Verfahren zum Herstellen eines geteilten Maschinengehäuses

Beschreibung

[0001] Zum technischen Umfeld der Erfindung wird beispielsweise auf die DE 196 32 275 A1 verwiesen. In dieser ist ein Dichtungs- und Klebeverfahren für Bauteilverbindungen, insbesondere ein Verfahren zum Abdichten und/oder Verkleben von Bauteilen aus metallischen Werkstoffen in der Fahrzeug- und Motorenindustrie, beispielsweise von Bauteilen für Motorblöcke, Ölwannen, Dichtungsflansche, usw beschrieben. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass man in wenigstens einer der Fügeflächen mindestens eine Nut vorsieht, die mindestens eine Befüllungsöffnung aufweist. Man fügt die beiden Bauteile an ihren Fügeflächen in der gewünschten Orientierung zusammen und bringt eine flüssige Dicht- oder Klebmasse durch die Befüllungsöffnung in die Nut ein, bis die Nut im wesentlichen vollständig mit der Dicht- oder Klebemasse gefüllt ist. Weiter ist die Einbindung einer Buchse in ein derart verklebtes/abgedichtetes Bauteil beschrieben.

[0002] Die Erfindung geht von dem US-Patent 5,152,538 aus. In diesem ist ein Wellendichtring für eine Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine in einem entlang der Kurbelwellenachse geteilten Kurbelgehäuse beschrieben. Der Wellendichtnng ist mit seiner Halterung in dem geodätisch tiefer liegendem Kurbeigehäuseteil in einer Aussparung angeordnet. Um den Wellendichtnng gegenüber dem Kurbelgehäuse abzudichten, weist der Montageflansch des tiefer liegenden Kurbeigehäuseteils eine Nut auf, in die bei der Montage des Kurbelgehäuses eine Dichtung eingelegt wird. Im eingebauten Zustand ist die Kurbelwelle durch den an einer Stirnseite des Kurbelgehäuses angeordneten Wellendichtring nach außen geführt.

[0003] Nachteilig bei dem Stand der Technik ist die komplizierte Einbnngung einer Nut in die halbrunde Aussparung im Flansch des Kurbelgehäuses für den Wellendichtring.

[0004] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein einfacher zu fertigendes gattungsgemaßes Maschinengehäuse aufzuzeigen.

[0005] Diese Aufgabe wird vorrichtungsmäßig durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 und verfahrensmäßig durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 5 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Inhalt der Unteransprüche.

[0006] Näher erläutert wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles, für das Figur 1 in einer stark abstrahierten Prinzipskizze einen mittigen Längsschnitt durch ein geteiltes Maschinengehäuse mit in der Teilungsebene vorgesehenen geteilten Lagerstellen für eine einzusetzende Welle zeigt. In Figur 2 ist das untere Maschinengehäuse-Teil detailliert perspektivisch dargestellt; ferner ist hierin der in Figur 3 stark vereinfacht gezeigte Teil-Querschnitt A-A durch das zusammengebaute Maschinengehäuse kenntlich gemacht. Ein in die Stirnseite dieses Maschinengehäuses einzusetzender Wellendichtring ist in Figur 4 in Form ein erstes Ausführungsbeispieles perspektivisch dargestellt. In sämtlichen Figurendarstellungen sind gleiche Bauelemente mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet.

[0007] So ist in Fig.1 mit der Bezugsziffer 1 das Kurbelgehäuse-Unterteil und mit der Bezugsziffer 2 das Kurbelgehäuse-Oberteil eines in der (horizontalen) Teilungsebene 3 geteilten Kurbelgehäuses einer Hubkolben-Brennkraftmaschine bezeichnet. Diese beiden Kurbelgehäuse-Teile 1, 2 werden hier auch allgemein als Maschinengehäuse-Teile 1, 2 bezeichnet, da das beschriebene Verfahren sowie die entsprechende Gehäuse-Ausbildung generell auf beliebige geteilte Maschinengehäuse übertragbar ist. In den beiden Maschinengehäuse-Teilen 1, 2 sind in der Teilungsebene 3 geteilte Lagerstellen 4 für eine einzusetzende, der Einfachheit halber figürlich nicht dargestellte Welle vorgesehen. Im bevorzugten Anwendungsfall handelt es sich bei dieser Welle um die Kurbelwelle der Brennkraftmaschine. Wie üblich ragt diese (Kurbel-)Welle durch die beiden stirnseitigen Lagerstellen 4 über das komplettierte Maschinengehäuse (bzw. Kurbelgehäuse) hinaus, weshalb in den beiden stirnseitigen Lagerstellen 4 jeweils ein an sich bekannter Wellendichtring 5 vorgesehen ist (vgl. Fig.2). In Verbindung mit diesen Lagerstellen 4 erkennt man in Fig.2 im übrigen in diese eingesetzte, selbstverständlich ebenfalls geteilte Gleitlagerschalen.

