EP2546504B2 - Brennkraftmaschine - Google Patents

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EP2546504B2
EP2546504B2 EP12175309.9A EP12175309A EP2546504B2 EP 2546504 B2 EP2546504 B2 EP 2546504B2 EP 12175309 A EP12175309 A EP 12175309A EP 2546504 B2 EP2546504 B2 EP 2546504B2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
cylinder head
intermediate flange
combustion engine
internal combustion
collar
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
EP12175309.9A
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English (en)
French (fr)
Other versions
EP2546504B1 (de
EP2546504A2 (de
EP2546504A3 (de
Inventor
Dimitri An
Thomas Fallscheer
Ulrich Hütter
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.)
Mahle International GmbH
Original Assignee
Mahle International GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=46466266&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=EP2546504(B2) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Mahle International GmbH filed Critical Mahle International GmbH
Publication of EP2546504A2 publication Critical patent/EP2546504A2/de
Publication of EP2546504A3 publication Critical patent/EP2546504A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2546504B1 publication Critical patent/EP2546504B1/de
Publication of EP2546504B2 publication Critical patent/EP2546504B2/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • 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
    • F02F7/006—Camshaft or pushrod housings

Definitions

  • the present invention relates to an internal combustion engine.
  • An internal combustion engine usually includes a cylinder head and a cylinder head cover. Furthermore, an intermediate flange can be arranged between the cylinder head cover and the cylinder head, which forms a separate component with respect to the cylinder head cover and the cylinder head. Components of the internal combustion engine can be arranged in the intermediate flange, for example components of a fuel injection system and/or components of an ignition system.
  • the components accommodated in the intermediate flange can have an increased sensitivity to oscillations and vibrations, which can be introduced into the intermediate flange via the cylinder head, for example. This can impair the long-term functional reliability of these components.
  • DE4009017 discloses an internal combustion engine with an intermediate flange.
  • the present invention deals with the problem of providing an improved or at least a different embodiment for an internal combustion engine of the type mentioned, which is characterized in particular by a reduced vibration load on the intermediate flange or the components accommodated therein.
  • the invention is based on the general idea of decoupling the intermediate flange from vibrations via a first sealing arrangement relative to the cylinder head and via a second sealing arrangement relative to the cylinder head cover.
  • the sealing arrangements are thereby assigned a dual function, since on the one hand they provide the required sealing between the intermediate flange and the cylinder head on the one hand and between the intermediate flange and the cylinder head cover on the other hand and also cause the vibration decoupling between the intermediate flange and the cylinder head on the one hand and between the cylinder head cover and the intermediate flange on the other hand.
  • the invention uses the consideration that elastic materials suitable for the seal can also be suitable for vibration decoupling.
  • the invention further proposes not to attach the intermediate flange directly to the cylinder head, but only indirectly via the cylinder head cover, namely by attaching the cylinder head cover to the cylinder head.
  • at least one collar screw is used, which has a shaft with a threaded section, a head and a collar spaced apart from the head.
  • the respective collar screw is designed in one piece and has its components, i.e. the shaft, the threaded section, the head and the collar, integrally.
  • the threaded section is formed on a first end section of the collar screw, while the head is formed on a second end section of the collar screw.
  • the collar is formed on the shaft and separates the threaded section from a thread-free central section that extends from the collar to the head.
  • the respective collar screw is screwed with the threaded section into a threaded opening formed on the cylinder head, whereby it is supported by the collar on the cylinder head, with its shaft, in particular with its central section, passing through a flange passage opening formed on the intermediate flange and also through a hood passage opening formed on the cylinder head cover extends through and the collar screw is supported with its head on the cylinder head cover.
  • the respective collar screw clamps the cylinder head cover to the cylinder head through the intermediate flange, with the cylinder head cover being supported in a pre-stressed manner on the cylinder head via the intermediate flange.
  • the collar is expediently supported directly and/or rigidly on the cylinder head. This achieves a rigid fixation of the collar screw on the cylinder head.
  • the head can be supported directly and/or rigidly on the cylinder head cover in order to generate direct power transmission here too.
  • an indirect support on the cylinder head cover is preferred for the head, namely via an elastic element, for example an elastomer disk, in order to also decouple the support of the head on the cylinder head cover with regard to vibrations.
  • the intermediate flange is supported, in particular exclusively, indirectly, namely elastically via the elastic first sealing arrangement on the cylinder head.
  • the cylinder head cover is also supported, in particular exclusively, indirectly, namely via the elastic second sealing arrangement on the intermediate flange.
  • This elastic support of the intermediate flange on the one hand on the cylinder head and on the other hand on the cylinder head cover improves or enables the desired vibration decoupling of the intermediate flange. It is expedient here if the intermediate flange is not screwed to either the cylinder head or the cylinder head cover, but rather if there is axial play with regard to the screwing direction, so that mobility of the intermediate flange transversely to the screwing direction relative to the cylinder head and relative to the cylinder head cover is basically possible.
  • a distance between the cylinder head and the cylinder head cover can be greater than a height of the intermediate flange.
  • the intermediate flange is centered axially, i.e. parallel to the assembly direction or screwing direction, via the elastic sealing arrangements between the cylinder head and the cylinder head cover and is elastically mounted via the sealing arrangements on the cylinder head and on the cylinder head cover.
  • the collar is positioned on the respective collar screw in such a way that when installing the collar screw can be screwed with the collar against the cylinder head on the block, so that the desired distance between the cylinder head cover is then automatically achieved and cylinder head is adjusted.
  • the first sealing arrangement is expediently formed by a single first seal which runs closed along the intermediate flange.
  • the second sealing arrangement can be formed by a single second seal which runs closed along the intermediate flange.
  • the first seal and the second seal can be identical in construction. The closed circumferential seals simplify assembly and result in an efficient seal between the cylinder head and cylinder flange on the one hand and between the cylinder head cover and intermediate flange on the other.
  • a corresponding, groove-shaped receiving chamber can be formed for the first seal on the intermediate flange or on the cylinder head.
  • a corresponding groove-shaped receiving chamber can be formed for the second seal on the cylinder flange or on the cylinder head cover.
  • the respective seal expediently separates an inside of the intermediate flange from an outside of the intermediate flange.
  • the respective collar screw is expediently arranged on the outside, so that the encapsulation of the interior and thus the sealing of the interior is not impaired by the flange through opening.
  • At least one securing area can be provided in which the intermediate flange is secured exclusively on the cylinder head.
  • This lock is designed to hold the intermediate flange on the cylinder head when the collar bolts are removed, so that the cylinder head cover can be removed while the intermediate flange can remain on the cylinder head.
  • the fuse is also designed so that it does not affect the vibrational end coupling of the intermediate flange from the cylinder head. This can be ensured, for example, by appropriate play axially and radially with respect to the mounting direction.
  • such a security can be realized using a screw connection, which creates a firm connection between the intermediate flange and the cylinder head, but has sufficient axial play and radial play that, in the assembled state, it can be used to tension the sealing arrangements between the cylinder head cover and the intermediate flange or between the intermediate flange and the cylinder head does not contribute.
  • the sealing arrangements advantageously act axially, i.e. parallel to the assembly direction or screwing direction.
  • Fig. 1 to 3 comprises an internal combustion engine 1, only partially shown here, which can be used in particular in a motor vehicle, a cylinder head 2, a cylinder head cover 3 and an intermediate flange 4.
  • the individual components are arranged one on top of the other with respect to an assembly direction 5 indicated by a double arrow, whereby the Intermediate flange 4 is arranged axially between the cylinder head 2 and the cylinder head cover 3 with respect to the mounting direction 5.
  • the intermediate flange 4 also forms a separate component with respect to the cylinder head cover 3 and with respect to the cylinder head 2.
  • collar screws 6 are provided, which are arranged distributed along the circumferential contour of the intermediate flange 4 or the cylinder head 3.
  • the collar screws 6 are screwed parallel to the mounting direction 5, so that one screwing direction corresponds to the mounting direction 5, so that the screwing direction can also be referred to as 5 below.
  • the respective collar screw 6 has a shaft 7 which extends coaxially to a longitudinal central axis 8 of the collar screw 6, the longitudinal central axis 8 running parallel to the screwing direction 5 in the assembled state. Furthermore, the collar screw 6 comprises a threaded section 9, a head 10 and a collar 11, which is spaced from the head 10 and in particular separates the threaded section 9 from the rest of the shaft 7.
  • first sealing arrangement 12 is arranged between the cylinder head 2 and the intermediate flange 4.
  • the first sealing arrangement 12 is designed as an axial seal and accordingly acts axially, i.e. parallel to the screwing direction 5 or assembly direction 5.
  • the second sealing arrangement 13 is arranged between the cylinder head cover 3 and the intermediate flange 4.
  • the second sealing arrangement 13 is also designed here as an axial seal, so that it also acts axially, i.e. parallel to the mounting direction 5.
  • the respective collar screw 6 is screwed with the threaded section 9 into a threaded opening 14 which is formed on the cylinder head 2. Furthermore, the collar screw 6 is supported with its collar 11 on the cylinder head 2, namely on an opening edge 15 enclosing the threaded opening 14, axially, i.e. directly parallel to the longitudinal center axis 8 of the screw.
  • the shaft 7 passes through a flange through-opening 16, which is formed in the intermediate flange 4, and a hood through-opening 17, which is formed in the cylinder head cover 3.
  • the head 10 is supported axially indirectly on the cylinder head cover 3. While the collar 11 is supported rigidly and directly on the cylinder head 2, the head 10 is expediently supported indirectly on the cylinder head cover 3 via an elastic, disk-shaped element 18.
  • the elastic element 18 can absorb vibrations.
  • such an elastic element 18 can be dispensed with.
  • vibrations from the cylinder head 2 can be transmitted to the cylinder head cover 3 via the respective collar screw 6.
  • this vibration transmission can be negligible due to the comparatively small contact points between the cylinder head cover 3 and the respective screw head 10.
  • the collar screws 6 are designed so that they do not cause any blocking between the intermediate flange 4 and the cylinder head 2 on the one hand and between the intermediate flange 4 and the cylinder head cover 3 on the other hand, so that the intermediate flange 4 does not directly axially touch either the cylinder head 2 or the cylinder head cover 3.
  • Both sealing arrangements 12, 13 are expediently designed to be elastic, so that the intermediate flange 4 is supported elastically on both the cylinder head 2 and the cylinder head cover 3.
  • the first sealing arrangement 12 is preferably formed by a single first seal which runs closed along the intermediate flange 4 and is also designated 12 below.
  • the second sealing arrangement 13 is also expediently formed by a single second seal which runs closed along the intermediate flange 4 and is also designated 13 below.
  • the first seal 12 is chambered on the intermediate flange 4 and is axially supported on the top 21 of the cylinder head 2.
  • the second seal 13 in the example is chambered on the cylinder head cover 3 and is axially supported on the top 24 of the intermediate flange 4.
  • the seals 12, 13 are arranged so that they separate an inside 25 of the intermediate flange 4 from an outside 26 of the intermediate flange 4. It is noteworthy that the collar screws 6 are arranged on the outside 26. Accordingly, the flange through openings 16 also extend through the outside 26 of the connecting flange 4, which considerably simplifies the sealing of the inside 25 of the connecting flange 4.
  • FIG. 1 A locking screw, not shown here, can be arranged in an area 27, with the help of which the intermediate flange 4 can be secured on the cylinder head 2.
  • the area 27 is therefore also referred to below as the security area 27.
  • several such securing areas 27 can be provided along the circumference of the intermediate flange 4.
  • the screwing takes place in such a way that the vibration decoupling and thus in particular the elasticity and mobility between the intermediate flange 4 and the cylinder head 2 are not hindered. This can be achieved by appropriate axial and radial play of the screw connection in the respective securing area 27.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine.
  • Üblicherweise umfasst eine Brennkraftmaschine einen Zylinderkopf sowie eine Zylinderkopfhaube. Ferner kann ein Zwischenflansch zwischen der Zylinderkopfhaube und dem Zylinderkopf angeordnet sein, der bzgl. der Zylinderkopfhaube und des Zylinderkopfs ein separates Bauteil bildet. Im Zwischenflansch können Komponenten der Brennkraftmaschine angeordnet sein, bspw. Bestandteile einer Kraftstoffeinspritzanlage und/oder Bestandteile eines Zündsystems.
  • Die im Zwischenflansch untergebrachten Komponenten können eine erhöhte Empfindlichkeit gegenüber Schwingungen und Vibrationen aufweisen, die bspw. über den Zylinderkopf in den Zwischenflansch eingeleitet werden können. Hierdurch kann die dauerhafte Funktionssicherheit dieser Komponenten beeinträchtigt werden.
  • DE4009017 offenbart eine Brennkraftmaschine mit einem Zwischenflansch.
  • Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für eine Brennkraftmaschine der eingangs genannten Art eine verbesserte oder zumindest eine andere Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere durch eine reduzierte Schwingungsbelastung des Zwischenflansches bzw. der darin untergebrachten Komponenten auszeichnet.
  • Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, den Zwischenflansch über eine erste Dichtungsanordnung gegenüber dem Zylinderkopf und über eine zweite Dichtungsanordnung gegenüber der Zylinderkopfhaube schwingungsmäßig zu entkoppeln. Den Dichtungsanordnungen wird dadurch eine Doppelfunktion zugeordnet, da sie einerseits die erforderliche Abdichtung zwischen Zwischenflansch und Zylinderkopf einerseits und zwischen Zwischenflansch und Zylinderkopfhaube andererseits bewirken und außerdem die schwingungsmäßige Entkopplung zwischen Zwischenflansch und Zylinderkopf einerseits sowie zwischen Zylinderkopfhaube und Zwischenflansch andererseits bewirken. Die Erfindung nutzt hierbei die Überlegung, dass für die Dichtung geeignete elastische Materialien gleichzeitig auch zur Schwingungsentkopplung geeignet sein können.
  • Damit die Dichtungsanordnungen ihre schwingungsentkoppelnde Wirkung gegenüber dem Zwischenflansch erfüllen können, schlägt die Erfindung ferner vor, den Zwischenflansch nicht unmittelbar am Zylinderkopf zu befestigen, sondern nur mittelbar über die Zylinderkopfhaube, und zwar durch die Befestigung der Zylinderkopfhaube am Zylinderkopf. Hierzu wird zumindest eine Bundschraube verwendet, die einen Schaft mit einem Gewindeabschnitt, einen Kopf und beabstandet zum Kopf einen Bund aufweist. Die jeweilige Bundschraube ist dabei einteilig ausgebildet und weist ihre Bestandteile, also den Schaft, den Gewindeabschnitt, den Kopf und den Bund, integral auf. Dabei ist der Gewindeabschnitt an einem ersten Endabschnitt der Bundschraube ausgebildet, während der Kopf an einem zweiten Endabschnitt der Bundschraube ausgebildet ist. Der Bund ist dabei am Schaft ausgebildet und trennt dort den Gewindeabschnitt von einem gewindefreien Zentralabschnitt, der sich vom Bund bis zum Kopf erstreckt. Im montierten Zustand ist die jeweilige Bundschraube mit dem Gewindeabschnitt in eine am Zylinderkopf ausgebildete Gewindeöffnung eingeschraubt, wobei sie sich mit dem Bund am Zylinderkopf abstützt, wobei sie sich mit ihrem Schaft, insbesondere mit ihrem Zentralabschnitt, durch eine am Zwischenflansch ausgebildete Flanschdurchgangsöffnung und außerdem durch eine an der Zylinderkopfhaube ausgebildete Haubendurchgangsöffnung hindurch erstreckt und wobei sich die Bundschraube mit ihrem Kopf an der Zylinderkopfhaube abstützt. Letztlich verspannt die jeweilige Bundschraube die Zylinderkopfhaube durch den Zwischenflansch hindurch mit dem Zylinderkopf, wobei sich die Zylinderkopfhaube über den Zwischenflansch am Zylinderkopf vorgespannt abstützt.
  • Zweckmäßig sind mehrere derartige Bundschrauben vorgesehen, die entlang der Umfangskontur der Zylinderkopfhaube bzw. des Zwischenflansches verteilt angeordnet sind.
  • Zweckmäßig ist der Bund unmittelbar und/oder starr am Zylinderkopf abgestützt. Hierdurch wird eine starre Fixierung der Bundschraube am Zylinderkopf erzielt. Der Kopf kann unmittelbar und/oder starr an der Zylinderkopfhaube abgestützt sein, um auch hier eine direkte Kraftübertragung zu erzeugen. Bevorzugt ist für den Kopf jedoch eine mittelbare Abstützung an der Zylinderkopfhaube, nämlich über ein elastisches Element, z.B. eine Elastomerscheibe, um auch die Abstützung des Kopfes an der Zylinderkopfhaube hinsichtlich Schwingungen zu entkoppeln. Erfindungsgemäß stützt sich der Zwischenflansch, insbesondere ausschließlich, mittelbar, nämlich über die elastische erste Dichtungsanordnung am Zylinderkopf elastisch ab. Zusätzlich stützt sich auch die Zylinderkopfhaube, insbesondere ausschließlich, mittelbar, nämlich über die elastische zweite Dichtungsanordnung am Zwischenflansch elastisch ab. Durch diese elastische Abstützung des Zwischenflansches einerseits am Zylinderkopf und andererseits an der Zylinderkopfhaube wird die gewünschte schwingungsmäßige Entkopplung des Zwischenflansches verbessert bzw. ermöglicht. Zweckmäßig ist es hierbei, wenn der Zwischenflansch weder mit dem Zylinderkopf noch mit der Zylinderkopfhaube verschraubt ist, sondern wenn bzgl. der Verschraubungsrichtung ein Axialspiel vorhanden bleibt, sodass grundsätzlich eine Beweglichkeit des Zwischenflansches quer zur Verschraubungsrichtung relativ zum Zylinderkopf sowie relativ zur Zylinderkopfhaube möglich ist.
  • Um dies zu erreichen, kann gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform im montierten Zustand in der Verschraubungsrichtung bzw. in der Montagerichtung ein Abstand zwischen Zylinderkopf und Zylinderkopfhaube größer sein als eine Höhe des Zwischenflansches. In der Folge ist der Zwischenflansch über die elastischen Dichtungsanordnungen zwischen Zylinderkopf und Zylinderkopfhaube axial, also parallel zur Montagerichtung bzw. Verschraubungsrichtung zentriert und elastisch über die Dichtungsanordnungen am Zylinderkopf und an der Zylinderkopfhaube gelagert. Um diesen Abstand zwischen Zylinderkopf und Zylinderkopfhaube gezielt so einstellen zu können, erfolgt die Positionierung des Bunds an der jeweiligen Bundschraube gezielt so, dass beim Montieren die Bundschraube mit dem Bund gegen den Zylinderkopf auf Block verschraubt werden kann, sodass dann automatisch der gewünschte Abstand zwischen Zylinderkopfhaube und Zylinderkopf eingestellt ist.
