EP1739297A2 - Engine head cover for an internal combustion engine - Google Patents
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- EP1739297A2 EP1739297A2 EP06115716A EP06115716A EP1739297A2 EP 1739297 A2 EP1739297 A2 EP 1739297A2 EP 06115716 A EP06115716 A EP 06115716A EP 06115716 A EP06115716 A EP 06115716A EP 1739297 A2 EP1739297 A2 EP 1739297A2
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- 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 relates to a cylinder head cover for a cylinder head of an internal combustion engine according to the preamble of claim 1.
- Known cylinder head covers are placed on the cylinder head of an internal combustion engine and secured by means of fastening screws on the cylinder head.
- the fastening screws are usually performed by integrally formed on the cylinder head cover fixing eyes and bolted captive with the underlying cylinder head.
- For a flow-tight completion of a circumferential seal in the support area between the cylinder head cover and cylinder head is inserted, which is guided through the region of the mounting bosses on the cylinder head cover and pressed by the mounting screws in the mounting direction-
- the tightness between the cylinder head cover and cylinder head is in this known solution by the Ensuring pressing of the sealing element in the direction of the fastening force generated by the screws.
- the effective direction of the sealing force, which is transmitted from the sealing element agrees with the effective direction of the fastening force, which is generated by the fastening screws match.
- the invention has for its object to secure a cylinder head cover on a cylinder head with simple measures and to ensure a sufficient high tightness over a long period of operation.
- the essential advantage of the invention is that the seal is designed such that a negative pressure assists the sealing between the cylinder head and the cylinder head cover.
- a negative pressure assists the sealing between the cylinder head and the cylinder head cover.
- at least on one side that is to say on the side of the cylinder head or the cylinder head cover, a circulating vacuum chamber is provided inside the sealing element.
- suction of the sealing element takes place on the associated component.
- the negative pressure can be generated by an external vacuum source.
- This negative pressure which is available during operation of the internal combustion engine, can be used for this sealing principle. If the internal combustion engine is not in operation and the negative pressure drops, the vacuum element in the vacuum chamber of the Reduce negative pressure. As in this case, however, a contact between the cylinder head and cylinder head cover is still guaranteed, this is not a disadvantage.
- the sealing element has at least one lip-shaped profile seal for sealing the vacuum chamber.
- a fixing element for fixing the cylinder head cover is provided on the cylinder head. If the negative pressure during the stoppage of the internal combustion engine is not present or only to a small extent, the fixing element ensures reliable positioning of the cylinder head cover on the cylinder head.
- a web is provided on the cylinder head or on the cylinder head cover, which at least partially engages in the vacuum chamber of the sealing element. By a corresponding shaping of the web and the vacuum chamber, this forms a captive, so that an assembly of the cylinder head cover can be done easily.
- the vacuum chamber is designed such that the negative pressure affects both the cylinder head cover and the cylinder head. This eliminates an insoluble fixation of Seal member on one of the components. It is sufficient only a fixing, for example, on the bridge described.
- FIG. 1 shows a sealing concept in a sectional representation
- Figure 3 is a sealing element in an alternative variant in a detailed view
- FIG. 1 shows a cylinder head 10 which is essentially flat on its upwardly facing surface 11. On this surface is indirectly on a cylinder head cover 12.
- This cylinder head cover 12 serves to seal the valve train or the entire cylinder head its upper side arranged control elements.
- the cylinder head cover 12 is provided with a circumferential fastening edge 13, which also has a circumferential groove 14.
- a circumferential sealing element 15 is provided in this groove 14.
- the sealing element 15 has a web 15 a, which extends into the groove 14, in addition, it has a circumferential vacuum chamber 16. This vacuum chamber is limited by two sealing lips 17, 18 which also rotate and thus complete the chamber to the surface 11 of the cylinder head 10.
- the sealing element 15 is glued, for example, on the attachment edge 13 of the cylinder head cover 12, there is also the possibility, if the cylinder head cover 12 is made of a thermoplastic material to inject this sealing element in two-component injection molding directly to the cylinder head cover with a thermoplastic elastomer.
