichem Abstand voneinander gehalten werden und durch eine einzige einstückige und ohne durch Öffnungen oder dgl. gegenüber dem Rand des Zylinderkopfes unterbrochene Dichtung gegenüber dem Zylindergehäuse abgedichtet sind. Das innere Wandungsblech weist in der Nähe der Dichtung mehrere durch Ausprägungen von seiner Innenseite her entstandene zum Ölraum hin offene Belüftungsöffnungen auf, die mit einem Entlüftungsstutzen korrespondieren, der in der Mitte des äußeren Wandungsbleches, dieses durchdringend und in den Innenraum zwischen den beiden Blechen hineinragend angeordnet ist. Um den in den Raum zwischen den Wandungsblechen hineinragenden Entlüftungsstutzen ist eine ringförmige Sicke eingeprägt. Dadurch muß eine durch die Belüftungsöffnungen aus dem Ölraum eingeleitete Strömung mehrfache Umlenkungen hinnehmen, so daß Öl abgeschieden wird, das durch die Öffnungen wieder in den Ölraum des Motors zurückgeleitet wird.
Bei dieser bekannten Ausführung sind Öl- und Gasraum miteinander in Verbindung, so daß die vorerwähnten Maßnahmen nicht nur dazu dienen, die vom Zylinderkopf ausgehenden Geräusche zu dämpfen, sondern auch das Öl aus dem Raum über der Zylinderkopfhaube abzuscheiden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen zwei- oder mehrwandigen Ventilhaubendeckel dahingehend zu verbessern, daß eine Trennung zwischen Entlüftungskanal für Blowby-Gas und Ölrückflußkanal erzeugt wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die als Haube ausgebildete Trennwand den Ölraum vom Gasraum abdichtend mit dem Zylinderkopf verbindbar ist und daß der zwischen der Außenseite der die Trennwand bildenden Haube und der Innenseite der äußeren Haube des Ventilhaubendeckels gebildete Entlüftungskanal zur Entlüftung des Kurbelwellengehäuses an der Anlagefläche zum Zylinderkopf mit Öffnungen versehen ist, die über Entlüftungsbohrungen im Zylinderkopf mit dem Kurbelwellengehäuse in Verbindung stehen.
Auf diese Weise liegen zwei Hauben übereinander auf dem Zylinderkopf, wobei die äußere Haube Blowby-Gas abdichtet und die als Haube ausgebildete Trennwand den Ölraum.
Vorzugsweise ist die die Trennwand bildende Haube mit der elastischen Dichtung der äußeren Haube des Ventilhaubendeckels verbunden. Vorteilhaft erweist sich hierbei die Möglichkeit, die die Trennwand bildende Haube zusammen mit der elastischen Dichtung im Vulkanisierwerkzeug miteinander zu verbinden, somit bilden die elastische Dichtung und die die Trennwand bildende Haube eine Einbaueinheit, die leicht mit der äußeren Haube des Ventilhaubendeckels verbindbar ist, indem die elastische Dichtung an die korrespondierende Nut der Randfläche eingedrückt wird.
Die elastische Dichtung weist, einem weiteren Gedanken der Erfindung gemäß, Gummielemente zur Durchführung von Befestigungsmitteln auf, welche durch Umklappen in die Öffnungen der äußeren Haube des Ventilhaubendeckels steckbar sind.
Auf diese Weise brauchen keine separaten Gummiteile hergestellt zu werden, die einzeln in die Öffnungen gepreßt werden müssen. Alle Dichtungs- und Entkopplungselemente können bereits in der Vulkanisierform mit der die Trennwand bildenden Haube verbunden werden, so daß beim Einlegen der elastischen Dichtung in die Randfläche der die Trennwand bildenden Haube des Ventilhaubendeckels sämtliche Dichtungen gleichzeitig eingebaut werden.
Bei einigen Motoren werden die Einspritzdüsen oder die Zündkerzen durch Öffnungen im Ventilhaubendeckel gesteckt und müssen durch zusätzliche Dichtungen abgedichtet werden.
Durch Verwendung eines erfindungsgemäßen Ventilhaubendeckels besteht nunmehr die Möglichkeit, die Zusatzkörper mit Hilfe der an der die Trennwand bildenden Haube anvulkanisierten Dichtungen abzudichten. Zu diesem Zweck weist die die Trennwand bildende Haube Durchbrechungen auf, die mit Dichtkörpern versehen sind. Beim Einbau der Haube sind somit sämtliche Dichtungen vorhanden, und die die Trennwand bildende Haube und die äußere Haube können über die umklappbaren Gummielemente verbunden werden, ohne daß eine direkte Verbindung beider Bauteile erfolgt, das heißt, beide Bauteile sind körperschallisoliert miteinander verbunden.
Die die Trennwand bildende Haube kann aus Kunststoff oder aus Metall bestehen.
Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispieles in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert.
Es zeigen:

Figur 1: einen Ausschnitt eines erfindungsgemäßen Ventilhaubendeckels
Figur 2: zwei Varianten des Ventilhaubendeckels im eingebauten Zustand im Querschnitt
Figur 3: die Randpartie des Ventilhaubendeckels gemäß Figur 2 vor dem Einbau.

Die in der Figur 1 dargestellte äußere Haube 1 des Ventilhaubendeckels für Zylinderköpfe bei Brennkraftmaschinen besteht aus Aluminium und dient zur Abdeckung des die Ventile aufweisenden Zylinderkopfes 2 (Figur 2). Die äußere Haube 1 des Ventilhaubendeckels weist eine Randfläche mit Öffnungen 4 zur Durchführung von Befestigungsschrauben 5 auf. Im Boden 6 der äußeren Haube 1 können ebenfalls Öffnungen 4' zur Durchführung von Zusatzkörpern in Form von Zündkerzen, Einspritzdüsen (nicht gezeichnet) oder auch zur Aufnahme von Verschlußkappen 7 vorgesehen sein.
Die Figur 2 zeigt den Ventilhaubendeckel im eingebauten Zustand im Querschnitt. Die rechte und linke Figurenhälfte zeigen unterschiedlich geometrische Formen einer im Inneren der äußeren Haube 1, 1' des Ventilhaubendeckels angeordneten Trennwand. Die Trennwand ist als Haube 8, 8' ausgebildet und mittels einer Dichtung 9, 9' auf dem Zylinderkopf 2 befestigt. Zwischen der Außenseite der als Trennwand ausgebildeten Haube 8, 8' und der Innenseite der äußeren Haube 1 des Ventilhaubendeckels verbleibt eine Kammer, die als Entlüftungskanal 10, 10' fungiert. Das aus dem Kurbelwellengehäuse (nicht gezeichnet) strömende Blowby-Gas gelangt über Entlüftungsbohrungen 11 im Zylinderkopf 2 in den Entlüftungskanal 10, 10'. Die als Trennwand ausgebildete Haube 8, 8' dichtet das Gas über die Dichtung 9, 9' gegenüber dem Zylinderkopf 2 ab. Eine Vermischung mit dem Öl aus dem Ölraum 12 ist nicht möglich.
Zur Durchführung von Zündkerzen oder Einspritzdüsen können in der als Trennwand ausgebildeten Haube 8, 8' Durchbrechungen 13, 14, 14' angeordnet sein, in welchen sich Dichtkörper 15, 16, 17 erstrecken. Diese sind an der die Trennwand bildenden Haube 8, 8' anvulkanisiert oder geklebt, je nach Haubenmaterial. Die die Trennwand bildende Haube 8, 8' kann aus Kunststoff oder Metall bestehen, je nach Motorkonstruktion.
Besonders vorteilhaft erweist sich die Möglichkeit, die die Trennwand bildende Haube 8, 8' direkt mit der elastischen Dichtung 18, 18' der äußeren Haube 1, 1' zu verbinden. Beim Einbau der elastischen Dichtung 18, 18' werden dann sowohl alle Dichtkörper 15, 16, 17 als auch die die Trennwand bildende Haube 8, 8' gleichzeitig eingebaut. Es liegt somit eine Einbaueinheit vor, die sämtliche Dichtungen zur Abdichtung des Zylinderkopfes als auch der Zusatzkörper beinhaltet.
Die Figur 3 zeigt eine Möglichkeit zur Verbindung der die Trennwand bildenden Haube 8 mit der äußeren Haube 1. Die elastische Dichtung 18 weist Gummielemente 19 auf, welche in die Öffnungen 4 durch Umklappen einsteckbar sind. Da die die Trennwand bildende Haube 8, 8' mit der elastischen Dichtung 18 und nach dem Umklappen die Dichtung 18 mit der äußeren Haube 1 verbunden ist, braucht nur noch die Schraube 5 durch die Öffnung des Gummielementes 19 gesteckt zu werden, und alle Teile 1, 5, 8 bzw. 8' sind fest miteinander verbunden.
Im einzelnen ergibt sich eine voll entkoppelte Abdichtung zwischen der die Trennwand bildenden Haube 8, 8' und Zylinderkopf 2, zwischen Haube 8, 8' und äußerer Haube 1, zwischen Haube 8, 8' und Entlüftungskanal 10, 10', zwischen Haube 8, 8' und Zusatzkörper 7 oder den Einspritzdüsen.

Claims

Zwei- oder mehrwandiger Ventilhaubendeckel für den Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine mit einer äußeren Haube und mindestens einer mit dieser äußeren Haube eine Kammer bildenden, ebenfalls als Haube ausgebildeten Trennwand, wobei beide Hauben mit einer Randfläche zur Aufnahme einer elastischen Dichtung sowie mit mehreren Öffnungen zur Durchführung von Befestigungsmitteln und/oder Zusatzkörpern, die durch Gummielemente abgedichtet sind, versehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die als Haube ausgebildete Trennwand (8, 8') den Ölraum vom Gasraum abdichtend mit dem Zylinderkopf (2) verbindbar ist und daß der zwischen der Außenseite der die Trennwand bildenden Haube (8, 8') und der Innenseite der äußeren Haube (1, 1') des Ventilhaubendeckels gebildete Entlüftungskanal (10, 10') zur Entlüftung des Kurbelwellengehäuses an der Anlagefläche zum Zylinderkopf (2) mit Öffnungen versehen ist, die über Entlüftungsbohrungen (11) im Zylinderkopf (2) mit dem Kurbelwellengehäuse in Verbindung stehen.
Ventilhaubendeckel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Trennwand bildende Haube (8, 8') mit der elastischen Dichtung (18, 18') der äußeren Haube (1, 1') des Ventilhaubendeckels verbunden ist.
Ventilhaubendeckel nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die die Trennwand bildende Haube (8, 8') durch Vulkanisation mit der elastischen Dichtung (18, 18') verbunden ist.
Ventilhaubendeckel nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Dichtung (18) Gummielemente (19) zur Durchführung von Befestigungsmitteln (5) aufweist, welche durch Umklappen in die Öffnungen der äußeren Haube (1) des Ventilhaubendeckels steckbar sind.
Ventilhaubendeckel nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Haube (1, 1') des Ventilhaubendeckels und die die Trennwand bildende Haube (8, 8') über die Gummielemente (19) miteinander verbindbar sind.
Ventilhaubendeckel nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die die Trennwand bildende Haube (8, 8') aus Kunststoff besteht.
Ventilhaubendeckel nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die die Trennwand bildende Haube (8, 8') aus Metall besteht.