EP1776199A1 - Fahrzeugbauteil - Google Patents

Fahrzeugbauteil

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EP1776199A1
EP1776199A1 EP05771093A EP05771093A EP1776199A1 EP 1776199 A1 EP1776199 A1 EP 1776199A1 EP 05771093 A EP05771093 A EP 05771093A EP 05771093 A EP05771093 A EP 05771093A EP 1776199 A1 EP1776199 A1 EP 1776199A1
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EP
European Patent Office
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vehicle component
component according
opening
closure
disc
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Withdrawn
Application number
EP05771093A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Peter Tyroller
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Original Assignee
Schaeffler KG
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Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D53/00—Making other particular articles
    • B21D53/80—Making other particular articles dustproof covers; safety covers
    • 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
    • F02B77/005—Plugs

Definitions

  • the invention relates to a vehicle component with a cavity having at least one opening for receiving hydraulic fluid and a means sealingly closing the opening.
  • the invention is therefore based on the problem of specifying a vehicle component with a means sealingly sealing the opening, which can be produced inexpensively and ensures reliable sealing.
  • the means is formed as a curved closure disk which can be inserted into the opening and deformed by applying an axial force under radial expansion.
  • the vehicle component according to the invention has the advantage that instead of a complicated screw plug or a specially made Ab ⁇ sealing cover a comparatively simple and thus pronouncedi ⁇ ge closure plate is used, which does not have to be pressed, but placed loosely in the bore and then by an axial Force is deformed so that it seals the opening of the bore.
  • the step of attaching a separate seal is dispensed with. insurance, for example, a security ring. It is also advantageous that the closure disc does not have to be positioned accurately in the bore.
  • a particularly good seal can be achieved in the vehicle component according to the invention if the cavity or the bore has a shoulder in the region of the opening, onto which the closure disk with its edge can be placed prior to pressing.
  • the bore may have a certain diameter, which is increased in the region of the opening.
  • the invention provides that the closure disk after deformation is either flat or at least has a flat annular surface in the region of its outer circumference.
  • the closure disk is predominantly radially expanded, so that it is positively and / or non-positively connected to the vehicle component.
  • Such a bonded connection retains its sealing properties even in the event of temperature fluctuations.
  • closure disc and the vehicle component consist of different materials. If different materials are used, the formation of chips is effectively prevented. It may be provided, for example, that the closure disc is made of steel, also the closure disc may be provided with a surface protection to prevent the formation of corrosion.
  • Closing disks which have been produced in accordance with standard DIN 470 are particularly well suited, since such closure disks have proven to be particularly reliable; moreover, standardized closure disks are cost-effective.
  • the vehicle component consists of a light metal alloy, in particular of an aluminum alloy, which is preferably sealed with a steel closure disc.
  • the Curvature of the shutter disc causes after forming a certain bias remains, so that the material combination of steel and aluminum reliably seals despite the different thermal expansion coefficients even with temperature fluctuations.
  • the vehicle component may be used as a component of an internal combustion engine, for example, it may be a chain tensioner. Further areas of use are, for example, camshaft adjusters or components of a vehicle transmission or a vehicle steering system. In general, the vehicle component according to the invention can be used everywhere where a hydraulic opening has to be sealed.
  • Fig. 1 is a sectional view of a vehicle component with a in the
  • FIG. 2 shows the vehicle component of FIG. 1 after forming
  • Fig. 3 shows a variant in which the closure disk after Umfor ⁇ men is almost flat.
  • the shutter disc 1 has a round, provided with a curvature basic shape.
  • a closure disk according to DIN 470 is used, which has a thickness of 1.6 mm and a radius of curvature of 22 mm, for example, with a diameter of 16 mm.
  • the closure disk 1 is provided with a galvanic Ober ⁇ surface protection, they can, for. B. be phosphated.
  • the closure disk 1 rests on a shoulder 2 of a vehicle component 3 during assembly.
  • vehicle component 3 is a module carrier for a chain tensioner which has been provided with a bore 4 in order to produce internal oil passages of a hydraulic system.
  • the closure disk 1 is loosely placed in the opening 5 of the vehicle component, as shown in FIG. 1, with its convex surface outward, wherein the inner diameter of the opening 5 is selected to be slightly larger than the outer diameter of the closure disk 1 is. Since there is a small distance between the closure disk 1 and the inner circumference of the opening 5, the insertion of the closure disk 1 can be carried out easily with an automatic assembly machine. It is not necessary to accurately position the closing disk 1 in the opening 5.
  • a stamp is used whose shape is adapted to the curvature of the closure disk 1.
  • the stamp acts primarily on the edge 6 of the closure disk 1, wherein the edge 6 is pressed down radially by the applied axial force and re-formed.
  • the vehicle component 3 consists of an aluminum alloy and the VerMED ⁇ disc 1 made of steel, the edge 6 digs on the entire circumference the shutter disk 1 in the aluminum material, so that a particularly secure connection of these two components is formed.
  • Fig. 2 shows the vehicle component 3 after forming.
  • the edge 6 of the reference disc 1 rests on the shoulder 2 over the entire circumference, so that a hydraulic fluid present in the bore 4 can not escape from the vehicle component 3 to the outside.
  • the closure disk 1 After forming, the closure disk 1 has an almost flat annular surface. Since there is still a certain residual curvature of the closure disk 1, there is a permanent bias, which ensures a secure seal even at an elevated temperature.
  • Fig. 3 shows a variant in which the shutter disc is almost flat after forming.
  • the closure disk 7 has been formed with a higher forming force than the closure disk 1 shown in FIGS. 1 and 2. Furthermore, another forming tool was used, so that the almost flat surface of the closure disk 7 shown in FIG. 3 results. This increased deformation causes the edge 8 of the closure plate 7 digs even further into the bottom of the opening 5, so that these compounds Polg results in a reliable sealing of the bore 4.

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Abstract

Fahrzeugbauteil mit einem wenigstens eine Öffnung aufweisenden Hohlraum zur Aufnahme von Hydraulikflüssigkeit und einem die Öffnung abdichtend verschließenden Mittel, wobei das Mittel als gewölbte Verschlussscheibe (1, 7) ausgebildet ist, die in die Öffnung (5) einsetzbar und durch Aufbringen einer axialen Kraft unter radialer Aufweitung verformbar ist.

Description

Bezeichnung der Erfindung
Fahrzeugbauteil
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Fahrzeugbauteil mit einem wenigstens eine Öffnung aufweisenden Hohlraum zur Aufnahme von Hydraulikflüssigkeit und einem die Öffnung abdichtend verschließenden Mittel.
Hintergrund der Erfindung
Im Fahrzeugbau tritt häufig das Problem auf, dass Bohrungen öldicht ver¬ schlossen werden müssen. Bei einer Reihe von hydraulischen Fahrzeugbautei¬ len ist es erforderlich, Bohrungen anzubringen, um Kanäle für die Hydraulik¬ flüssigkeit herzustellen. Im Anschluss daran müssen diese Öffnungen zuverläs- sig abgedichtet werden, was in der Praxis jedoch einen erheblichen Aufwand verursacht.
In der DE 86 14 676 U1 wird ein Einschraubzapfen vorgeschlagen, der einen Kunststoffdichtring besitzt. Diese Lösung weist jedoch den Nachteil auf, dass die abzudichtende Öffnung des Fahrzeugbauteils mit einem Innengewinde ver¬ sehen werden muss, zudem ist die Herstellung des Einschraubzapfens ver¬ gleichsweise aufwendig und damit teuer.
In der DE 101 56 507 A1 wird eine Verschlussschraube für den dichtenden Verschluss einer Bohrung beschrieben. Damit diese Verschlussschraube ein¬ gesetzt werden kann, muss ebenfalls ein Innengewinde an dem Fahrzeugbau¬ teil angebracht werden, zudem ist die automatische Montage aufwändig. Es ist auch bekannt, an Stelle einer Verschlussschraube einen Deckel zu ver¬ wenden, der in die Öffnung der Bohrung eingepresst und mit einem Siche- rungsring gesichert wird. Es hat sich jedoch gezeigt, dass es aufgrund der ho¬ hen erforderlichen Einpresskräfte zu Fehlern bei der Montage kommen kann, die anschließend zeitaufwändig korrigiert werden müssen. Um eine wirksame Abdichtung zu erzielen, müssen die Bohrung und der einzupressende Deckel mit geringen Toleranzen gefertigt werden, außerdem wurde festgestellt, dass es beim Verpressen in Einzelfällen zur Bildung von Spänen kommen kann, die wiederum die Hydraulikkanäle verstopfen könnten. Ein weiterer Nachteil ist darin zu sehen, dass der Deckel ein speziell angefertigtes Drehteil ist, wodurch diese Lösung mit vergleichsweise hohen Kosten verbunden ist.
Zusammenfassung der Erfindung
Der Erfindung liegt daher das Problem zugrunde, ein Fahrzeugbauteil mit ei¬ nem die Öffnung abdichtend verschließenden Mittel anzugeben, das kosten¬ günstig herstellbar ist und eine zuverlässige Abdichtung gewährleistet.
Zur Lösung dieses Problems ist bei einem Fahrzeugbauteil der eingangs ge¬ nannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Mittel als gewölbte Ver¬ schlussscheibe ausgebildet ist, die in die Öffnung einsetzbar und durch Auf¬ bringen einer axialen Kraft unter radialer Aufweitung verformbar ist.
Das erfindungsgemäße Fahrzeugbauteil weist den Vorteil auf, dass anstelle einer aufwändigen Verschlussschraube oder eines speziell angefertigten Ab¬ dichtdeckels eine vergleichsweise einfach aufgebaute und damit kostengünsti¬ ge Verschlussscheibe verwendet wird, die nicht eingepresst werden muss, sondern lose in die Bohrung gelegt und anschließend durch eine axiale Kraft umgeformt wird, so dass sie die Öffnung der Bohrung abdichtet. Bei der erfin¬ dungsgemäßen Lösung entfällt der Schritt des Anbringens einer separaten Si- cherung, beispielsweise eines Sicherungsrings. Es ist auch vorteilhaft, dass die Verschlussscheibe in der Bohrung nicht exakt positioniert werden muss.
Eine besonders gute Abdichtung kann bei dem erfindungsgemäßen Fahrzeug- bauteil erzielt werden, wenn der Hohlraum beziehungsweise die Bohrung im Bereich der Öffnung einen Absatz aufweist, auf den die Verschlussscheibe mit ihrem Rand vor dem Verpressen auflegbar ist. Die Bohrung kann dabei einen bestimmten Durchmesser aufweisen, der im Bereich der Öffnung vergrößert ist.
Die Erfindung sieht vor, dass die Verschlussscheibe nach dem Verformen ent¬ weder eben ist oder zumindest im Bereich ihres Außenumfangs eine ebene Ringfläche aufweist. Beim Umformen wird die Verschlussscheibe vorwiegend radial gedehnt, so dass sie form- und/oder kraftschlüssig mit dem Fahrzeug¬ bauteil verbunden ist. Eine solche gefügte Verbindung behält auch bei Tempe- raturschwankungen ihre Abdichteigenschaften bei.
Es liegt auch im Rahmen der Erfindung, dass die Verschlussscheibe und das Fahrzeugbauteil aus unterschiedlichen Werkstoffen bestehen. Wenn unter¬ schiedliche Werkstoffe verwendet werden, wird die Entstehung von Spänen wirksam verhindert. Es kann dabei beispielsweise vorgesehen sein, dass die Verschlussscheibe aus Stahl besteht, zudem kann die Verschlussscheibe mit einem Oberflächenschutz versehen sein, um das Entstehen von Korrosion zu verhindern.
Besonders gut geeignet sind Verschlussscheiben, die gemäß der Norm DIN 470 hergestellt worden sind, da derartige Verschlussscheiben sich als beson¬ ders zuverlässig erwiesen haben, zudem sind genormte Verschlussscheiben kostengünstig.
Es liegt auch im Rahmen der Erfindung, dass das Fahrzeugbauteil aus einer Leichtmetalllegierung, insbesondere aus einer Aluminiumlegierung, besteht, das vorzugsweise mit einer Verschlussscheibe aus Stahl abgedichtet wird. Die Wölbung der Verschlussscheibe führt dazu, dass nach dem Umformen eine gewisse Vorspannung verbleibt, so dass die Werkstoffpaarung aus Stahl und Aluminium trotz der unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten auch bei Temperaturschwankungen zuverlässig abdichtet.
Für das erfindungsgemäße Fahrzeugbauteil ist eine ganze Reihe von Anwen¬ dungsmöglichkeiten denkbar. Das Fahrzeugbauteil kann als Komponente einer Brennkraftmaschine verwendet werden, beispielsweise kann es sich dabei um einen Kettenspanner handeln. Weitere Einsatzgebiete sind beispielsweise No- ckenwellenversteller oder Komponenten eines Fahrzeuggetriebes oder einer Fahrzeuglenkung. Generell kann das erfindungsgemäße Fahrzeugbauteil über¬ all dort eingesetzt werden, wo eine Hydrauliköffnung abgedichtet werden muss.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfol¬ genden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels sowie anhand der Figuren. Die Figuren sind schematische Darstellungen und zeigen:
Fig. 1 eine geschnittene Ansicht eines Fahrzeugbauteils mit einer in die
Öffnung eingelegten Verschlussscheibe vor dem Umformen;
Fig. 2 das Fahrzeugbauteil von Fig. 1 nach dem Umformen; und
Fig. 3 eine Variante, bei der die Verschlussscheibe nach dem Umfor¬ men nahezu eben ist. Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
Die Verschlussscheibe 1 weist eine runde, mit einer Wölbung versehene Grundform auf. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird eine Ver- schlussscheibe gemäß DIN 470 verwendet, die beispielsweise bei einem Durchmesser von 16 mm eine Dicke von 1 ,6 mm und einen Krümmungsradius von 22 mm aufweist. Die Verschlussscheibe 1 ist mit einem galvanischen Ober¬ flächenschutz versehen, sie kann z. B. phosphatiert sein.
Wie in Fig. 1 zu sehen ist, liegt die Verschlussscheibe 1 bei der Montage auf einem Absatz 2 eines Fahrzeugbauteils 3 auf. Bei dem Fahrzeugbauteil 3 han¬ delt es sich um einen Modulträger für einen Kettenspanner, der mit einer Boh¬ rung 4 versehen worden ist, um innenliegende Ölkanäle eines hydraulischen Systems herzustellen.
Zur Montage wird die Verschlussscheibe 1 wie in Fig. 1 gezeigt mit ihrer konve¬ xen Fläche nach außen lose in die Öffnung 5 des Fahrzeugbauteils gelegt, wo¬ bei der Innendurchmesser der Öffnung 5 so gewählt wird, dass er etwas größer als der Außendurchmesser der Verschlussscheibe 1 ist. Da zwischen der Ver- schlussscheibe 1 und dem inneren Umfang der Öffnung 5 ein geringer Abstand besteht, kann das Einlegen der Verschlussscheibe 1 problemlos mit einem au¬ tomatischen Montageautomaten erfolgen. Es ist nicht erforderlich, die Ver¬ schlussscheibe 1 in der Öffnung 5 genau zu positionieren.
Zum Umformen der Verschlussscheibe 1 wird ein Stempel benutzt, dessen Form an die Wölbung der Verschlussscheibe 1 angepasst ist. Der Stempel wirkt in erster Linie auf den Rand 6 der Verschlussscheibe 1 ein, wobei der Rand 6 durch die aufgebrachte Axialkraft radial heruntergedrückt und umge¬ formt wird.
Da das Fahrzeugbauteil 3 aus einer Aluminiumlegierung und die Verschluss¬ scheibe 1 aus Stahl besteht, gräbt sich der Rand 6 auf dem gesamten Umfang der Verschlussscheibe 1 in das Aluminiummaterial ein, so dass eine besonders sichere Verbindung dieser beiden Bauteile entsteht.
Fig. 2 zeigt das Fahrzeugbauteil 3 nach dem Umformen. Der Rand 6 der Ver- Schlussscheibe 1 liegt auf dem gesamten Umfang auf dem Absatz 2 an, so dass eine in der Bohrung 4 vorhandene Hydraulikflüssigkeit nicht aus dem Fahrzeugbauteil 3 nach außen entweichen kann. Nach dem Umformen weist die Verschlussscheibe 1 eine nahezu ebene Ringfläche auf. Da noch eine ge¬ wisse Restwölbung der Verschlussscheibe 1 vorhanden ist, liegt eine perma- nente Vorspannung vor, die auch bei einer erhöhten Temperatur eine sichere Abdichtung gewährleistet.
Fig. 3 zeigt eine Variante, bei der die Verschlussscheibe nach dem Umformen nahezu eben ist. Die Verschlussscheibe 7 wurde mit einer höheren Umform- kraft als die in den Figuren 1 und 2 gezeigte Verschlussscheibe 1 umgeformt. Ferner wurde ein anderes Umformwerkzeug verwendet, so dass sich die in Fig. 3 dargestellte nahezu ebene Oberfläche der Verschlussscheibe 7 ergibt. Diese verstärkte Umformung bewirkt, dass sich der Rand 8 der Verschlussscheibe 7 noch weiter in den Grund der Öffnung 5 eingräbt, so dass auch diese Verbin- düng eine zuverlässige Abdichtung der Bohrung 4 ergibt.
Bezugszahlen
1 Verschlussscheibe 2 Absatz
3 Fahrzeugbauteil
4 Bohrung
5 Öffnung
6 Rand 7 Verschlussscheibe
8 Rand

