WO2002081952A1 - Dichtungssystem für eine brennkraftmaschine - Google Patents

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Frank Maier
Markus Huber
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    • F02F11/00—Arrangements of sealings in combustion engines 
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    • F01M11/0004—Oilsumps
    • F01M2011/0062—Gaskets

Definitions

  • the invention relates to a sealing system for an internal combustion engine according to the features of the preamble of claim 1.
  • Sealing gap tolerances can be compensated for by a seal provided with at least two sealing arms, so that despite the existing sealing gaps, the oil-carrying installation space or spaces are securely sealed. Due to the fact that the two sealing arms rest elastically or resiliently in the secondary connection on the installation space wall to be sealed, no high sealing forces are generated, so that sealing element according to the invention is particularly suitable for sealing plastic components or the like.
  • a particularly advantageous embodiment of a sealing profile is obtained if the cross section of the sealing elements is Y- or ⁇ - (omega) -shaped.
  • the sealing element according to the features of claim 1 and / or claim 2 is particularly suitable for separating two oil extraction spaces in an internal combustion engine.
  • the oil partition wall provided with the sealing element is arranged between an oil suction line and an oil barrier insert which separates the two oil suction spaces from one another.
  • the oil suction line is in two parts, i.e. H. formed from a base part and a flat cover part closing an opening of the base part.
  • H. formed from a base part and a flat cover part closing an opening of the base part.
  • two hill-like projections are provided on the inside of the cover part.
  • FIG. 1 shows a longitudinal section through the oil guide housing of an internal combustion engine
  • FIG. 2 shows a plan view of the oil guide housing
  • FIG. 3 shows an enlarged view X of the sealing element in FIG. 1
  • 4 is an enlarged partial view in the area of the sealing point
  • FIG. 7 shows the oil suction line without cover element and FIG. 8 shows a cover element of the oil suction line.
  • An oil collecting housing 2 has an installation space section 4, which is referred to in the following as the first oil collecting space and in which the oil necessary for the lubricating oil supply of the internal combustion engine accumulates.
  • a snorkel 6 is placed at its deepest point in the first oil collecting space 4, which leads via a first oil suction line 8 to the suction side of an oil pump 10.
  • a second installation space 12 Arranged in the oil collecting housing 2 is a second installation space 12, which is referred to below as the second oil collection space and which is flatter than the first oil collection space 4.
  • Oil collecting space 12 is also arranged at its lowest point an oil snorkel 14 which is connected via a second oil suction line 16 to a second suction side of the oil pump 10 designed as a double pump.
  • a plastic insert 18 is inserted into the oil catcher housing 2 and separates the two oil collecting spaces 4, 12 from one another in the installed state.
  • the insert part 18 has a rear side wall 20 which engages in a holding groove 22 which is arranged on the bottom of the oil collecting housing 2 and runs transversely to the longitudinal extent of the oil collecting housing 2.
  • This tongue and groove connection is additionally sealed by silicone or soft foam, since it is intended to prevent lubricating oil from getting into the second oil collecting space 12 from the first oil collecting space 4 when the motor vehicle is in an inclined position.
  • the lubricating oil located in the first oil collecting space 4 can flow under the insert part 18 when the engine is in an inclined position. This section of space is thus also used to hold the oil volume required for a reliable supply of lubricating oil.
  • the oil suction line 16 runs above the insert part 18, which acts as an oil-tight bulkhead between the two oil suction spaces 4, 12, so that the oil suction line 16 does not protrude beyond the flange surface 24 of the oil collecting housing 2.
  • the receiving channel 26 merges into a recess 28 which is also formed in the form of a circular arc.
  • a plastic separating element fastened to the oil suction line 16 engages in this recess 28
  • the corresponding end face of the separating element 30, adapted to the contour of the recess 28, has a receiving groove 32, into which an elastomer sealing element 34 is received for the oil-tight separation between the oil suction line 16 and the plastic insert 18.
  • the omega-shaped sealing element 34 has a sealing web 36, which clamps in the groove 32 of the separating element 30
  • the sealing element 34 furthermore has two sealing arms 38 and 40 which, in the installed state, bear sealingly on the surface of the recess 28 of the plastic insert 18. Due to the omega-shaped cross-sectional profile of the sealing element 34, sealing gap tolerances of approximately +/- 2.5 mm can be accommodated or compensated for.
  • the sealing gap tolerances are based on the 25 assembly sequence: the oil pump 10 with the oil suction line 16 is mounted on a crankcase lower part, not shown, while the plastic insert 18 is screwed into the oil guide housing 2.
  • Such tolerances can be safely and reliably compensated for by the ⁇ sealing element 34. This ensures, despite the oil suction line 16 crossing the plastic insert 18, that when the internal combustion engine is in an inclined position, the lubricating oil located in the first oil collecting space 4 cannot reach the rear second oil collecting space 12.
  • FIG. 5 A second embodiment of an elastomer sealing element 34a is shown in FIG. 5.
  • the Y-shaped sealing element 34a in turn has a sealing web 36a which is received in the groove 32 of the separating element 30.
  • the two sealing arms 38a and 40a in turn lie sealingly on the surface of the recess 28 of the plastic insert 18.
  • the oil suction line 16 shown in more detail in FIGS. 6 to 8 is constructed in two parts and consists of a base part 44 having an opening 42, the opening 42 being closed off by a flat cover 46.
  • the cover 46 is friction welded to the base part 44 and securely seals the opening 42.
  • a hill-like projection 48 and 50 are arranged on the inside of the cover 46 at the beginning and at the end. Due to the direction of flow of the lubricating oil shown in FIG. 7, a tear-off edge AK forms when the lubricating oil enters the opening 42 forming a chamber.
  • This tear-off edge is eliminated by the projection 48 engaging in the opening 42 (in the assembled state) and the lubricating oil can be passed on to the outlet 52 of the oil suction line 16 without being swirled or jammed.
  • a baffle edge SK forms at the exit of the opening 42 forming the chamber.
  • the protrusion 50 engaging in the opening 42 directs the oil flow over the protrusion 50 into the middle of the flow cross section, as a result of which the congestion edge is eliminated.