  • Zweckmäßig ist die erste Dichtungsanordnung durch eine einzige, entlang des Zwischenflansches geschlossen umlaufende erste Dichtung gebildet. Zusätzlich oder alternativ kann die zweite Dichtungsanordnung durch eine einzige, entlang des Zwischenflansches geschlossen umlaufende zweite Dichtung gebildet sein. In einem Sonderfall können die erste Dichtung und die zweite Dichtung baugleich sein. Die geschlossen umlaufenden Dichtungen vereinfachen die Montage und führen zu einer effizienten Abdichtung zwischen Zylinderkopf und Zylinderflansch einerseits sowie zwischen Zylinderkopfhaube und Zwischenflansch andererseits.
  • Um die Effizienz der jeweiligen Dichtung zu verbessern, kann für die erste Dichtung am Zwischenflansch oder am Zylinderkopf eine entsprechende, nutförmige Aufnahmekammer ausgeformt sein. Ebenso kann für die zweite Dichtung am Zylinderflansch oder an der Zylinderkopfhaube eine entsprechende nutförmige Aufnahmekammer ausgeformt sein.
  • Die jeweilige Dichtung trennt zweckmäßig eine Innenseite des Zwischenflansches von einer Außenseite des Zwischenflansches. Zweckmäßig ist die jeweilige Bundschraube auf der Außenseite angeordnet, wodurch die Kapselung des Innenraums und somit die Abdichtung des Innenraums durch die Flanschdurchgangsöffnung nicht beeinträchtigt ist.
  • Bei einer anderen Ausführungsform kann zumindest ein Sicherungsbereich vorgesehen sein, in dem der Zwischenflansch ausschließlich am Zylinderkopf gesichert ist. Diese Sicherung ist dabei so ausgelegt, dass sie bei entfernten Bundschrauben den Zwischenflansch am Zylinderkopf festhält, sodass die Zylinderkopfhaube entfernt werden kann, während der Zwischenflansch am Zylinderkopf verbleiben kann. Die Sicherung ist ferner so ausgelegt, dass sie die schwingungsmäßige Endkopplung des Zwischenflansches vom Zylinderkopf nicht beeinträchtigt. Dies kann bspw. durch entsprechendes Spiel axial und radial bzgl. der Montagerichtung sichergestellt werden. Insbesondere lässt sich eine derartige Sicherung mithilfe einer Verschraubung realisieren, die zwar eine feste Verbindung zwischen dem Zwischenflansch und dem Zylinderkopf herstellt, aber ausreichend Axialspiel und Radialspiel besitzt, dass sie im Montierten Zustand zur Verspannung der Dichtungsanordnungen zwischen der Zylinderkopfhaube und dem Zwischenflansch bzw. zwischen dem Zwischenflansch und dem Zylinderkopf nicht beiträgt.
  • Damit die jeweilige mit dem Zylinderkopf starr verbundene Bundschraube selbst keine Schwingungen in den Zwischenflansch einleiten kann, ist zumindest zwischen der Kanaldurchgangsöffnung und der Bundschraube ein ausreichendes Radialspiel vorgesehen. Zweckmäßig ist auch in der Schraubendurchgangsöffnung ein entsprechendes Radialspiel zur Bundschraube vorgesehen, um auch dort in Verbindung mit dem vorstehend genannten elastischen Element eine schwingungsmäßige Entkopplung zwischen Zylinderkopfhaube und Bundschraube zu verbessern.
  • Die Dichtungsanordnungen wirken vorteilhaft jeweils axial, also parallel zur Montagerichtung bzw. Verschraubungsrichtung.
  • Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
  • Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
  • Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
  • Es zeigen, jeweils schematisch,
    • Fig. 1
    eine isometrische Ansicht einer Brennkraftmaschine im Bereich eines Zylinderkopfs,
    Fig. 2
    ein Querschnitt der Brennkraftmaschine entsprechend Schnittlinien II in Fig. 1,
    Fig. 3
    eine vergrößerte Ansicht eines Details III aus dem Querschnitt der Fig. 2.
  • Entsprechend den Fig. 1 bis 3 umfasst eine hier nur teilweise dargestellte Brennkraftmaschine 1, die insbesondere in einem Kraftfahrzeug zur Anwendung kommen kann, einen Zylinderkopf 2, eine Zylinderkopfhaube 3 und einen Zwischenflansch 4. Die einzelnen Komponenten sind dabei bzgl. einer durch einen Doppelpfeil angedeuteten Montagerichtung 5 aufeinander angeordnet, wobei der Zwischenflansch 4 bzgl. der Montagerichtung 5 axial zwischen dem Zylinderkopf 2 und der Zylinderkopfhaube 3 angeordnet ist. Der Zwischenflansch 4 bildet außerdem bzgl. der Zylinderkopfhaube 3 und bzgl. des Zylinderkopfs 2 ein separates Bauteil.