Claims

Patentansprüche
1. Fahrzeugbauteil mit einem wenigstens eine Öffnung aufweisenden Hohl- räum zur Aufnahme von Hydraulikflüssigkeit und einem die Öffnung ab¬ dichtend verschließenden Mittel, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel als gewölbte Verschlussscheibe (1 , 7) ausgebildet ist, die in die Öffnung (5) einsetzbar und durch Aufbringen einer axialen Kraft unter radialer Aufweitung verformbar ist.
2. Fahrzeugbauteil nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum als Bohrung (4) ausgebildet ist.
3. Fahrzeugbauteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum, gegebenenfalls die Bohrung (4), im Bereich der Öff¬ nung einen Absatz (2) aufweist, auf den die Verschlussscheibe (1 , 7) mit ihrem Rand (6, 8) vor dem Verpressen auflegbar ist.
4. Fahrzeugbauteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlussscheibe (1 , 7) nach dem Verfor¬ men entweder eben ist oder zumindest im Bereich ihres Außenumfangs eine ebene Ringfläche aufweist.
5. Fahrzeugbauteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlussscheibe (1 , 7) und das Fahrzeug¬ bauteil (3) aus unterschiedlichen Werkstoffen bestehen.
6. Fahrzeugbauteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlussscheibe (1 , 7) aus Stahl besteht. 7. Fahrzeugbauteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlussscheibe (1 ,
7) mit einem Oberflä¬ chenschutz versehen ist.
8. Fahrzeugbauteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlussscheibe (1 , 7) der DIN 470 ent¬ spricht.
9. Fahrzeugbauteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es aus einer Leichtmetalllegierung, insbesondere aus einer Aluminiumlegierung, besteht.
10. Fahrzeugbauteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es als Komponente einer Brennkraftmaschine, eines Getriebes oder einer Lenkung einsetzbar ist.
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