[0008] Die in den beiden Maschinengehäuse-Teilen 1, 2 vorgesehenen Lagerstellen 4 müssen im Rahmen des Herstellungprozesses dieses Maschinengehäuses gemeinsam bearbeitet werden, wozu die beiden Maschinengehäuse-Teile 1, 2 zunächst ohne eingesetzte Gleitlagerschalen und ohne eingelegte (Kurbel)-Welle zusammengesetzt werden, wie in Fig.1 dargestellt. Hierbei wird der in der Teilungsebene 3 liegende sog. Trennflansch 2a des Kurbelgehäuse-Oberteiles 2 auf den entsprechenden sog. Trennflansch 1a des Kurbelgehäuse-Unterteiles 1 aufgelegt, und zwar ohne Zwischenlage einer Dichtung. Anschließend werden die beiden Maschinengehäuse-Teile 1, 2 miteinander verschraubt, und zwar über die in den Trennflanschen 1a, 2a mehrfach vorgesehenen Verschraubungsbohrungen 6. Anschließend erfolgt die spanende Bearbeitung der Lagerstellen 4, wie eingangs bereits kurz beschrieben.

[0009] Wie ebenfalls bereits eingangs beschrieben werden daraufhin die beiden Maschinengehäuse-Teile 1, 2 voneinander getrennt, so daß die Gleitlagerschalen und insbesondere auch die in den Lagerstellen 4 gelagerte Welle eingelegt werden können. Beim darauf folgenden (mit Ausnahme von Reperaturfällen endgültigen) Zusammenbau des Maschinengehäuses bzw. Kurbelgehäuses muß nun jedoch in der Trennebene 3 zwischen den Trennflanschen 1a, 2a eine geeignete Dichtung vorgesehen werden, um ein gegenüber der Umgebung ausreichend hermetisch abgeschlossenes Maschinengehäuse zu erhalten.

[0010] Hierfür ist in zumindest einem der Maschinengehäuse-Teile 1, 2, und zwar hier im Kurbelgehäuse-Unterteil 1 im Trennflansch 1a desselben eine zur Trennebene 3 hin offene Nut 7 vorgesehen, die sich quasi umlaufend über den gesamten Bereich dieses Trennflansches 1a erstreckt. Über hier zwei von dieser Nut 7 abzweigende, an den beiden Längsseiten des Maschinengehäuse-Teiles 1 in etwa in der Mitte desselben vorgesehene und an dessen Außenseite mündende Einspritzbohrungen 8 kann in diese Nut 7 ein Flüssigdichtmittel eingebracht werden, und zwar nachdem die beiden Maschinengehäuse-Teile 1, 2 zusammengesetzt wurden. Dies verdeutlicht auch Fig.3, worin ein Teil-Querschnitt bzw. der Schnitt A-A aus Fig.2 durch das zusammengebaute Maschinengehäuse im Bereich einer Einspritzbohrung 8 stark vereinfacht dargestellt ist. Im Zusammenwirken mit dem Trennflansch 2a des Maschinengehäuse-Teiles 2 bildet diese im Trennflansch 1a vorgesehene Nut 7 somit einen im Querschnitt geschlossenen Kanal zur Aufnahme des Flüssigdichtmittels, welches somit (nach Aushärten) eine optimale Abdichtung in der Teilungsebene 3 gewährleistet.

[0011] Somit werden also nach Bearbeitung der Lagerstellen 4 sowie nach dem Einlegen der (Kurbel-)Welle in diese Lagerstellen 4 zunächst die beiden Maschinengehäuse-Teile 1, 2 wie in Fig.1 gezeigt zusammengesetzt und miteinander verschraubt (über die bereits genannten Verschraubungsbohrungen 6), ehe anschließend daran über die Einspritzbohrungen 8 ein zunächst fließfähiges und später im wesentlichen aushärtendes, dabei jedoch eine gewisse Elastizität beibehaltendes Flüssigdichtmittel in die Nut 7 eingespritzt wird. Ist dabei gewahrleistet, daß diese Nut 7 vollständig mit dem Flüssigdichtmittel ausgefüllt ist, so erhält man hiermit eine optimale Abdichtung, ohne daß - wie eingangs beschrieben - die Lage der beiden Maschinengehäuse-Teile 1, 2 zueinander von der Erstmontage zur Bearbeitung der Lagestellen 4 abweicht. Vorteilhafterweise können dabei direkt anschließend an das Einbringen des Flüssigdichtmittels weitere Montagevorgänge am Maschinengehäuse vorgenommen werden, ohne daß das Aushärten des Flüssigdichtmittels abgewartet werden müßte. Im bevorzugten Anwendungsfall eines Brennkraftmaschinen-Kurbelgehäuses stellt dabei der erstmalige Probebetrieb der vollständig komplettierten Brennkraftmaschine sozusagen Nutzwärme im Kurbelgehäuse zur Verfügung, die ein abschließendes Aushärten des Flüssigdichtmittels in der Nut 7 sicherstellt.

[0012] Im Hinblick auf eine erfolgreiche Abdichtung von Trennfugen zwischen aneinander angrenzenden Bauteilen sind üblicherweise diejenigen Bereiche besonders problematisch, in denen mehr als zwei Bauteile aufeinandertreffen. Im vorliegenden bevorzugten Anwendungsfall handelt es sich hier um die beiden stirnseitigen Lagerstellen 4, in die die bereits genannten Wellendichtringe 5 eingesetzt sind. Auch dieses im Fachjargon sog. "Dreiländereck" ist unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens optimal abdichtbar. Bevorzugt sind hierfür - wie aus den Figuren 2 und 4 ersichtlich wird - im Wellendichtring 5 in Richtung der Wellenachse 9 verlaufende Nuten 7' in der Teilungsebene 3 vorgesehen. Diese quasi rechtsseitig sowie linksseitig im Wellendichtring 5 auf dessen Außenseite bzw. in dessen Außenfläche vorgesehenen Nuten 7' stehen mit der bezüglich des Wellendichtringes 5 rechtsseitigen bzw. linksseitigen Nut 7 im Trennflansch 1a in Verbindung. Somit kann das nach dem endgültigen Zusammenbau der beiden Maschinengehäuse-Teile 1, 2 (selbstverständlich wurden zuvor auch die beiden Wellendichtringe 5 zusammen mit der Kurbel-Welle in die Lagerstellen 4 eingelegt) über die Einspritzbohrungen 8 in die Nut 7 eingebrachte Flüssigdichtmittel auch in die Nuten 7' der Wellendichtringe 5 gelangen und dort letztlich aushärten und somit eine optimale Abdichtung gewährleisten.

[0013] In diesem Zusammenhang ist ein besonderer Vorteil dieser bevorzugten Ausführungsform eines geteilten Maschinengehäuses erkennbar. Wie ersichtlich erstrecken sich die beiden Nuten 7' in jedem Wellendichtring 5 über dessen gesamte in Richtung der Wellenachse 9 gemessene Breite, so daß diese Nuten 7' nach außen hin offen sind. Wird nun über die Einspritzbohrungen 8 das Flüssigdichtmittel in die Nut 7 eingebracht, so fließt dieses über die Nut(en) 7 zu den Nuten 7' der Wellendichtringe 5 und tritt letztendlich an deren vorderen offenen Enden sichtbar aus. Dies ist dann ein Indiz dafür, daß die Nuten 7, 7' vollständig mit Flüssigdichtmittel ausgefüllt sind, so daß der Einspritzvorgang über die Einspritzbohrungen 8 beendet werden kann, wonach diese Einspritzbohrungen 8 mittels geeigneter Stopfen verschlossen werden können. Im übrigen bilden die nach außen hin offenen Nuten 7' auch Entlüftungsöffnungen für die vom Flüssigdichtmittel beim Einbringen desselben insbesondere aus den Nuten 7 verdrängte Luft.

[0014] Abweichend von der Darstellung nach Figur 4 sind alternative Ausführungsformen für den Wellendichtring 5 möglich, die jedoch nicht figürlich dargestellt sind. Beispielsweise kann eine Nut im Wellendichtring außenseitig umlaufend ausgebildet sein. Besonders vorteilhaft ist es dabei,wenn diese umlaufende Nut in Richtung der Wellenachse 9 betrachtet schraubenförmig verläuft. Fließt nun - bezugnehmend auf Figur 2 - das Flüssigdichtmittel von der rechtsseitigen (im Trennflansch 1a vorgesehenen) Nut 7 her kommend in diese schraubenförmig umlaufende Nut im Wellendichtring 5, so umkreist dieses Flüssigdichtmittel quasi den Wellendichtring 5 und gelangt danach in die gegenüberliegende linksseitige (im Trennflansch 1a vorgesehene) Nut 7. Bei dieser Gestaltung würde es somit ausreichen, das Flüssigdichtmittel nur über die in Fig.2 rechtsseitig liegende Einspritzbohrung 8 einzubringen, wobei jedoch die linksseitige Einspritzbohrung 8 weiterhin vorgesehen sein sollte, um als Entlüftungsöffnung sowie als Kontrollorgan für eine vollständige Befüllung der Nuten 7, 7' zu fungieren.
Im übrigen muß eine am Wellendichtring 5 außenseitig umlaufende Nut nicht schraubenförmig ausgebildet sein. Daneben können selbstverständlich eine Vielzahl weiterer Details insbesondere konstruktiver Art durchaus abweichend vom gezeigten Ausführungsbeispiel gestaltet sein, ohne den Inhalt der Patentansprüche zu verlassen.