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Abstract

Die Erfindung geht aus von einem Dichtungssystem für eine Brennkraftmaschine, bei dem ein schmierölführender Bauraum, insbesondere Ölauffanggehäuse, von angrenzenden bauraumabschnitten durch Wandelemente (18, 30) abgetrennt ist, die zur Abdichtung der Bauräume elastische Dichtungselemente (34, 34a) aufweisen. Es wird vorgeschlagen, dass zum Ausgleich von Dichtspalttoleranzen ein Dichtungselemetn (34, 34a) vorgesehen ist, das mindestens zwei Dichtarme (38, 40, 38a, 40a) aufweist, die an der abzudichtenden Bauraumwand (28) zum Angliegen kommen. Damit ist trotz gröβerer Dichtspalttoleranzen eine sichere öldichte Abtrennung von Bauräumen gewährleistet.

Description

Dichtungssystem für eine Brennkraftmaschine
Die Erfindung geht aus von einem Dichtungssystem für eine Brennkraftmaschine gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Es ist allgemein üblich, ölführende Bauraumabschnitte in einer Brennkraftmaschine durch entsprechende Dichtungselemente abzutrennen, um somit einen unerwünschten Übertritt von Schmieröl zu verhindern. In der US-PS 5,467,843 wird beispielsweise eine unterhalb der Kurbelwelle gelagerte Zwischenwelle durch Wandverstrebungen abgetrennt. An den Rändern dieser Verstrebungen sind in einer Nut Dichtungselemente eingelegt, über die eine Abdichtung beider Bauräume erfolgt Problematisch ist es jedoch, wenn insbesondere montagebedingt größere Dichtspalttoleranzen ausgeglichen werden müssen. Bei der Verwendung herkömmlicher Dichtungselemente, die beispielsweise im Querschnitt kreisförmig ausgebildet sind, werden bei Dichtspalttoleranzen entweder die beiden Bauteile nicht mehr sicher abgedichtet oder es erfolgt eine Dichtpressung, die beispielsweise beim Einsatz von Kunststoffteilen im Hauptkraftschluss Dichtkräfte erzeugt, die zur Beschädigung des Kunststoffteils führen können.
Aufgabe ist es daher, eine zur Abschottung bzw. Abdichtung von ölführenden Bauraumabschnitten einsetzbare Dichtung zu entwickeln, die trotz vorhandener Dichtspalttoleranzen von beispielsweise +/- 2 bis 3 mm eine zuverlässige Abdichtung des bzw. der Ölräume gewährleistet.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Durch eine mit mindestens zwei Dichtungsarmen versehene Dichtung können Dichtspalttoleranzen ausgeglichen werden, so dass trotz vorhandener Dichtspalte der bzw. die ölführenden Bauräume sicher abgedichtet sind. Dadurch, dass die beiden Dichtungsarme elastisch bzw. federnd im Nebenkr aftschluss an der abzudichtenden Bauraumwand anliegen, werden keine hohen Dichtkräfte erzeugt, so dass das erfindungsgemäße Dichtungselement insbesondere zur Abdichtung von Kunststoffbauteilen o.a. geeignet ist.
In den Unteransprüchen sind weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen des erfindungsgemäßen Dichtungssystem für eine Brennkraftmaschine enthalten.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform eines Dichtungsprofils ergibt sich, wenn der Querschnitt der Dichtungselemente Y- oder Ψ- (omega) förmig ausgebildet ist.
Das Dichtungselement gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 und/oder Anspruchs 2 ist besonders geeignet, um zwei Ölabsaugräume in einer Brennkraftmaschine voneinander abzutrennen. Dabei ist die mit dem Dichtungselement versehene Ölschottwand zwischen einer Olabsaugleitung und einem Ölbarriere- Einlegeteil angeordnet, das die beiden Ölabsaugräume voneinander trennt.
