EP1288475A2 - Gehäusedeckel mit Einrichtung zur Absicherung der Dichtkräfte - Google Patents

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EP1288475A2
EP1288475A2 EP02016594A EP02016594A EP1288475A2 EP 1288475 A2 EP1288475 A2 EP 1288475A2 EP 02016594 A EP02016594 A EP 02016594A EP 02016594 A EP02016594 A EP 02016594A EP 1288475 A2 EP1288475 A2 EP 1288475A2
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housing cover
extension
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cover
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Ralf Salameh
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Federal Mogul Sealing Systems GmbH
Federal Mogul Sealing Systems Bretten GmbH
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B77/00—Component parts, details or accessories, not otherwise provided for
    • F02B77/11—Thermal or acoustic insulation
    • F02B77/13—Acoustic insulation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F7/00—Casings, e.g. crankcases or frames
    • F02F7/006—Camshaft or pushrod housings

Definitions

  • the invention describes a housing cover for an internal combustion engine, especially cylinder head covers or oil pans, for detachable, liquid-tight Attach to the engine block, with an elastomeric seal on the edge of the Housing cover.
  • housing covers such as cylinder head covers or oil pans are addressed here, which are supplied to the engine as a finished assembly part.
  • detachable, liquid-sealing engine parts they must have several characteristics and fulfill specific properties.
  • the housing cover must be easy to assemble and position, among other things, and consist of as few individual parts as possible.
  • the specific properties of the seal in a housing cover include high dimensional accuracy or low relaxation, high reusability and good resistance to liquids in the engine and environmental influences.
  • EP 0 664 388 A1 proposes a generic housing cover as a valve cover for a cylinder head of an internal combustion engine, in which the prestressing force on the seal can be adjusted by using a metallic spring body.
  • the seal on the edge of the cover is pressed onto the engine block with a certain force during tightening.
  • the metallic spring body By using the metallic spring body, the valve cover is able to follow the relaxation of the seal.
  • a disadvantage of this type of construction of a housing cover is that although the force on the seal can be kept relatively constant, there is nothing to prevent a sliding movement of the cover edges over the sealing surface. Sliding movements of the lid edge can, for. B. caused by fatigue of the housing cover material or by excessive tightening torques of the cover screws.
  • the object of the invention is therefore to develop a housing cover which counteracts the sliding movements of the edge of the cover and which at the same time includes an assembly aid.
  • the inventive idea overcomes the aforementioned technical disadvantages characterized in that on the inside of the housing cover on the inside in the direction of Motor block directed axial extension is provided, which is axially above the Sealing surface protrudes so that the housing cover is positioned at least in the correct position is.
  • the cover By means of the axial extension of the housing cover according to the invention, sliding movements of the cover edge are no longer possible. Rather, the cover can be positioned in a targeted manner on the sealing surface of the engine block.
  • This targeted positioning offers the advantage that the sealing surface on the engine block can be precisely adapted to the shape of the elastomer sealing material. This in turn leads to material savings on the sealing surface, which in turn has a positive effect on the weight of the motor.
  • Another advantage is that the extension of the housing cover enables a targeted and defined introduction of force into the elastomeric sealing material, which means that the stresses that occur can be calculated and set more reliably.
  • the extension supports assembly so it serves as a joining aid during assembly and for positioning the housing cover during fastening.
  • extension is designed according to the invention in such a way that it already clamps the housing cover during the joining, overhead assemblies, as can occur, for example, on oil pans, can be made considerably easier.
  • the extension on the edge of the lid is arranged in a patented embodiment all around on the edge of the lid. Depending on the application and the structural conditions, the extension on the edge of the lid can also be only partially formed.
  • the partial training offers the advantage of lower weight and the all-round training offers the advantage of safer guidance.
  • the extension protrudes in the direction of the engine block beyond the sealing surface and, according to the invention, forms an undercut with respect to the engine block. According to the invention, partial as well as circumferential undercuts are conceivable.
  • the housing cover is removable and must be designed in such a way that the housing cover must be able to be removed without damaging the extension.
  • curves at the ends of the extension serve to make it easier to join the housing cover.
  • the slope runs from the inside of the housing cover towards the outside.
  • the undercut in the form of a bevel offers the advantage that when the edge of the cover is displaced, the housing cover is pulled in the direction of the sealing surface, the sealing force increasing at the same time. Using this advantage, the effect between the sliding movement and the build-up of the sealing forces can be influenced in a targeted manner.
  • the undercut in the form of a bevel offers the possibility of prestressing the seal of the housing cover, so that very precise positioning takes place already in the joining phase, which in turn can have a positive effect on automated fastening processes.
  • FIG. 1 shows the section through a housing cover 1 according to the invention.
  • the housing cover 1 has a cover edge 2 in which the elastomeric seal 3 is arranged, the elastomeric seal 3 resting on the sealing surface 4 of the engine block 5.
  • the housing cover 1 On the inside of the cover edge 6, the housing cover 1 has an extension 7 which projects beyond the sealing surface 4.
  • the extension 7 is designed in such a way that an undercut 8 is formed with respect to the engine block 5.
  • the undercut 8 is shown in the form of a bevel 9.
  • FIG. 2 shows a section through a housing cover 10 with a cover edge 11, an elastomeric seal 12 and an engine block 13.
  • FIG. 3 shows the section through a housing cover 20 according to the invention in which the engine block 21 of the extension 22 has been correspondingly adapted in terms of construction.
  • a chamfer 23 is provided on the engine block 21, which facilitates the joining of the housing cover 20.
  • the chamfer 23 has a bevel 24 in the direction of the housing cover 20 for joining and a bevel 25 in the direction of the engine block 21 for dismantling the housing cover.
  • the chamfer 23 can also serve to limit the deformation of the elastomeric seal 26 and can be designed accordingly (for example, round) in the direction of the elastomeric seal 26.

