DE102014216049B4 - Crankcase with toothed cover elements - Google Patents

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Abstract

Verbrennungsmotor (20) mit einem ein Kurbelwellengehäuse umfassenden Motorblock (10), mit einem am Motorblock (10) vorgesehenen Zylinderkopf, mit einer die dem Zylinderkopf abgewandte Seite des Motorblocks (10) wenigstens abschnittsweise abdeckenden Ölwanne (24), und mit einem eine Steuerkette oder einen Keilreimen abdeckenden Steuerdeckel (26), wobei der Motorblock (10) aus einem metallischen Material hergestellt ist, wobei die Ölwanne (24) und der Steuerdeckel (26) aus Kunststoffmaterial hergestellt sind, und wobei sich der Steuerdeckel (26) abschnittsweise über den Motorblock (10) und abschnittsweise über die Ölwanne (24) erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass der Motorblock einen Fügeabschnitt (12, 30) aufweist, der eine mittels eines Laser hergestellte strukturierte Oberfläche (14) aufweist, wobei die Ölwanne (24) und der Steuerdeckel (26) jeweils einen Gegenabschnitt (16, 28) aufweisen, der mit der strukturierten Oberfläche (14) verzahnt ist, wobei die Verzahnung mittels thermischem Aufschmelzen des jeweiligen Gegenabschnitts (16, 28) hergestellt ist, und wobei die Gegenabschnitte (16, 28) umlaufend und flächig am Motorblock (10) anliegend ausgebildet sind, sodass in dem Bereich (34), in dem der Motorblock (10), die Ölwanne (24) und der Steuerdeckel (26) aneinandergrenzen, eine dichte Verbindung bereitgestellt wird.Internal combustion engine (20) with an engine block (10) comprising a crankshaft housing, with a cylinder head provided on the engine block (10), with an oil sump (24) at least partially covering the side of the engine block (10) facing away from the cylinder head, and with a timing chain or chain a trim cover (26) covering the wedge rims, the engine block (10) being made of a metallic material, the oil sump (24) and the control cover (26) being made of plastic material, and wherein the control cover (26) extends over the engine block in sections (10) and sections over the oil sump (24), characterized in that the engine block has a joint portion (12, 30) having a structured surface (14) made by laser, the sump (24) and the control cover (26) each having a counter portion (16, 28) which is interlocked with the structured surface (14), wherein the toothing centered thermal fusion of the respective counterpart section (16, 28) is produced, and wherein the counter sections (16, 28) circumferentially and on the engine block (10) are formed adjacent, so that in the region (34) in which the engine block (10) , the oil pan (24) and the control cover (26) adjoin, a tight connection is provided.

Description

Die Erfindung betrifft einen Verbrennungsmotor mit einem ein Kurbelwellengehäuse umfassenden Motorblock, mit einem am Motorblock vorgesehenen Zylinderkopf, wobei der Motorblock aus einem metallischen Material hergestellt ist. Ferner umfasst der Verbrennungsmotor entweder eine den Zylinderkopf abdeckende Abdeckhaube und/oder eine am Motorblock vorgesehene Ölwanne, und einen eine Steuerkette oder einen Keilreimen abdeckenden Steuerdeckel.The invention relates to an internal combustion engine with an engine block comprising a crankcase, with a cylinder head provided on the engine block, wherein the engine block is made of a metallic material. Furthermore, the internal combustion engine comprises either a cover covering the cylinder head and / or an oil sump provided on the engine block, and a control cover covering a timing chain or a wedge rime.

Abdeckhaube, Ölwanne und/oder Steuerdeckel werden in der Regel an dem Motorblock mittels Befestigungsschrauben angeschraubt. Zwischen dem Motorblock und der Abdeckhaube, der Ölwanne und/oder dem Steuerdeckel wird dazu eine den jeweiligen Anforderungen gerecht werdende Dichtung vorgesehen.Cover, oil pan and / or control cover are usually screwed to the engine block by means of fastening screws. Between the engine block and the cover, the sump and / or the control cover to a respective requirements expectant seal is provided.

Verbrennungsmotoren mit Merkmalen der Oberbegriffe der unabhängigen Ansprüche sind aus der DE 31 41 627 A1 , der DE 10 2012 221 605 A1 , der US 2003/0 024 768 A1 und der JP 2012-255 513 A vorbekannt.Internal combustion engines having features of the preambles of the independent claims are known from DE 31 41 627 A1 , of the DE 10 2012 221 605 A1 , of the US 2003/0 024 768 A1 and the JP 2012-255 513 A previously known.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Verbrennungsmotor zur Verfügung zu stellen, bei dem eine funktionssichere und insbesondere dichte Anordnung der Ölwanne und/oder der Abdeckhaube, sowie des Steuerdeckels am Motorblock bereit gestellt wird.The present invention is based on the object to provide an internal combustion engine available, in which a functionally reliable and particularly dense arrangement of the oil pan and / or the cover, and the control cover is provided on the engine block.

Diese Aufgabe wird mit einem Verbrennungsmotor gelöst, bei dem die Ölwanne und/oder die Abdeckhaube, sowie der Steuerdeckel aus Kunststoffmaterial hergestellt ist und bei dem der Motorblock einen Fügeabschnitt aufweist, der eine mittels eines Laser hergestellte strukturierte Oberfläche aufweist, wobei die Ölwanne und/oder die Abdeckhaube, sowie der Steuerdeckel einen Gegenabschnitt aufweist, der mit der strukturierten Oberfläche verzahnt ist, wobei die Verzahnung mittels thermischem Aufschmelzen des Gegenabschnitts hergestellt ist.This object is achieved with an internal combustion engine in which the oil sump and / or the cover, as well as the control cover made of plastic material and wherein the engine block has a joint portion having a structured surface produced by means of a laser, wherein the oil pan and / or the cover, as well as the control cover having a counter portion which is interlocked with the structured surface, wherein the toothing is made by means of thermal melting of the counter portion.

Es hat sich herausgestellt, dass derartige Verbindungen auf einfache Art und Weise hergestellt werden können, und dennoch fluiddicht sind und zudem vergleichsweise hohe Kräfte zwischen dem Metall-Bauteil und dem Kunststoff-Bauteil übertragen werden können. Eine Dichtung zwischen dem Motorblock und der Ölwanne und/oder der Abdeckhaube, sowie dem Steuerdeckel kann dazu entfallen. Die strukturierte Oberfläche weist dabei vorzugsweise eine räumliche Struktur auf, die insbesondere auch Hinterschneidungen aufweisen kann, die beim thermischen Aufschmelzen des Kunststoffs hintergriffen werden.It has been found that such connections can be made in a simple manner, and yet fluid-tight and also comparatively high forces between the metal component and the plastic component can be transmitted. A seal between the engine block and the oil pan and / or the cover, and the control cover can be omitted. The structured surface preferably has a spatial structure, which may in particular also have undercuts which are engaged behind during the thermal melting of the plastic.

Das Vorsehen eines Fügens mittels strukturierter Oberfläche und zugehöriger Verzahnung hat den Vorteil, dass eine unlösbare und dauerhaft dichte Verbindung bereit gestellt werden kann.The provision of joining by means of a structured surface and associated toothing has the advantage that an insoluble and permanently sealed connection can be provided.

Erfindungsgemäß ist eine den Zylinderkopf abdeckende Abdeckhaube vorgesehen. Die Abdeckhaube weist dabei eine umlaufende Anlagefläche, die als Gegenabschnitt ausgebildet ist, auf. Der Motorblock weist an seiner Oberseite eine entsprechend ausgebildete Anlagefläche für die Abdeckhaube auf, die als Fügeabschnitt ausgebildet ist. Insgesamt kann eine optimale Verbindung der Abdeckhaube am Motorblock gewährleistet werden, wobei diese Verbindung auch hohen, innerhalb des Zylinderkopfs herrschenden Temperaturen und Drücken Stand halten kann.According to the invention, a cover covering the cylinder head is provided. The cover has a circumferential contact surface, which is designed as a counter section, on. The engine block has on its upper side a correspondingly formed bearing surface for the cover, which is designed as a joint section. Overall, an optimal connection of the cover on the engine block can be ensured, and this connection can also hold high, prevailing within the cylinder head temperatures and pressures.

Alternativ oder zusätzlich ist eine Ölwanne vorgesehen, die eine den Zylinderkopf abgewandte Seite des Motorblocks wenigstens abschnittsweise abdeckt. Die Ölwanne kann sich auch über die gesamte Unterseite des Motorblocks erstrecken. Die Ölwanne weist einen umlaufenden, am Motorblock anliegenden Gegenabschnitt auf, der mit einem am Motorblock vorgesehenen, mit dem Gegenabschnitt zusammenwirkenden Fügeabschnitt verzahnt ist. Auch hierdurch kann eine sichere Verbindung hergestellt werden, die hohe Temperaturen und auch hohe Drücke aushält.Alternatively or additionally, an oil pan is provided which covers a side of the engine block facing away from the cylinder head at least in sections. The oil pan can also extend over the entire bottom of the engine block. The oil sump has a circumferential, on the engine block abutting portion which is toothed with a provided on the engine block, cooperating with the mating section joining portion. This also makes it possible to produce a secure connection that can withstand high temperatures and high pressures.

Ferner ist ein eine Steuerkette oder einen Keilriemen abdeckender Steuerdeckel vorgesehen. Der Steuerdeckel dient dabei insbesondere den Motor von seiner Vorderseite her abzudecken. Der Steuerdeckel kann sich dabei nicht nur über den Motorblock, sondern auch abschnittsweise über die Ölwanne und/oder die Abdeckhaube erstrecken. