[0001] Die Erfindung beschreibt einen Gehäusedeckel für eine Verbrennungskraftmaschine,
insbesondere Zylinderkopfhauben oder Ölwannen, zum lösbaren, flüssigkeitsdichten Befestigen
am Motorblock, mit einer elastomeren Dichtung am Rand des Gehäusedeckels.
[0002] Im Rahmen komplexer Zusammenbaustrategien in der Automobilindustrie ist es heute
allgemein üblich Motorenteile mit Merkmalen zu versehen, die die Montage erleichtern
oder die es ermöglichen, dass Fügeeinrichtungen ganz entfallen können. Neben dieser
Montagefreundlichkeit werden auch Eigenschaften, welche die Funktion der Bauteile
beeinflussen in die Motorenteile integriert.
[0003] Im Besonderen sind hier Gehäusedeckel, wie Zylinderkopfhauben oder Ölwannen, angesprochen,
die als fertiges Montageteil dem Motor zugeführt werden, sie müssen als lösbare, flüssigkeitsdichtende
Motorenteile gleich mehrere Merkmale besitzen sowie spezifische Eigenschaften erfüllen.
Als lösbare Verbindung müssen Gehäusedeckel unter anderem leicht zu montieren und
zu positionieren sein sowie aus möglichst wenig Einzelteilen bestehen.
Als spezifische Eigenschaften muß die Dichtung in einem Gehäusedeckel unter anderem
eine hohe Formtreue bzw. geringe Relaxation, eine hohe Wiederverwendbarkeit sowie
eine gute Beständigkeit gegen Flüssigkeiten im Motor und gegen Umgebungseinflüsse
aufweisen.
[0004] Um der Relaxation der Dichtung entgegenzuwirken wird in der EP 0 664 388 A1 ein gattungsgemäßer
Gehäusedeckel als Ventildeckel für einen Zylinderkopf eines Verbrennungsmotors vorgeschlagen,
in dem durch den Einsatz eines metallischen Federkörpers die Vorspannkraft auf die
Dichtung eingestellt werden kann. Hierbei wird die Dichtung am Deckelrand, während
des Anziehens mit einer bestimmten Kraft am Motorblock verpresst. Durch den Einsatz
des metallischen Federkörpers ist der Ventildeckel in der Lage der Relaxation der
Dichtung zu folgen.
Nachteilig bei dieser Art des Aufbaus eines Gehäusedeckels ist, dass zwar die Kraft
auf die Dichtung relativ konstant gehalten werden kann, einer Schiebebewegung der
Deckelränder über die Dichtfläche aber nichts entgegensteht. Schiebebewegungen des
Deckelrandes können z. B. durch Ermüdung des Gehäusedeckelwerkstoffs oder durch überhöhte
Anzugsmomente der Deckelschrauben entstehen. Dies gilt insbesondere wenn die Gehäusedeckelwerkstoffe
keine ausreichende Festigkeit besitzen, die Bauteile nicht ausreichend steif konstruiert
werden können oder eine ungünstige Verschraubungsanordnung vorliegt.
Die Dichtung kann infolge der Schiebebewegung schaden nehmen oder die Dichtkräfte
auf den elastomeren Dichtungswerkstoff sind nicht mehr ausreichend um eine Leckage
zu vermeiden.
Aufgabe der Erfindung ist es somit einen Gehäusedeckel zu entwickeln der den Schiebebewegungen
des Deckelrandes entgegenwirkt und der gleichzeitig eine Montagehilfe beinhaltet.
[0005] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs
1 gelöst, vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen dokumentiert.
[0006] Der erfindungsgemäße Gedanke überwindet die vorgenannten technischen Nachteile dadurch,
dass am Rand des Gehäusedeckels innenseitig eine in Richtung des Motorblocks gerichtete
axiale Verlängerung vorgesehen ist, die axial über die Dichtfläche hinausragt, so
dass der Gehäusedeckel mindestens lagegerecht positioniert ist.
[0007] Mittels der erfindungsgemäßen, axialen Verlängerung des Gehäusedeckels sind Schiebebewegungen
des Deckelrandes nun nicht mehr möglich. Es kann vielmehr eine gezielte Positionierung
des Deckels auf der Dichtfläche des Motorblocks erfolgen. Diese gezielte Positionierung
bietet den Vorteil, das die Dichtfläche am Motorblock der Form des elastomeren Dichtungswerkstoffs
exakt angepasst werden kann. Dies führt wiederum zu Materialersparnis an der Dichtfläche,
was sich wiederum positiv auf das Gewicht des Motors auswirkt.
Ein weiterer Vorteil ist, dass durch die Verlängerung des Gehäusedeckels eine gezielte
und definierte Krafteinleitung in den elastomeren Dichtungswerkstoff möglich wird,
hieraus ergibt sich, dass die auftretenden Spannungen zuverlässiger berechnet und
eingestellt werden können.
Neben diesen Vorteilen unterstützt die Verlängerung die Montage, so dient sie während
des Zusammenbaus als Fügehilfe und während der Befestigung zur Positionierung des
Gehäusedeckels. Wird die Verlängerung erfindungsgemäß so ausgebildet, dass sie den
Gehäusedeckel während des Fügens bereits festklemmt so können damit Überkopfmontagen,
wie sie beispielsweise an Ölwannen auftreten können, wesentlich erleichtert werden.
Die Verlängerung am Deckelrand ist in einer patentgemäßen Ausführungsform umlaufend
am Deckelrand angeordnet. Je nach Anwendungfall und konstruktiven Gegebenheiten kann
die Verlängerung am Deckelrand aber auch nur partiell ausgebildet sein. Dabei bietet
die partielle Ausbildung den Vorteil des geringeren Gewichts und die umlaufende Ausbildung
den Vorteil der sichereren Führung.
Die Verlängerung ragt in Richtung des Motorblocks über die Dichtfläche hinaus und
bildet erfindungsgemäß eine Hinterschneidung bezogen auf den Motorblock. Erfindungsgemäß
sind partielle wie auch umlaufende Hinterschneidungen vorstellbar. Hierbei ist jede
Form der Hinterschneidung vorstellbar, wobei zu beachten bleibt, dass der Gehäusedeckel
lösbar ist und in der Art ausgeführt sein muß, dass ein Ausbau des Gehäusedeckels
ohne Beschädigung der Verlängerung möglich sein muß. So dienen beispielsweise Rundungen
an den Enden der Verlängerung einem leichteren Fügen des Gehäusedeckels.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird vorgeschlagen, die Hinterschneidung
in Form einer Schräge auszubilden. Die Schräge verläuft ausgehend von der Innenseite
des Gehäusedeckels in Richtung der Außenseite. Die Hinterschneidung in Form einer
Schräge bietet den Vorteil, dass bei einer Verschiebung des Deckelrandes der Gehäusedeckel
in Richtung der Dichtfläche gezogen wird, wobei sich gleichzeitig die Dichtkraft erhöht.
Unter Einsatz dieses Vorteils kann die Wirkung zwischen Schiebebewegung und Aufbau
der Dichtkräfte gezielt beeinflusst werden. Ferner bietet die Hinterschneidung in
Form einer Schräge die Möglichkeit eine Vorspannung auf die Dichtung des Gehäusedeckels
zu bringen, so dass eine sehr genaue Positionierung schon in der Fügephase stattfindet,
was sich wiederum positiv auf automatisierte Befestigungsverfahren auswirken kann.
[0008] Durch die Anordnung einer weiteren Schräge am axial unteren Ende der Verlängerung
des Deckelrandes, die in der Richtung der ersten Schräge entgegengesetzt angeordnet
ist, wird eine Zentrierung des Gehäusedeckels in der Fügephase erreicht. Die Handhabung
des Gehäusedeckels bei der Automatisierung von Zusammenbauprozessen wird somit wesentlich
erleichtert.
Je nach eingestellter Maßtoleranz kann bei der Fertigung der Verlängerung des Deckelrandes
eine zusätzliche Dichtfunktion erzeugt werden. Ein entscheidender Vorteil, wenn beispielsweise
die Befestigungsschrauben unzureichend angezogen wurden und die Gefahr der Leckage
entsteht.
Durch eine konstruktive Anpassung zwischen der Dichtfläche am Motorblock und der Verlängerung
des Gehäusedeckels kann erfindungsgemäß ebenfalls eine leichteres Fügen des Gehäusedeckels
ermöglicht werden. So ist es vorstellbar am Motorblock eine Fase anzuordnen, die es
ermöglicht, dass die Verlängerung in den Gehäuseblock einrastet.
Der Gehäusedeckel kann aus beliebigen Werkstoffen bestehen, wird erfindungsgemäß vorzugsweise
aber aus einem Kunststoff gefertigt. Die bei Kunststoffen auftretende Relaxation und
die damit verbundenen Schiebebewegungen der Dichtungen auf der Dichtfläche werden
nun durch die Verlängerung erfindungsgemäß vermieden.
[0009] Erfindungsgemäße Gestaltungsbeispiele von Gehäusedeckeln werden nachstehend anhand
von Zeichnungen und im weiteren in der Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
- Figur 1
- ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel eines Gehäusedeckels mit einer Hinterschneidung
in Form einer Schräge
- Figur 2
- ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel eines Gehäusedeckels mit einer Hinterschneidung
in Form einer Schräge, wobei an der Verlängerung eine weitere Schräge angeordnet ist,
die in der Richtung der ersten Schräge entgegengesetzt ausgebildet ist.
- Figur 3
- ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel eines Gehäusedeckels mit einer Hinterschneidung
in Form einer Schräge, wobei zwischen Motorblock und Verlängerung ein konstruktiver
Abgleich vorgesehen ist.
[0010] In Figur 1 ist der Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Gehäusedeckel 1 dargestellt.
Der Gehäusedeckel 1 besitzt einen Deckelrand 2 in dem die elastomere Dichtung 3 angeordnet
ist, wobei die elastomere Dichtung 3 auf der Dichtfläche 4 des Motorblocks 5 aufliegt.
An der Innenseite des Deckelrands 6 besitzt der Gehäusedeckel 1 eine Verlängerung
7, die über die Dichtfläche 4 hinausragt. Die Verlängerung 7 ist in der Weise ausgebildet,
dass sich bezogen auf den Motorblock 5 eine Hinterschneidung 8 ausbildet. In diesem
Ausführungsbeispiel ist die Hinterschneidung 8 in Form einer Schräge 9 dargestellt.
Einen Schnitt durch einen Gehäusedeckel 10 mit einem Deckelrand 11, einer elastomeren
Dichtung 12 und einen Motorblock 13 zeigt Figur 2. Die Verlängerung 14 am Deckelrand
11 ragt über die Dichtfläche 15 hinaus und besitzt eine Schräge 16, die von der Innenseite
17 des Gehäusedeckels 10 zur Außenseite 18 gerichtet ist, wobei an der Verlängerung
14 eine weitere Schräge 19 angeordnet ist, die in ihrer Richtung der ersten Schräge
16 entgegengesetzt ausgebildet ist, so dass die weitere Schräge 19 als Fügehilfe dienen
kann.
Die Figur 3 zeigt den Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Gehäusedeckel 20 bei dem
der Motorblock 21 der Verlängerung 22 entsprechend konstruktiv angepasst wurde. Dabei
ist am Motorblock 21 eine Fase 23 vorgesehen, die das Fügen des Gehäusedeckels 20
erleichtert. Dabei besitzt die Fase 23 eine Schräge 24 in Richtung des Gehäusedeckels
20 zum Fügen und eine Schräge 25 in Richtung des Motorblocks 21 zur Demontage des
Gehäusedeckels. Hierbei kann die Fase 23 auch zur Begrenzung der Verformung der elastomeren
Dichtung 26 dienen und in Richtung der elastomeren Dichtung 26 entsprechend (z. B.
rund) ausgebildet sein.
1. Gehäusedeckel (1, 10, 20) für eine Verbrennungskraftmaschine, insbesondere Zylinderkopfhauben
oder Ölwannen, zum lösbaren, flüssigkeitsdichten Befestigen am Motorblock (5, 13,
21), mit einer elastomeren Dichtung (3, 12, 26) am Rand (2, 11) des Gehäusedeckels
(1, 10, 20), dadurch gekennzeichnet, dass am Rand (2, 11) des Gehäusedeckel (1, 10, 20) innenseitig eine in Richtung des Motorblocks
(5, 13, 21) gerichtete axiale Verlängerung (7, 14) vorgesehen ist, die axial über
die Dichtfläche (4, 15) hinausragt, so dass der Gehäusedeckel mindestens lagegerecht
positioniert ist.
2. Gehäusedeckel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verlängerung (7, 14) partiell am Rand (2, 11) des Gehäusedeckels (1, 10, 20)
ausgebildet ist.
3. Gehäusedeckel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verlängerung (7, 14) umlaufend am Rand (2, 11) des Gehäusedeckels (1, 10, 20)
ausgebildet ist.
4. Gehäusedeckel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verlängerung (7, 14) so ausgebildet ist, dass der Gehäusedeckel (1, 10, 20) zentriert
und geklemmt ist.
5. Gehäusedeckel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verlängerung (7, 14) so ausgebildet ist, dass sich eine Hinterschneidung (8)
bezogen auf den Motorblock (5, 13, 21) ausbildet.
6. Gehäusedeckel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verlängerung (7, 14) so ausgebildet ist, dass sich eine Hinterschneidung (8)
in Form einer Schräge (9) ausbildet.
7. Gehäusedeckel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verlängerung (7, 14) so ausgebildet ist, dass sich eine Hinterschneidung in Form
einer Schräge (16) ausbildet und dass die Verlängerung (14) am axial unteren Ende
eine weitere Schräge (19) aufweist, die in der Richtung der ersten Schräge (16) entgegengesetzt
ausgebildet ist.
8. Gehäusedeckel nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäusedeckelwerkstoff Kunststoff ist.