- the vacuum chamber is connected to a vacuum generator, not shown here. As soon as the negative pressure is applied within the chamber, the cylinder head cover 12 is fixed on the cylinder head 10. It is sufficient if the negative pressure in the range of 0.1-0.5 bar. Due to the entire effective area which is covered by the vacuum chamber, sets a high fastening force for fastening the cylinder head cover.
- Figure 2 shows a cylinder head cover 12 in plan view and seen from the side of the cylinder head ago. Identical parts are given the same reference numerals Mistake.
- FIG. 3 shows the cylinder head cover 12 shown in FIG. 2 in a sectional view with the sealing element 15.
- This sealing element can again be clearly seen in the enlarged section X as FIG. 3a.
- This is a vacuum seal with the vacuum chamber 20, which is open to the cylinder head 10 through openings 21 arranged along the course of the seal.
- the vacuum seal also has here, the cylinder head facing lips 25.
- the vacuum chamber 20 is open at the top and thus forms a circumferential slot, in which a circumferential web 23 of the cylinder head cover 12 can be inserted.
- openings 24 On the right side of the web 23 are openings 24 which have a rectangular cross-section.
- the sealing element 15 engages in the cylinder head cover 12 via a locking lug 26 integrally formed on the sealing element 15, so that a securing fit is ensured.
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Zylinderkopfhaube für einen Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a cylinder head cover for a cylinder head of an internal combustion engine according to the preamble of claim 1.
Bekannte Zylinderkopfhauben werden auf den Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine aufgesetzt und mithilfe von Befestigungsschrauben am Zylinderkopf gesichert. Die Befestigungsschrauben werden üblicherweise durch an der Zylinderkopfhaube angeformte Befestigungsaugen geführt und mit dem darunter liegenden Zylinderkopf verliersicher verschraubt. Für einen strömungsdichten Abschluss ist eine umlaufende Dichtung in den Auflagebereich zwischen Zylinderkopfhaube und Zylinderkopf eingesetzt, die durch den Bereich der Befestigungsaugen an der Zylinderkopfhaube geführt ist und von den Befestigungsschrauben in Befestigungsrichtung angedrückt wird-Die Dichtheit zwischen Zylinderkopfhaube und Zylinderkopf wird bei dieser bekannten Lösung durch das Verpressen des Dichtungselementes in Richtung der von den Schrauben erzeugten Befestigungskraft gewährleistet. Die Wirkrichtung der Dichtkraft, welche von dem Dichtungselement übertragen wird, stimmt mit der Wirkrichturig der Befestigungskraft, welche von den Befestigungsschrauben erzeugt wird, überein.Known cylinder head covers are placed on the cylinder head of an internal combustion engine and secured by means of fastening screws on the cylinder head. The fastening screws are usually performed by integrally formed on the cylinder head cover fixing eyes and bolted captive with the underlying cylinder head. For a flow-tight completion of a circumferential seal in the support area between the cylinder head cover and cylinder head is inserted, which is guided through the region of the mounting bosses on the cylinder head cover and pressed by the mounting screws in the mounting direction-The tightness between the cylinder head cover and cylinder head is in this known solution by the Ensuring pressing of the sealing element in the direction of the fastening force generated by the screws. The effective direction of the sealing force, which is transmitted from the sealing element agrees with the effective direction of the fastening force, which is generated by the fastening screws match.
Aufgrund der Verpressung des Dichtungselementes in Richtung der Befestigungskraft ergeben sich hohe Rückstellkräfte, welche von dem zusammengedrückten Dichtungselement auf die Zylinderkopfhaube übertragen werden und insbesondere bei höheren Temperaturen zum Relaxieren der üblicherweise aus Kunststoff hergestellten Zylinderkopfhaube führen können. Um eine derartige Relaxation, welche zu einer Leckage führen kann, zu verhindern, ist es erforderlich, den Anpressdruck von Zylinderkopfhaube auf den Zylinderkopf zu verringern, was jedoch die Gefahr birgt, dass auch die Dichtheit abnimmt.Due to the compression of the sealing element in the direction of the fastening force results in high restoring forces, which are transmitted from the compressed sealing element on the cylinder head cover and can lead to relaxation of the usually made of plastic cylinder head cover especially at higher temperatures. In order to prevent such a relaxation, which can lead to leakage, it is necessary to reduce the contact pressure of the cylinder head cover on the cylinder head, but this carries the risk that the tightness decreases.
Zwar kann die Relaxation durch eine erhöhte Anzahl von Befestigungsschrauben verringert werden, weil hierdurch eine annähernd gleichmäßige Flächenerpressung erzielt wird. Außerdem kann auch eine verbesserte Versteifung der Zylinderkopfhaube durch zusätzliche Rippen herbeigeführt werden. Beide Maßnahmen sind aber mit einer Erhöhung des Gewichtes der Zylinderkopfhaube und mit zusätzlichen Kosten verbunden.Although the relaxation can be reduced by an increased number of mounting screws, because this an approximately uniform surface pressure is achieved. In addition, an improved stiffening of the cylinder head cover can be brought about by additional ribs. Both measures are associated with an increase in the weight of the cylinder head cover and additional costs.
Zu berücksichtigen ist schließlich, dass aufgrund der unterschiedlichen Längenausdehnungskoeffizienten der Kunststoffzylinderkopfhaube und des üblicherweise aus Aluminium hergestellten Zylinderkopfes die Dichtung auch Schiebe- und Scherkräften unterworfen ist, welche die Dichtung zusätzlich beanspruchen.Finally, it should be noted that due to the different coefficients of linear expansion of the plastic cylinder head cover and the cylinder head usually made of aluminum, the seal is also subject to sliding and shearing forces which additionally stress the seal.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einfachen Maßnahmen eine Zylinderkopfhaube an einem Zylinderkopf zu sichern und über eine lange Betriebszeit eine ausreichende hohe Dichtheit zu gewährleisten.The invention has for its object to secure a cylinder head cover on a cylinder head with simple measures and to ensure a sufficient high tightness over a long period of operation.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved with the features of independent claim 1.
Der wesentliche Vorteil der Erfindung liegt darin, dass die Dichtung derart gestaltet ist, dass ein Unterdruck die Abdichtung zwischen Zylinderkopf und Zylinderkopfhaube unterstützt. Dazu ist wenigstens zu einer Seite hin, das heißt zur Seite des Zylinderkopfes oder der Zylinderkopfhaube eine umlaufende Unterdruckkammer innerhalb des Dichtungselements vorgesehen. Sobald Unterdruck angelegt wird, erfolgt ein Ansaugen des Dichtungselements an dem zugehörigen Bauelement. Damit wird eine zuverlässige Abdichtung gewährleistet. Bei einer Brennkraftmaschine kann der Unterdruck von einer externen Unterdruckquelle erzeugt werden. Im Automobilbau ist es üblich Unterdruck anhand des Ansaugunterdruckes zu erzeugen, bereitzustellen bzw. zu speichern. Dieser Unterdruck, der während des Betriebs der Brennkraftmaschine zur Verfügung steht, kann für dieses Dichtprinzip genutzt werden. Sofern die Brennkraftmaschine nicht in Betrieb ist und der Unterdruck abfällt wird sich auch in der Unterdruckkammer des Dichtungselements der Unterdruck abschwächen. Da in diesem Fall jedoch weiterhin eine Kontaktierung zwischen Zylinderkopf und Zylinderkopfhaube gewährleistet ist, ist dies nicht von Nachteil.The essential advantage of the invention is that the seal is designed such that a negative pressure assists the sealing between the cylinder head and the cylinder head cover. For this purpose, at least on one side, that is to say on the side of the cylinder head or the cylinder head cover, a circulating vacuum chamber is provided inside the sealing element. As soon as negative pressure is applied, suction of the sealing element takes place on the associated component. This ensures a reliable seal. In an internal combustion engine, the negative pressure can be generated by an external vacuum source. In the automotive industry, it is customary to generate, supply or store negative pressure on the basis of the intake negative pressure. This negative pressure, which is available during operation of the internal combustion engine, can be used for this sealing principle. If the internal combustion engine is not in operation and the negative pressure drops, the vacuum element in the vacuum chamber of the Reduce negative pressure. As in this case, however, a contact between the cylinder head and cylinder head cover is still guaranteed, this is not a disadvantage.
Weiterbildungsgemäß weist das Dichtungselement wenigstens eine lippenförmige Profildichtung auf, zur Abdichtung der Unterdruckkammer. Dieses Dichtprinzips arbeitet äußerst zuverlässig und kann auch kleine Unebenheiten ausgleichen.According to a further development, the sealing element has at least one lip-shaped profile seal for sealing the vacuum chamber. This sealing principle works extremely reliable and can even compensate for small bumps.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist ein Fixierelement zur Fixierung der Zylinderkopfhaube am Zylinderkopf vorgesehen. Sollte der Unterdruck während des Stillstands der Brennkraftmaschine nicht oder nur in geringem Maße vorhanden sein, sorgt das Fixierelement für eine zuverlässige Positionierung der Zylinderkopfhaube auf dem Zylinderkopf. Zur Aufnahme des Dichtungselements ist am Zylinderkopf oder an der Zylinderkopfhaube ein Steg vorgesehen, der zumindest teilweise in die Unterdruckkammer des Dichtungselements eingreift. Durch eine entsprechende Formgebung des Stegs und der Unterdruckkammer bildet dieser eine Verliersicherung, so dass eine Montage der Zylinderkopfhaube ohne großen Aufwand erfolgen kann.According to a further embodiment of the invention, a fixing element for fixing the cylinder head cover is provided on the cylinder head. If the negative pressure during the stoppage of the internal combustion engine is not present or only to a small extent, the fixing element ensures reliable positioning of the cylinder head cover on the cylinder head. For receiving the sealing element, a web is provided on the cylinder head or on the cylinder head cover, which at least partially engages in the vacuum chamber of the sealing element. By a corresponding shaping of the web and the vacuum chamber, this forms a captive, so that an assembly of the cylinder head cover can be done easily.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Unterdruckkammer derart gestaltet, dass sich der Unterdruck sowohl auf die Zylinderkopfhaube als auch auf den Zylinderkopf auswirkt. Damit entfällt eine unlösbare Fixierung des Dichtungselements an einem der Bauteile. Es genügt lediglich ein Fixieren beispielsweise über den beschriebenen Steg.According to a further embodiment of the invention, the vacuum chamber is designed such that the negative pressure affects both the cylinder head cover and the cylinder head. This eliminates an insoluble fixation of Seal member on one of the components. It is sufficient only a fixing, for example, on the bridge described.
Diese und weitere Merkmale von bevorzugten Weiterbildungen der Erfindung gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei der Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird.These and other features of preferred embodiments of the invention will become apparent from the claims and from the description and drawings, wherein the individual features are realized individually or in each case in the form of sub-combinations in the embodiment of the invention and in other fields and can represent advantageous and protectable versions for which protection is claimed here.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigtThe invention will be explained in more detail with reference to embodiments. It shows
Figur 1 ein Dichtkonzept in einer Schnittdarstellung,FIG. 1 shows a sealing concept in a sectional representation,
Figur 2 eine Zylinderkopfhaube in einer Draufsicht,2 shows a cylinder head cover in a plan view,
Figur 3 ein Dichtungselement in einer alternativen Variante in einer Detaildarstellung undFigure 3 is a sealing element in an alternative variant in a detailed view and
Figur 3a eine vergrößerte Darstellung Ausschnitt X der Figur 3.3a shows an enlarged view section X of Figure 3.
Das Dichtkonzept gemäß Figur 1 zeigt einen Zylinderkopf 10, der an seiner nach oben gewandten Fläche 11 im Wesentlichen eben gestaltet ist. Auf dieser Fläche liegt mittelbar eine Zylinderkopfhaube 12 auf. Diese Zylinderkopfhaube 12 dient zum Abdichten des Ventiltriebs bzw. der gesamten am Zylinderkopf an seiner Oberseite angeordneten Steuerungselemente. Die Zylinderkopfhaube 12 ist mit einem umlaufenden Befestigungsrand 13 versehen, der ebenfalls eine umlaufende Nut 14 besitzt. In dieser Nut 14 ist ein umlaufendes Dichtungselement 15 vorgesehen. Das Dichtungselement 15 weist einen Steg 15a auf, der sich in die Nut 14 erstreckt, außerdem weist es eine umlaufende Unterdruckkammer 16 auf. Diese Unterdruckkammer wird begrenzt durch zwei Dichtlippen 17, 18 die ebenfalls umlaufen und damit die Kammer zu der Fläche 11 des Zylinderkopfs 10 abschließen. Das Dichtungselement 15 ist beispielsweise am Befestigungsrand 13 der Zylinderkopfhaube 12 eingeklebt, es besteht auch die Möglichkeit, sofern die Zylinderkopfhaube 12 aus einem thermoplastischen Kunststoff besteht, dieses Dichtungselement im Zweikomponentenspritzgießverfahren unmittelbar an die Zylinderkopfhaube mit einem thermoplastischen Elastomer anzuspritzen. Die Unterdruckkammer ist mit einem hier nicht dargestellten Unterdruckerzeuger verbunden. Sobald der Unterdruck innerhalb der Kammer anliegt, ist die Zylinderkopfhaube 12 auf dem Zylinderkopf 10 fixiert. Es genügt wenn der Unterdruck im Bereich von 0,1-0,5 bar liegt. Aufgrund der gesamten wirksamen Fläche die von der Unterdruckkammer überdeckt wird, stellt sich eine hohe Befestigungskraft zur Befestigung der Zylinderkopfhaube ein.The sealing concept according to FIG. 1 shows a
Figur 2 zeigt eine Zylinderkopfhaube 12 in der Draufsicht und zwar von der Seite des Zylinderkopfs her gesehen. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Das Dichtungselement 15, welches hier umlaufend dargestellt ist, liegt in der entsprechenden Nut 14 der Zylinderkopfhaube 12. Es ist ersichtlich, dass beliebige Dichtungs- Verlaufsformen mit dem Dichtungselement gestaltet werden können. Da der Unterdruck gleichmäßig entlang des gesamten Dichtungsprofils angreift, besteht nicht die Gefahr, dass durch eine unterschiedliche Anpressdruckverteilung sich die Zylinderkopfhaube wölbt und damit Leckstellen entstehen.Figure 2 shows a
Figur 3 zeigt die in Figur 2 dargestellte Zylinderkopfhaube 12 in einer Schnittdarstellung mit dem Dichtungselement 15. Dieses Dichtungselement ist in dem vergrößerten Ausschnitt X als Figur 3a nochmals deutlich zu sehen. Es handelt sich hier um eine Vakuumdichtung mit der Unterdruckkammer 20, die über längs des Dichtungsverlaufs angeordnete Öffnungen 21 zu dem Zylinderkopf 10 hin offen ist. Die Vakuumdichtung weist auch hier, dem Zylinderkopf zugewandte Lippen 25 auf. Ferner ist die Unterdruckkammer 20 nach oben hin offen und bildet damit einen umlaufenden Schlitz, in welchen ein umlaufender Steg 23 der Zylinderkopfhaube 12 eingeschoben werden kann. Rechtsseitig des Stegs 23 sind Durchbrüche 24 vorhanden die einen rechteckigen Querschnitt aufweisen. An diesen Durchbrüchen rastet über eine an dem Dichtungselement 15 angeformte Rastnase 26 das Dichtungselement 15 in der Zylinderkopfhaube 12, so dass eine Montagesicherung gewährleistet ist.FIG. 3 shows the
Claims (6)
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PUAI | Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase |
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Kind code of ref document: A2 Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IS IT LI LT LU LV MC NL PL PT RO SE SI SK TR |
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| AX | Request for extension of the european patent |
Extension state: AL BA HR MK YU |
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| STAA | Information on the status of an ep patent application or granted ep patent |
Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN |
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| 18D | Application deemed to be withdrawn |
Effective date: 20090103 |