Aus Packagegründen ist die Olabsaugleitung zweiteilig, d. h. aus einem Basisteil und einem eine Öffnung des Basisteils verschließenden flachen Deckelteil ausgebildet. Dadurch kann die Ölwanne direkt an das Kurbelgehäuse angeflanscht werden, ohne dass beispielsweise der Bauraum der Ölwanne aufgrund der Olabsaugleitung verändert werden muss.
Zur Strömungsoptimierung des abgesaugten Schmieröls sind auf der Innenseite des Deckelteils zwei schanzenartige Vorsprünge vorgesehen.
Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung und Zeichnung näher erläutert. Letztere zeigt in
Fig. 1 einen Längsschnitt durch das Ölführungsgehäuse einer Brennkraftmaschine, Fig. 2 eine Draufsicht auf das Ölführungsgehäuse, Fig. 3 eine vergrößerte Ansicht X des Dichtungselementes in Fig. 1, Fig. 4 eine vergrößerte Teilansicht im Bereich der Dichtstelle,
Fig. 5 eine zweite Ausführungsform des Dichtungselementes,
Fig. 6 eine Olabsaugleitung mit Deckelelement,
Fig. 7 die Olabsaugleitung ohne Deckelelement und Fig. 8 ein Deckelement der Olabsaugleitung.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Ein Olauffanggehause 2 weist einen Bauraumabschnitt 4 auf, der im folgenden als erster Olsammelraum bezeichnet wird, und in dem sich das für die Schmierölversorgung der Brennkraftmaschine notwendige Öl ansammelt. Im ersten Olsammelraum 4 ist an seiner tiefsten Stelle ein Schnorchel 6 platziert, der über eine erste Olabsaugleitung 8 zu der Saugseite einer Ölpumpe 10 führt. Im Olauffanggehause 2 ist ein zweiter Bauraum 12 angeordnet, der im folgenden als zweiter Olsammelraum bezeichnet wird, und der gegenüber dem ersten Olsammelraum 4 flacher ausgebildet ist. Im zweiten
Olsammelraum 12 ist an seiner tiefsten Stelle ebenfalls ein Ölschnorchel 14 angeordnet, der über eine zweite Olabsaugleitung 16 mit einer zweiten Saugseite der als Doppelpumpe ausgebildeten Ölpumpe 10 verbunden ist.
In das Olauffanggehause 2 ist ein Kunststoff-Einlegeteil 18 eingesetzt, das im eingebauten Zustand die beiden Ölsammelräume 4, 12 voneinander abtrennt. Das Einlegeteil 18 weist eine hintere Seitenwand 20 auf, die in eine am Boden des Ölauffanggehäuses 2 angeordnete und quer zur Längserstreckung des Ölauffanggehäuses 2 verlaufende Haltenut 22 eingreift. Diese Nut-Feder-Verbindung wird noch zusätzlich durch Silikon oder Weichschaum abgedichtet, da verhindert werden soll, dass bei einer Schräglage des Kraftfahrzeuges Schmieröl aus dem ersten Olsammelraum 4 in den zweiten Olsammelraum 12 gelangt. Dagegen kann das im ersten Olsammelraum 4 befindliche Schmieröl bei einer Schräglage des Motors unter das Einlegeteil 18 fließen. Damit wird dieser Raumabschnitt auch zur Aufnahme des für eine zuverlässige Schmierölversorgung erforderlichen Ölvolumens genutzt. Oberhalb des Einlegeteils 18, das als öldichte Schottwand zwischen den beiden Ölabsaugräumen 4, 12 fungiert, verläuft die Olabsaugleitung 16. Damit die Olabsaugleitung 16 nicht über die Flanschfläche 24 des Ölauffanggehäuses 2 hinausragt,
5 ist auf der Oberseite des Einlegeteils 18 ein im Querschnitt kreisbogenförmig ausgebildeter Kanal 26 vorgesehen, in dem die Olabsaugleitung 16 Aufnahme findet. Auf der der Ölpumpe 10 zugewandten Stirnseite des Einlegeteils 18 geht der Aufnahmekanal 26 in eine ebenfalls kreisbogenförmig ausgebildete Aussparung 28 über. In diese Aussparung 28 greift ein an der Olabsaugleitung 16 befestigtes Kunststoff-Trennelement