  • Zum Befestigen der Zylinderkopfhaube 3 und des Zwischenflansches 4 am Zylinderkopf 2 sind mehrere Bundschrauben 6 vorgesehen, die entlang der Umfangskontur des Zwischenflansches 4 bzw. des Zylinderkopfs 3 verteilt angeordnet sind. Die Bundschrauben 6 werden dabei parallel zur Montagerichtung 5 verschraubt, sodass eine Verschraubungsrichtung der Montagerichtung 5 entspricht, sodass im Folgenden auch die Verschraubungsrichtung mit 5 bezeichnet werden kann.
  • Entsprechend den Figuren 2 und 3 besitzt die jeweilige Bundschraube 6 einen Schaft 7, der sich koaxial zu einer Längsmittelachse 8 der Bundschraube 6 erstreckt, wobei die Längsmittelachse 8 im montierten Zustand parallel zur Verschraubungsrichtung 5 verläuft. Ferner umfasst die Bundschraube 6 einen Gewindeabschnitt 9, einen Kopf 10 und einen Bund 11, der vom Kopf 10 beabstandet ist und insbesondere den Gewindeabschnitt 9 vom übrigen Schaft 7 trennt.
  • Für die Montage der Zylinderkopfhaube 3 und des Zwischenflansches 4 am Zylinderkopf 2 sind außerdem zwei Dichtungsanordnungen, nämlich eine erste Dichtungsanordnung 12 und eine zweite Dichtungsanordnung 13 vorgesehen. Die erste Dichtungsanordnung 12 ist zwischen dem Zylinderkopf 2 und dem Zwischenflansch 4 angeordnet. Die erste Dichtungsanordnung 12 ist dabei als Axialdichtung konzipiert und wirkt dementsprechend axial, also parallel zur Verschraubungsrichtung 5 bzw. Montagerichtung 5. Die zweite Dichtungsanordnung 13 ist zwischen der Zylinderkopfhaube 3 und dem Zwischenflansch 4 angeordnet. Die zweite Dichtungsanordnung 13 ist hier ebenfalls als Axialdichtung konzipiert, sodass sie ebenfalls axial, also parallel zur Montagerichtung 5 wirkt.
  • Im gezeigten, montierten Zustand ist die jeweilige Bundschraube 6 mit dem Gewindeabschnitt 9 in eine Gewindeöffnung 14 eingeschraubt, die am Zylinderkopf 2 ausgebildet ist. Ferner stützt sich die Bundschraube 6 mit ihrem Bund 11 am Zylinderkopf 2, nämlich an einem die Gewindeöffnung 14 einfassenden Öffnungsrand 15 axial, also parallel zur Schraubenlängsmittelachse 8 unmittelbar ab. Der Schaft 7 durchsetzt dabei eine Flanschdurchgangsöffnung 16, die im Zwischenflansch 4 ausgebildet ist, sowie eine Haubendurchgangsöffnung 17, die in der Zylinderkopfhaube 3 ausgebildet ist. Der Kopf 10 stützt sich im gezeigten Beispiel mittelbar an der Zylinderkopfhaube 3 axial ab. Während sich der Bund 11 starr und unmittelbar am Zylinderkopf 2 abstützt, ist der Kopf 10 zweckmäßig über ein elastisches, scheibenförmiges Element 18 mittelbar an der Zylinderkopfhaube 3 abgestützt. Das elastische Element 18 kann Schwingungen absorbieren.
  • Alternativ dazu kann bei anderen Ausführungsformen auf ein derartiges elastisches Element 18 verzichtet werden. In diesem Fall können Schwingungen vom Zylinderkopf 2 über die jeweilige Bundschraube 6 auf die Zylinderkopfhaube 3 übertragen werden. Diese Schwingungsübertragung kann jedoch bei bestimmten Bauformen aufgrund der vergleichsweise kleinen Kontaktstellen zwischen der Zylinderkopfhaube 3 und dem jeweiligen Schraubenkopf 10 vernachlässigbar gering sein.
