[0001] Die Erfindung beschreibt einen Gehäusedeckel für eine Verbrennungskraftmaschine,
insbesondere Zylinderkopfhauben oder Ölwannen, zum lösbaren, flüssigkeitsdichten Befestigen
am Motorblock, mit einem elastomeren Dichtungsprofil am Rand des Gehäusedeckels.
[0002] Bei Motoren, insbesondere bei Verbrennungskraftmaschinen, läßt es sich nicht vermeiden,
dass ein Bauteil, wie beispielsweise der Motorblock, während des Betriebs des Motors
schwingt. Diese Schwingungen können zu einer unangenehmen Geräuschentwicklung führen.
Damit die Schwingungen des Bauteils nicht bzw. nur gedämpft auf die an das Bauteil
angebauten Anbauteile übertragen werden, ist es allgemein üblich elastomere Dichtungsprofile
in die Anbauteile zu integrieren, die dann für eine akustische Entkopplung der Anbauteile
sorgen. Durch diese Maßnahme kann die Geräuschentwicklung häufig beträchtlich reduziert
werden. Bei den an das Bauteil angebrachten Anbauteilen handelt es sich vornehmlich
um Gehäusedeckel, wie beispielsweise Zylinderkopfhauben oder Öldeckel, von Verbrennungskraftmaschinen.
Bei dieser akustischen Entkopplung des Gehäusedeckels wird ein elastomeres Dichtungsprofil
zwischen dem Gehäusedeckel und dem Motorblock positioniert. Die Auflagefläche des
Dichtungsprofils auf dem Motorblock wird dabei als Dichtfläche bezeichnet.
Nachteilig beim Einsatz von Elastomeren ist, dass diese einer mehr oder weniger großen
Relaxation unterworfen sind. Der Relaxation wird unter anderem mit kombinierten Entkopplungseinrichtungen
entgegengearbeitet.
[0003] So wird in der US 5,255,647 eine Schwingungsentkopplungseinrichtung für einen Gehäusedeckel
vorgeschlagen, bei der neben einer Schraubenentkopplung ein Entkopplungselement als
Dichtungsprofil im Deckelrand angeordnet ist. Dabei dient das Dichtungsprofil zur
Abdichtung eines innerhalb des Gehäusedeckels vorgesehenen Innenraums und zur schwingungsmäßigen
Entkopplung zwischen dem Gehäusedeckel und dem Motorblock und die Schraubenentkopplung
unter anderem dazu der Relaxation und einer damit verbundenen Gefahr von Undichtigkeiten
entgegenzutreten.
Werden solche Gehäusedeckel aus Kunststoff gefertigt, so besteht wegen der im allgeimein
geringen Steifigkeit im Gegensatz zu Metallen die Gefahr, dass es zu einem Verschieben,
d.h. zu einem Wandern in Folge von Relaxation oder Verformung des Deckelrands des
Gehäusedeckels zwischen den Befestigungsschrauben kommt, wobei die Gefahr des Verschiebens
bei metallischen Gehäusedeckeln natürlich auch besteht. So wird durch die Schraubenentkopplung
zwar einer Relaxation des Dichtungsprofils entgegengewirkt, eine Sicherung gegen das
Verschieben des Deckelrands über die Dichtfläche hinweg ist aber nicht gegeben.
[0004] Um der Relaxation des Dichtungsprofils 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 das Dichtungsprofil
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 des Dichtungsprofils 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.
[0005] Aufgabe der Erfindung ist es somit einen Gehäusedeckel zu entwickeln der den Schiebebewegungen
des Deckelrandes entgegenwirkt und der gleichzeitig eine akustische Entkopplung beinhaltet.
[0006] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs
1 gelöst, vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen dokumentiert.
[0007] Der erfindungsgemäße Gedanke überwindet die vorgenannten technischen Nachteile dadurch,
dass am Rand des Gehäusedeckels innenseitig eine in Richtung des Motorblocks der Gehäusedichtfläche,
des Gegenbauteils oder des Zylinderkopfes gerichtete axiale Verlängerung vorgesehen
ist, die axial über die Dichtfläche hinausragt und dass mindestens zwischen der axialen
Verlängerung und dem Motorblock eine Dichtung angeordnet ist.
[0008] 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 Dichtungsprofilwerkstoffs
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 kann sie während
des Zusammenbaus als Fügehilfe und während der Befestigung zur Positionierung des
Gehäusedeckels dienen. Wird die Verlängerung erfmdungsgemäß 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 möglich. 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 Dichtungsprofile des Gehäusedeckels
zu bringen, so dass eine sehr genaue Positionierung schon in der Fügephase stattfindet,
was sich wiederum positiv auf automatisierte Befestigungsverfahren auswirken kann.
[0009] 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 ein 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.
[0010] Der Gehäusedeckel kann aus beliebigen Werkstoffen bestehen, wird aber erfindungsgemäß
vorzugsweise aus einem Kunststoff gefertigt. Die bei Kunststoffen auftretende Relaxation
und die damit verbundenen Schiebebewegungen der Dichtungsprofile auf der Dichtfläche
werden nun durch die Verlängerung erfmdungsgemäß vermieden.
[0011] Damit die Anschläge nicht in direkten Kontakt mit dem Motorblock gelangen, wird in
den Patentansprüchen vorgeschlagen, zwischen der axialen Verlängerung und dem Motorblock
eine weitere Dichtung anzuordnen oder das vorhandene Dichtungsprofil über die Dichtfläche
hinaus bis zum Ende der axialen Verlängerung hin auszubilden. Im Falle der Anordnung
einer weiteren Dichtung als separates Teil kann die Dichtung entweder formschlüssig
oder kraftschlüssig befestigt werden. Formschlüssig heißt beispielsweise, dass die
Dichtung U-förmig ausgebildet ist, wobei die beiden Schenkel über das axial untere
Ende der Verlängerung geschoben werden. Durch die Einstellung des Abstands der Schenkel
kann dann die Festigkeit des Sitzes der Dichtung eingestellt werden. Bei der kraftschlüssigen
Verbindung ist es vorstellbar die Dichtung mittels eines Vulkanisier- oder Spritzverfahrens
zu befestigen.
In einer weiteren Ausführung der Patentansprüche wird vorgeschlagen das Dichtungsprofil
über die Dichtfläche hinaus bis zum Ende der axialen Verlängerung hin auszubilden.
Der Vorteil dieser Ausführung liegt in dem geringeren Aufwand bei der Montage der
Dichtung. Auch hier sind formschlüssige sowie kraftschlüssige Verbindungen vorstellbar.
[0012] Durch die Anordnung einer Dichtung zwischen der Verlängerung und dem Motorblock kann
der Gehäusedeckel, bei auftretenden Schwingungen während des Betriebes des Motors,
nicht mit dem Motorblock in Kontakt geraten. Der Gehäusedeckel ist akustisch entkoppelt.
[0013] 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 und einer einstückigen Dichtungsanordnung im Deckelrand und
zwischen der Verlängerung.
- 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 und einer separaten
Dichtung die an der Verlängerung angeordnet 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 sowie einer an die Verlängerung anvulkanisierten Dichtung.
[0014] In Figur 1 ist der Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Gehäusedeckel 1 dargestellt.
Der Gehäusedeckel 1 besitzt einen Deckelrand 2 in dem das elastomere Dichtungsprofil
3 angeordnet ist, wobei das elastomere Dichtungsprofil 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 dargestellt.
Hierbei ist das Dichtungsprofil 3 einstückig ausgebildet und reicht von der Dichtfläche
4 bis zum Ende 10 der Verlängerung 7. Einen Schnitt durch einen Gehäusedeckel 10 mit
einem Deckelrand 11, einem elastomeren Dichtungsprofil 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. An der Verlängerung ist
eine Dichtung 20 angeordnet, die formschlüssig 21 mit der Verlängerung 14 verbunden
ist.
Die Figur 3 zeigt den Schnitt durch einen erfmdungsgemäßen Gehäusedeckel 22 bei dem
der Motorblock 23 der Verlängerung 24 entsprechend konstruktiv angepasst wurde. Dabei
ist am Motorblock 23 eine Fase 25 vorgesehen, die das Fügen des Gehäusedeckels 22
erleichtert. Die Fase 25 besitzt eine Schräge 26 in Richtung des Gehäusedeckels 22
zum Fügen und eine Schräge 27 in Richtung des Motorblocks 23 zur Demontage des Gehäusedeckels
22. Hierbei kann die Fase 25 auch zur Begrenzung der Verformung der elastomeren Dichtung
28 dienen und in Richtung der elastomeren Dichtung 28 entsprechend (z. B. rund) ausgebildet
sein. Die Verlängerung besitzt motorblockseitig eine anvulkanisierte Dichtung 29,
die den Gehäusedeckel 22 gegen den Motorblock 23 akustisch entkoppelt.
1. Gehäusedeckel für eine Verbrennungskraftmaschine, insbesondere Zylinderkopfhauben
oder Ölwannen, zum lösbaren, flüssigkeitsdichten Befestigen am Motorblock, mit einem
elastomeren Dichtungsprofil am Rand des Gehäusedeckels, dadurch gekennzeichnet, dass am Rand des Gehäusedeckel innenseitig eine in Richtung des Motorblocks gerichtete
axiale Verlängerung vorgesehen ist, die axial über die Dichtfläche hinausragt und
dass mindestens zwischen der axialen Verlängerung und dem Motorblock eine Dichtung
angeordnet ist.
2. Gehäusedeckel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung als separates Teil ausgeführt ist.
3. Gehäusedeckel nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung als separates Teil ausgeführt ist und formschlüssig mit der Verlängerung
verbunden ist.
4. Gehäusedeckel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung als separates Teil ausgeführt ist und kraftschlüssig mit der Verlängerung
verbunden ist.
5. Gehäusedeckel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das elastomere Dichtungsprofil und die Dichtung einstückig miteinander verbunden
sind.
6. Gehäusedeckel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das elastomere Dichtungsprofil und die Dichtung einstückig miteinander verbunden
sind und so ausgebildet ist, dass es formschlüssig mit dem Gehäusedeckel verbunden
ist.
7. Gehäusedeckel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das elastomere Dichtungsprofil und die Dichtung einstückig miteinander verbunden
sind und so ausgebildet ist, dass es kraftschlüssig mit dem Gehäusedeckel verbunden
ist.
8. Gehäusedeckel nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren zum kraftschlüssigen Verbinden ein Vulkanisieren ist.
9. Gehäusedeckel nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren zum kraftschlüssigen Verbinden ein Spritzen ist.