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Abstract

Gehäusedeckel (1, 10, 20) für eine Verbrennungskraftmaschine, insbesondere Zylinderkopfhauben oder Ölwannen, zum lösbaren, flüssigkeitsdichten Befestigen am Motorblock (5, 13, 21), mit einer elastomeren Dichtung (3, 12) am Rand (2, 11) des Gehäusedeckels (1, 10, 20), wobei am Rand (2, 11) des Gehäusedeckel (1, 10, 20) innenseitig eine in Richtung des Motorblocks (5, 13, 21) gerichtete axiale Verlängerung (7, 14) vorgesehen ist, die axial über die Dichtfläche (4, 15) hinausragt, so dass der Gehäusedeckel mindestens lagegerecht positioniert ist. <IMAGE>

Description

Die Erfindung beschreibt einen Gehäusedeckel für eine Verbrennungskraftmaschine, insbesondere Zylinderkopfhauben oder Ölwannen, zum lösbaren, flüssigkeitsdichten Befestigen am Motorblock, mit einer elastomeren Dichtung am Rand des Gehäusedeckels.
Im Rahmen komplexer Zusammenbaustrategien in der Automobilindustrie ist es heute allgemein üblich Motorenteile mit Merkmalen zu versehen, die die Montage erleichtern oder die es ermöglichen, dass Fügeeinrichtungen ganz entfallen können. Neben dieser Montagefreundlichkeit werden auch Eigenschaften, welche die Funktion der Bauteile beeinflussen in die Motorenteile integriert.
Im Besonderen sind hier Gehäusedeckel, wie Zylinderkopfhauben oder Ölwannen, angesprochen, die als fertiges Montageteil dem Motor zugeführt werden, sie müssen als lösbare, flüssigkeitsdichtende Motorenteile gleich mehrere Merkmale besitzen sowie spezifische Eigenschaften erfüllen.
Als lösbare Verbindung müssen Gehäusedeckel unter anderem leicht zu montieren und zu positionieren sein sowie aus möglichst wenig Einzelteilen bestehen.
Als spezifische Eigenschaften muß die Dichtung in einem Gehäusedeckel unter anderem eine hohe Formtreue bzw. geringe Relaxation, eine hohe Wiederverwendbarkeit sowie eine gute Beständigkeit gegen Flüssigkeiten im Motor und gegen Umgebungseinflüsse aufweisen.
Um der Relaxation der Dichtung entgegenzuwirken wird in der EP 0 664 388 A1 ein gattungsgemäßer Gehäusedeckel als Ventildeckel für einen Zylinderkopf eines Verbrennungsmotors vorgeschlagen, in dem durch den Einsatz eines metallischen Federkörpers die Vorspannkraft auf die Dichtung eingestellt werden kann. Hierbei wird die Dichtung am Deckelrand, während des Anziehens mit einer bestimmten Kraft am Motorblock verpresst. Durch den Einsatz des metallischen Federkörpers ist der Ventildeckel in der Lage der Relaxation der Dichtung zu folgen.
Nachteilig bei dieser Art des Aufbaus eines Gehäusedeckels ist, dass zwar die Kraft auf die Dichtung relativ konstant gehalten werden kann, einer Schiebebewegung der Deckelränder über die Dichtfläche aber nichts entgegensteht. Schiebebewegungen des Deckelrandes können z. B. durch Ermüdung des Gehäusedeckelwerkstoffs oder durch überhöhte Anzugsmomente der Deckelschrauben entstehen. Dies gilt insbesondere wenn die Gehäusedeckelwerkstoffe keine ausreichende Festigkeit besitzen, die Bauteile nicht ausreichend steif konstruiert werden können oder eine ungünstige Verschraubungsanordnung vorliegt.
Die Dichtung kann infolge der Schiebebewegung schaden nehmen oder die Dichtkräfte auf den elastomeren Dichtungswerkstoff sind nicht mehr ausreichend um eine Leckage zu vermeiden.
Aufgabe der Erfindung ist es somit einen Gehäusedeckel zu entwickeln der den Schiebebewegungen des Deckelrandes entgegenwirkt und der gleichzeitig eine Montagehilfe beinhaltet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gelöst, vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen dokumentiert.