[0015] Daß mit dem soweit bzw. durch den Anspruch 5 beschriebenen Verfahren eine bestmögliche Abdichtung in der Trennebene 3 oder in den vorhandenen Trennfugen der aneinander angrenzenden Bauteile erzielbar ist, liegt auf der Hand. Unabhängig von den jeweiligen - und selbstverständlich stets vorhandenen - Bauteil- und Montagetoleranzen bildet sich hiermit nämlich stets eine optimal bezüglich der Bauteile positionierte Dichtung aus, die auch überall und stets die jeweils erforderlichen Abmessungen besitzt. Insbesondere kann dieses zunächst fließfähige Dichtmittel beim Aushärten quasi mit sämtlichen angrenzenden Bauteilen verkleben, so daß selbst geringfügige Relativbewegungen zwischen den Bauteilen aufgrund der geringfügigen Elastizität des ausgehärteten bzw. erstarrten Dichtmittels dessen Dichtwirkung nicht aufheben.
Im übrigen kann insbesondere in Reparaturfällen von beiden Enden des durch die Nuten 7, 7' in den Trennfugen bzw. in der Trennebene 3 gebildeten Kanales aus das zunächst fließfähige und später aushärtende Dichtmittel in die Nuten 7 und 7' eingebracht werden, d.h. nicht nur über die erstgenannte(n) Einspntzbohrung(en) 8, sondern auch über die bereits erwähnte Entlüftungsöffnung(en), die sich beim Ausführungsbeispiel nach Fig.2 am vorderen Ende der Nuten 7' befinden, um auch in diesem Falle eine sichere Abdichtung zu gewährleisten.

Bezugszeichenliste:

[0016] 

1

Maschinengehäuse-Teil = Kurbelgehäuse-Unterteil

1a

Trennflansch (von 1).

2

Maschinengehäuse-Teil = Kurbelgehäuse-Oberteil

2a

Trennflansch (von 2)

3

Teilungsebene

4

Lagerstelle

5

Wellendichtring

6

Verschraubungsbohrung

7

Nut (in 1a)

7'

Nut (in 5)

8

Einspritzbohrung

9

Wellenachse

Ansprüche

1. Geteiltes Maschinengehäuse, insbesondere ein Kurbelgehäuse einer Brennkraftmaschine, in dem eine Welle, insbesondere eine Kurbelwelle, gelagert ist und mit einer Teilungsebene (3), die sich entlang einer Wellenachse (9) erstreckt und das Maschinengehäuse in ein erstes und ein zweites Maschinengehäuseteil (1, 2) teilt, wobei in das Maschinengehäuse an zumindest einer Stirnseite ein Wellendichtring (5) eingesetzt ist, durch den die Welle nach außen geführt ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
zumindest ein Maschinengehäuseteil (1, 2) in der Teilungsebene (3) eine umlaufende Nut (7), in die eine aushärtende Flüssigdichtung einspritzbar ist, aufweist, wobei im Wellendichtring (5) in Richtung der Wellenachse (9) verlaufende Nuten (7') in der Teilungsebene (3) vorgesehen sind.

2. Geteiltes Maschinengehäuse nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass sich die umlaufende Nut (7) in der Außenseite des Wellendichtringes (5) fortsetzt.

3. Geteiltes Maschinengehäuse nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass die Nut im Wellendichtring (5) außenseitig umlaufend ausgebildet ist.

4. Geteiltes Maschinengehäuse nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass die Nut im Wellendichtring (5) schraubenförmig verläuft.