  • Die Bundschrauben 6 sind so ausgelegt, dass sie zwischen dem Zwischenflansch 4 und dem Zylinderkopf 2 einerseits und zwischen dem Zwischenflansch 4 und der Zylinderkopfhaube 3 andererseits jeweils keine Verblockung bewirken, sodass der Zwischenflansch 4 somit weder den Zylinderkopf 2 noch die Zylinderkopfhaube 3 direkt axial berührt. Erreicht wird dies dadurch, dass sich der Zwischenflansch 4 über die erste Dichtungsanordnung 12 mittelbar am Zylinderkopf 2 und über die zweite Dichtungsanordnung 13 mittelbar an der Zylinderkopfhaube 3 abstützt. Zweckmäßig sind beide Dichtungsanordnungen 12,13 elastisch ausgeführt, sodass sich der Zwischenflansch 4 sowohl am Zylinderkopf 2 als auch an der Zylinderkopfhaube 3 elastisch abstützt.
  • Die Abstimmung der Bundschrauben 6 auf die damit verbundenen Komponenten der Brennkraftmaschine 1, also Zylinderkopf 2, Zylinderkopfhaube 3 und Zwischenflansch 4, erfolgt zweckmäßig so, dass ein in der Montagerichtung 5 gemessener Abstand 19 zwischen einer dem Zylinderkopf 2 zugewandten Unterseite 20 der Zylinderkopfhaube 3 und einer der Zylinderkopfhaube 3 zugewandten Oberseite 21 des Zylinderkopfs 2 größer ist als eine Höhe 22 des Zwischenflansches 4, die in der Montagerichtung 5 zwischen einer dem Zylinderkopf 2 zugewandten Unterseite 23 des Zwischenflansches 4 und einer der Zylinderkopfhaube 3 zugewandten Oberseite 24 des Zwischenflansches 4 gemessen ist. Durch die Elastizitäten der beiden Dichtungsanordnungen 12,13 ist der Zwischenflansch 4 zwischen dem Zylinderkopf 2 und der Zylinderkopfhaube 3 axial zentriert. Gleichzeitig ist der Zwischenflansch 4 durch die elastischen Dichtungsanordnungen 12,13 axial und quer dazu, also radial elastisch und beweglich am Zylinderkopf 2 und an der Zylinderkopfhaube 3 gelagert.
  • Die erste Dichtungsanordnung 12 ist vorzugsweise durch eine einzige, entlang des Zwischenflansches 4 geschlossen umlaufende erste Dichtung gebildet, die im Folgenden ebenfalls mit 12 bezeichnet wird. Zweckmäßig ist auch die zweite Dichtungsanordnung 13 durch eine einzige, entlang des Zwischenflansches 4 geschlossen umlaufende zweite Dichtung gebildet, die im Folgenden ebenfalls mit 13 bezeichnet wird. Die erste Dichtung 12 ist im gezeigten Beispiel am Zwischenflansch 4 gekammert und an der Oberseite 21 des Zylinderkopfs 2 axial abgestützt. Ferner ist die zweite Dichtung 13 im Beispiel an der Zylinderkopfhaube 3 gekammert und an der Oberseite 24 des Zwischenflansches 4 axial abgestützt.
  • Gemäß Fig. 2 sind die Dichtungen 12,13 so angeordnet, dass sie eine Innenseite 25 des Zwischenflansches 4 von einer Außenseite 26 des Zwischenflansches 4 trennen. Bemerkenswert ist, dass die Bundschrauben 6 an der Außenseite 26 angeordnet sind. Dementsprechend erstrecken sich die Flanschdurchgangsöffnungen 16 ebenfalls durch die Außenseite 26 des Anschlussflansches 4, was die Abdichtung der Innenseite 25 des Anschlussflansches 4 erheblich vereinfacht.
  • Entsprechend Fig. 1 kann in einem Bereich 27 eine hier nicht gezeigte Sicherungsschraube angeordnet sein, mit deren Hilfe der Zwischenflansch 4 am Zylinderkopf 2 gesichert werden kann. Der Bereich 27 wird im Folgenden daher auch als Sicherungsbereich 27 bezeichnet. Es ist klar, dass entlang des Umfangs des Zwischenflansches 4 mehrere derartige Sicherungsbereiche 27 vorgesehen sein können. Innerhalb des jeweiligen Sicherungsbereichs 27 erfolgt die Verschraubung derart, dass die schwingungsmäßige Entkopplung und somit insbesondere die Elastizität und Beweglichkeit zwischen Zwischenflansch 4 und Zylinderkopf 2 nicht behindert ist. Dies kann durch ein entsprechendes Axial- und Radialspiel der Verschraubung im jeweiligen Sicherungsbereich 27 realisiert werden.

Claims (13)

  1. Brennkraftmaschine, insbesondere für ein Kraftfahrzeug,
    - mit einem Zylinderkopf (2),
    - mit einer Zylinderkopfhaube (3),
    - mit einem Zwischenflansch (4), der zwischen dem Zylinderkopf (2) und der Zylinderkopfhaube (3) angeordnet ist und der bzgl. der Zylinderkopfhaube (3) und des Zylinderkopfs (2) ein separates Bauteil ist,
    - mit mindestens einer Bundschraube (6) zum Befestigen der Zylinderkopfhaube (3) und des Zwischenflansches (4) am Zylinderkopf (2), die einen Schaft (7) mit einem Gewindeabschnitt (9), einen Kopf (10) und beabstandet zum Kopf (10) einen Bund (11) aufweist,
    - mit einer ersten Dichtungsanordnung (12), die zwischen dem Zylinderkopf (2) und dem Zwischenflansch (4) angeordnet ist,
    - mit einer zweiten Dichtungsanordnung (13), die zwischen der Zylinderkopfhaube (3) und dem Zwischenflansch (4) angeordnet ist,
    - wobei die jeweilige Bundschraube (6) mit dem Gewindeabschnitt (9) in eine am Zylinderkopf (2) ausgebildete Gewindeöffnung (14) eingeschraubt ist, mit dem Schaft (7) durch eine am Zwischenflansch (4) ausgeführte Flanschdurchgangsöffnung (16) und durch eine an der Zylinderkopfhaube (3) ausgebildete Haubendurchgangsöffnung (17) durchgeführt ist und mit dem Kopf (10) an der Zylinderkopfhaube (3) abgestützt ist,
    - wobei die Zylinderkopfhaube (3) mittelbar über die zweite elastische Dichtungsanordnung (13) am Zwischenflansch (4) elastisch abgestützt ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    - dass die jeweilige Bundschraube (6) mit dem Bund (11) am Zylinderkopf (2) abgestützt ist,
    - dass der Zwischenflansch (4) mittelbar über die elastische erste Dichtungsanordnung (12) am Zylinderkopf (2) elastisch abgestützt ist.
  2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Bund (11) unmittelbar und/oder starr am Zylinderkopf (2) abgestützt ist.
  3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    - dass der Kopf (10) unmittelbar und/oder starr an der Zylinderkopfhaube (3) abgestützt ist, oder
    - dass der Kopf (10) mittelbar über ein starres oder elastisches Element (18) an der Zylinderkopfhaube (3) starr und/oder elastisch abgestützt ist.
  4. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass im montierten Zustand in der Montagerichtung (5) ein Abstand (19) zwischen Zylinderkopf (2) und Zylinderkopfhaube (3) größer ist als eine Höhe (22) des Zwischenflansches (4).
  5. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    - dass die erste Dichtungsanordnung durch eine einzige, entlang des Zwischenflansches (4) geschlossen umlaufende erste Dichtung (12) gebildet ist, und/oder
    - dass die zweite Dichtungsanordnung durch eine einzige, entlang des Zwischenflansches (4) geschlossen umlaufende zweite Dichtung (13) gebildet ist.
  6. Brennkraftmaschine nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    - dass die erste Dichtung (12) am Zwischenflansch (4) oder am Zylinderkopf (2) gekammert ist, und/oder
    - dass die zweite Dichtung (13) an der Zylinderkopfhaube (3) oder am Zwischenflansch (4) gekammert ist.
  7. Brennkraftmaschine nach Anspruch 5 oder 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die jeweilige Dichtung (12,13) eine Innenseite (25) des Zwischenflansches (4) von einer Außenseite (26) des Zwischenflansches (4) trennt, wobei die jeweilige Bundschraube (6) an der Außenseite (26) angeordnet ist.
  8. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, mit zumindest einem Sicherungsbereich (27), in dem der Zwischenflansch (4) am Zylinderkopf (2) gesichert ist.
  9. Brennkraftmaschine nach Anspruch 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass im Sicherungsbereich (27) der Zwischenflansch (4) am Zylinderkopf (2) fixiert ist, auch wenn alle Bundschrauben (6) entfernt sind und die Zylinderkopfhaube (3) vom Zwischenflansch (4) abnehmbar ist.
  10. Brennkraftmaschine nach Anspruch 8 oder 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass im Sicherungsbereich (27) bezüglich der Montagerichtung (5) radiales und axiales Spiel zwischen dem Zwischenflansch (4) und dem Zylinderkopf (2) vorgesehen ist.
  11. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die jeweilige Bundschraube (6) einteilig ausgebildet ist und den Schaft (7), den Gewindeabschnitt (9), den Kopf (10) und den Bund (11) integral aufweist.
  12. Brennkraftmaschine nach Anspruch 11,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Gewindeabschnitt (9) an einem ersten Endabschnitt der Bundschraube (6) ausgebildet ist, während der Kopf (10) an einem zweiten Endabschnitt der Bundschraube (6) ausgebildet ist.
  13. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Bund (11) am Schaft (7) ausgebildet ist und dort den Gewindeabschnitt (9) von einem gewindefreien Zentralabschnitt trennt, der sich vom Bund (11) bis zum Kopf (10) erstreckt.
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