Der erfindungsgemäße Gedanke überwindet die vorgenannten technischen Nachteile dadurch, dass am Rand des Gehäusedeckels innenseitig eine in Richtung des Motorblocks gerichtete axiale Verlängerung vorgesehen ist, die axial über die Dichtfläche hinausragt, so dass der Gehäusedeckel mindestens lagegerecht positioniert ist.
Mittels der erfindungsgemäßen, axialen Verlängerung des Gehäusedeckels sind Schiebebewegungen des Deckelrandes nun nicht mehr möglich. Es kann vielmehr eine gezielte Positionierung des Deckels auf der Dichtfläche des Motorblocks erfolgen. Diese gezielte Positionierung bietet den Vorteil, das die Dichtfläche am Motorblock der Form des elastomeren Dichtungswerkstoffs exakt angepasst werden kann. Dies führt wiederum zu Materialersparnis an der Dichtfläche, was sich wiederum positiv auf das Gewicht des Motors auswirkt.
Ein weiterer Vorteil ist, dass durch die Verlängerung des Gehäusedeckels eine gezielte und definierte Krafteinleitung in den elastomeren Dichtungswerkstoff möglich wird, hieraus ergibt sich, dass die auftretenden Spannungen zuverlässiger berechnet und eingestellt werden können.
Neben diesen Vorteilen unterstützt die Verlängerung die Montage, so dient sie während des Zusammenbaus als Fügehilfe und während der Befestigung zur Positionierung des Gehäusedeckels. Wird die Verlängerung erfindungsgemäß so ausgebildet, dass sie den Gehäusedeckel während des Fügens bereits festklemmt so können damit Überkopfmontagen, wie sie beispielsweise an Ölwannen auftreten können, wesentlich erleichtert werden.
Die Verlängerung am Deckelrand ist in einer patentgemäßen Ausführungsform umlaufend am Deckelrand angeordnet. Je nach Anwendungfall und konstruktiven Gegebenheiten kann die Verlängerung am Deckelrand aber auch nur partiell ausgebildet sein. Dabei bietet die partielle Ausbildung den Vorteil des geringeren Gewichts und die umlaufende Ausbildung den Vorteil der sichereren Führung.
Die Verlängerung ragt in Richtung des Motorblocks über die Dichtfläche hinaus und bildet erfindungsgemäß eine Hinterschneidung bezogen auf den Motorblock. Erfindungsgemäß sind partielle wie auch umlaufende Hinterschneidungen vorstellbar. Hierbei ist jede Form der Hinterschneidung vorstellbar, wobei zu beachten bleibt, dass der Gehäusedeckel lösbar ist und in der Art ausgeführt sein muß, dass ein Ausbau des Gehäusedeckels ohne Beschädigung der Verlängerung möglich sein muß. So dienen beispielsweise Rundungen an den Enden der Verlängerung einem leichteren Fügen des Gehäusedeckels.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird vorgeschlagen, die Hinterschneidung in Form einer Schräge auszubilden. Die Schräge verläuft ausgehend von der Innenseite des Gehäusedeckels in Richtung der Außenseite. Die Hinterschneidung in Form einer Schräge bietet den Vorteil, dass bei einer Verschiebung des Deckelrandes der Gehäusedeckel in Richtung der Dichtfläche gezogen wird, wobei sich gleichzeitig die Dichtkraft erhöht. Unter Einsatz dieses Vorteils kann die Wirkung zwischen Schiebebewegung und Aufbau der Dichtkräfte gezielt beeinflusst werden. Ferner bietet die Hinterschneidung in Form einer Schräge die Möglichkeit eine Vorspannung auf die Dichtung des Gehäusedeckels zu bringen, so dass eine sehr genaue Positionierung schon in der Fügephase stattfindet, was sich wiederum positiv auf automatisierte Befestigungsverfahren auswirken kann.
Durch die Anordnung einer weiteren Schräge am axial unteren Ende der Verlängerung des Deckelrandes, die in der Richtung der ersten Schräge entgegengesetzt angeordnet ist, wird eine Zentrierung des Gehäusedeckels in der Fügephase erreicht. Die Handhabung des Gehäusedeckels bei der Automatisierung von Zusammenbauprozessen wird somit wesentlich erleichtert.