5. Verfahren zum Herstellen eines geteilten Maschinengehäuses nach Anspruch 1, welches in einer Teilungsebene (3) geteilte Lagerstellen (4) für eine einzusetzende Welle aufweist, insbesondere ein, in einer Wellenachse (9) einer Kurbelwelle geteiltes Kurbelgehäuse einer Brennkraftmaschine, wobei die Maschinengehäuseteile (1, 2) zunächst zusammengesetzt und die Lagerstellen (4) bearbeitet werden und danach die Maschinengehäuseteile (1, 2) voneinander getrennt werden und die Welle eingelegt wird, wonach das Maschinengehäuse unter Vorsehen einer Dichtung in der Teilungsebene (3) zusammengesetzt wird,
dadurch gekennzeichnet, dass die durch ein zunächst fließfähiges Dichtmittel gebildete Dichtung nach dem Einlegen der Welle und dem Zusammensetzen des Maschinengehäuses von außen in eine in zumindest einem der Maschinengehäuseteile (1, 2) in der Teilungsebene (3) vorgesehene Nut (7) eingespritzt wird.

Claims

1. A divided engine casing, especially a crankcase of an internal combustion engine, in which a shaft, especially a crankshaft, is mounted, with a dividing plane (3) which extends along a shaft axis (9) and divides the engine casing into a first part (1) and a second part (2), wherein a sealing ring (5) through which the shaft extends outwards is inserted into at least one end face of the engine casing,
characterised in that at least one part (1, 2) of the engine casing has a peripheral groove (7) in the dividing plane (3) into which a thermosetting liquid seal can be injected, wherein grooves (7') extending in the sealing ring (5) in the direction of the shaft axis (9) are formed in the dividing plane (3).

2. A divided engine casing according to claim 1, characterised in that the peripheral groove (7) continues on the outside of the sealing ring (5).

3. A divided engine casing according to claim 2, characterised in that the groove in the sealing ring (5) is peripheral and on the outside.

4. A divided engine casing according to claim 3, characterised in that the groove in the sealing ring (5) is helical.

5. A method of making a divided engine casing according to claim 1 comprising bearings (4) divided in a dividing plane (3) for inserting a shaft, more especially a crankcase of an internal combustion engine divided along an axis (9) of a crankshaft, wherein the parts (1, 2) are first placed together and the bearings (4) are machined, after which the parts (1, 2) are separated and the shaft is inserted, whereafter the engine casing is assembled, a seal being provided in the dividing plane (3),
charactensed in that after the shaft has been inserted and the engine casing has been fitted together, the seal, consisting of an initially free-flowing sealant, is injected from the exterior into a groove (7) formed in at least one of the parts (1, 2) in the dividing plane (3).

Revendications

1. Carter de moteur divisé, notamment carter de vilebrequin d'un moteur thermique recevant un arbre, notamment le vilebrequin, et divisé suivant un plan de division (3) passant par l'axe (9) de l'arbre et divisant le carter du moteur en une première et une seconde partie (1, 2),
le carter du moteur ayant au moins une bague d'étanchéité d'arbre (5) logée dans une face frontale, et par laquelle l'arbre sort du carter,
caractérisé en ce qu'
une partie de carter de moteur (1, 2) comportant dans le plan de division (3) une rainure périphérique (7) dans laquelle on peut injecter un joint liquide qui durcit,
et la bague d'étanchéité d'arbre (5) comporte des rainures (7') dirigées suivant l'axe (9) de l'arbre et situées dans le plan de division (3).

2. Carter de moteur divisé, selon la revendication 1,
caractérisé en ce que
la rainure périphérique (7) se prolonge dans le côté extérieur de la bague d'étanchéité d'arbre (5).

3. Carter de moteur divisé, selon la revendication 2,
caractérisé en ce que
la rainure entoure le côté extérieur de la bague d'étanchéité d'arbre (5).

4. Carter de moteur divisé, selon la revendication 3,
caractérisé en ce que
la rainure a un tracé hélicoïdal dans la bague d'étanchéité d'arbre (5).

5. Procédé de fabrication d'un carter de moteur divisé, selon la revendication 1, comportant des paliers (4) divisés dans un plan de division (3) pour recevoir un arbre, notamment un carter de vilebrequin divisé suivant l'axe (9) du vilebrequin d'un moteur thermique,
les parties (1, 2) du carter de moteur étant tout d'abord assemblées et les paliers (4) usinés, puis on sépare l'une de l'autre les parties du carter (1, 2) du moteur et on installe l'arbre puis on assemble le carter de moteur avec interposition d'un joint dans le plan de division (3),
caractérisé en ce que
le joint formé par un agent d'étanchéité tout d'abord fluide est injecté après mise en place de l'arbre et assemblage du carter de moteur, par l'extérieur, dans au moins une rainure (7) prévue dans les parties de carter (1, 2) dans le plan de division (3).

Zeichnung