10 30 ein. Die entsprechende der Kontur der Aussparung 28 angepaßte Stirnfläche des Trennelementes 30 weist eine Aufnahmenut 32 auf, in die zur öldichten Abtrennung zwischen Olabsaugleitung 16 und Kunststoff-Einlegeteil 18 ein Elastomer- Dichtungselement 34 Aufnahme findet. Das omegaförmig ausgebildete Dichtungselement 34 weist einen Dichtsteg 36 auf, der klemmend in der Nut 32 des Trennelementes 30
15 Aufnahme findet. Das Dichtungselement 34 weist weiterhin zwei Dichtungsarme 38 und 40 auf, die im eingebauten Zustand an der Oberfläche der Aussparung 28 des Kunststoff- Einlegeteils 18 dichtend anliegen. Aufgrund des omegaförmigen Querschnittsprofils des Dichtungselementes 34 können Dichtspalttoleranzen von ca. +/- 2,5 mm aufgenommen bzw. ausgeglichen werden. Bei der Abdichtung gegenüber dem Kunststoff-Einlegeteil 18
20 wirken die beiden Dichtungsarme 38 und 40 im Kraftnebenschluss, so dass die über das Dichtungselement 34 auf das Kunststoff-Einlegeteil 18 eingebrachten Kräfte gering sind und nicht zu einer Beschädigung des Kunststoff-Einlegeteils 18 führen.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Dichtspalttoleranzen aufgrund der 25 Montagereihenfolge begründet: Die Ölpumpe 10 mit der Olabsaugleitung 16 wird an einem nicht dargestellten Kurbelgehäuseunterteil montiert, während das Kunststoff- Einlegeteil 18 im Ölführungsgehäuse 2 verschraubt wird. Durch das Ψ-Dichtungselement 34 lassen sich derartige Toleranzen sicher und zuverlässig ausgleichen. Damit ist trotz der das Kunststoff-Einlegeteil 18 durchkreuzenden Olabsaugleitung 16 sichergestellt, dass bei einer Schräglage der Brennkraftmaschine das im ersten Olsammelraum 4 befindliche Schmieröl nicht in den hinteren zweiten Olsammelraum 12 gelangen kann.
Eine zweite Ausführungsform eines Elastomer-Dichtungselementes 34a ist in Fig. 5 dargestellt. Das Y-förmig ausgebildete Dichtungselement 34a weist wiederum einen Dichtsteg 36a auf, der in der Nut 32 des Trennelementes 30 Aufnahme findet. Die beiden Dichtungsarme 38a und 40a liegen wiederum im eingebauten Zustand an der Oberfläche der Aussparung 28 des Kunststoff-Einlegeteil 18 dichtend an.
Die in den Fig. 6 bis 8 näher dargestellte Olabsaugleitung 16 ist zweiteilig aufgebaut und besteht aus einem eine Öffnung 42 aufweisenden Basisteil 44, wobei die Öffnung 42 durch einen flach ausgebildeten Deckel 46 abgeschlossen ist. Der Deckel 46 ist mit dem Basisteil 44 reibverschweißt und dichtet die Öffnung 42 sicher ab. Zur Strömungsoptimierung des aus dem zweiten Olsammelraum 12 abgesaugten Schmieröls sind auf der Innenseite des Deckels 46 am Anfang und am Ende jeweils ein schanzenartiger Vorsprung 48 und 50 angeordnet. Aufgrund der in Fig. 7 dargestellten Strömungsrichtung des Schmieröls bildet sich beim Eintritt des Schmieröls in die eine Kammer bildende Öffnung 42 eine Abreißkante AK aus. Durch den in die Öffnung 42 eingreifenden Vorsprung 48 (im montierten Zustand) wird diese Abrisskante beseitigt und das Schmieröl kann ohne verwirbelt oder gestaut zu werden zum Ausgang 52 der Olabsaugleitung 16 weitergeleitet werden. In analoger Weise bildet sich am Ausgang der die Kammer bildenden Öffnung 42 eine Staukante SK aus. Durch den in die Öffnung 42 eingreifenden Vorsprung 50 wird der Ölstrom über den Vorsprung 50 in die Mitte des Strömungsquerschnitts gelenkt, wodurch die Staukante beseitigt ist.

Claims

Patentansprüche
1. Dichtungssystem für eine Brennkraftmaschine, bei dem ein schmierölführender Bauraum, insbesondere Olauffanggehause, von angrenzenden Bauraumabschnitten durch Wandelemente abgetrennt ist, die zur Abdichtung der Bauräume elastische Dichtungselemente aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass zum Ausgleich von Dichtspalttoleranzen ein Dichtungselement (34, 34a) vorgesehen ist, das mindestens zwei Dichtarme (38, 40, 38a, 40a) aufweist, die an der abzudichtenden Bauraumwand (28) zum Anliegen kommen.
Dichtungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungsprofil im Querschnitt Omega (Ψ)- oder Y-förmig ausgebildet ist.
3. Dichtungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungselement (34, 34a) verwendet wird, um zwei Ölabsaugräume (4, 12) in einer Brennkraftmaschine abzutrennen.
4. Dichtungssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein das Dichtungselement (34, 34a) aufnehmendes Wandelement (30) zwischen einer Olabsaugleitung (16) und einem Einlegeteil (18) angeordnet ist, wobei das Einlegeteil (18) die beiden Ölabsaugräume (4, 12) voneinander trennt.
5. Dichtungssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Olabsaugleitung (16) aus einem Basisteil (44) besteht, das eine Öffnung (42) aufweist, die durch ein Deckelteil (46) verschlossen ist.
6. Dichtungssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Innenseite des Deckelteils (46) zur Strömungsoptimierung zwei schanzenartige Vorsprünge (48, 50) vorgesehen sind.
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