Je nach eingestellter Maßtoleranz kann bei der Fertigung der Verlängerung des Deckelrandes eine zusätzliche Dichtfunktion erzeugt werden. Ein entscheidender Vorteil, wenn beispielsweise die Befestigungsschrauben unzureichend angezogen wurden und die Gefahr der Leckage entsteht.
Durch eine konstruktive Anpassung zwischen der Dichtfläche am Motorblock und der Verlängerung des Gehäusedeckels kann erfindungsgemäß ebenfalls eine leichteres Fügen des Gehäusedeckels ermöglicht werden. So ist es vorstellbar am Motorblock eine Fase anzuordnen, die es ermöglicht, dass die Verlängerung in den Gehäuseblock einrastet.
Der Gehäusedeckel kann aus beliebigen Werkstoffen bestehen, wird erfindungsgemäß vorzugsweise aber aus einem Kunststoff gefertigt. Die bei Kunststoffen auftretende Relaxation und die damit verbundenen Schiebebewegungen der Dichtungen auf der Dichtfläche werden nun durch die Verlängerung erfindungsgemäß vermieden.
Erfindungsgemäße Gestaltungsbeispiele von Gehäusedeckeln werden nachstehend anhand von Zeichnungen und im weiteren in der Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1
ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel eines Gehäusedeckels mit einer Hinterschneidung in Form einer Schräge
Figur 2
ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel eines Gehäusedeckels mit einer Hinterschneidung in Form einer Schräge, wobei an der Verlängerung eine weitere Schräge angeordnet ist, die in der Richtung der ersten Schräge entgegengesetzt ausgebildet ist.
Figur 3
ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel eines Gehäusedeckels mit einer Hinterschneidung in Form einer Schräge, wobei zwischen Motorblock und Verlängerung ein konstruktiver Abgleich vorgesehen ist.
In Figur 1 ist der Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Gehäusedeckel 1 dargestellt. Der Gehäusedeckel 1 besitzt einen Deckelrand 2 in dem die elastomere Dichtung 3 angeordnet ist, wobei die elastomere Dichtung 3 auf der Dichtfläche 4 des Motorblocks 5 aufliegt. An der Innenseite des Deckelrands 6 besitzt der Gehäusedeckel 1 eine Verlängerung 7, die über die Dichtfläche 4 hinausragt. Die Verlängerung 7 ist in der Weise ausgebildet, dass sich bezogen auf den Motorblock 5 eine Hinterschneidung 8 ausbildet. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Hinterschneidung 8 in Form einer Schräge 9 dargestellt.
Einen Schnitt durch einen Gehäusedeckel 10 mit einem Deckelrand 11, einer elastomeren Dichtung 12 und einen Motorblock 13 zeigt Figur 2. Die Verlängerung 14 am Deckelrand 11 ragt über die Dichtfläche 15 hinaus und besitzt eine Schräge 16, die von der Innenseite 17 des Gehäusedeckels 10 zur Außenseite 18 gerichtet ist, wobei an der Verlängerung 14 eine weitere Schräge 19 angeordnet ist, die in ihrer Richtung der ersten Schräge 16 entgegengesetzt ausgebildet ist, so dass die weitere Schräge 19 als Fügehilfe dienen kann.
Die Figur 3 zeigt den Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Gehäusedeckel 20 bei dem der Motorblock 21 der Verlängerung 22 entsprechend konstruktiv angepasst wurde. Dabei ist am Motorblock 21 eine Fase 23 vorgesehen, die das Fügen des Gehäusedeckels 20 erleichtert. Dabei besitzt die Fase 23 eine Schräge 24 in Richtung des Gehäusedeckels 20 zum Fügen und eine Schräge 25 in Richtung des Motorblocks 21 zur Demontage des Gehäusedeckels. Hierbei kann die Fase 23 auch zur Begrenzung der Verformung der elastomeren Dichtung 26 dienen und in Richtung der elastomeren Dichtung 26 entsprechend (z. B. rund) ausgebildet sein.

Claims (8)

  1. Gehäusedeckel (1, 10, 20) für eine Verbrennungskraftmaschine, insbesondere Zylinderkopfhauben oder Ölwannen, zum lösbaren, flüssigkeitsdichten Befestigen am Motorblock (5, 13, 21), mit einer elastomeren Dichtung (3, 12, 26) am Rand (2, 11) des Gehäusedeckels (1, 10, 20), dadurch gekennzeichnet, dass am Rand (2, 11) des Gehäusedeckel (1, 10, 20) innenseitig eine in Richtung des Motorblocks (5, 13, 21) gerichtete axiale Verlängerung (7, 14) vorgesehen ist, die axial über die Dichtfläche (4, 15) hinausragt, so dass der Gehäusedeckel mindestens lagegerecht positioniert ist.
  2. Gehäusedeckel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verlängerung (7, 14) partiell am Rand (2, 11) des Gehäusedeckels (1, 10, 20) ausgebildet ist.
  3. Gehäusedeckel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verlängerung (7, 14) umlaufend am Rand (2, 11) des Gehäusedeckels (1, 10, 20) ausgebildet ist.
  4. Gehäusedeckel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verlängerung (7, 14) so ausgebildet ist, dass der Gehäusedeckel (1, 10, 20) zentriert und geklemmt ist.
  5. Gehäusedeckel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verlängerung (7, 14) so ausgebildet ist, dass sich eine Hinterschneidung (8) bezogen auf den Motorblock (5, 13, 21) ausbildet.
  6. Gehäusedeckel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verlängerung (7, 14) so ausgebildet ist, dass sich eine Hinterschneidung (8) in Form einer Schräge (9) ausbildet.
  7. Gehäusedeckel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verlängerung (7, 14) so ausgebildet ist, dass sich eine Hinterschneidung in Form einer Schräge (16) ausbildet und dass die Verlängerung (14) am axial unteren Ende eine weitere Schräge (19) aufweist, die in der Richtung der ersten Schräge (16) entgegengesetzt ausgebildet ist.
  8. Gehäusedeckel nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäusedeckelwerkstoff Kunststoff ist.
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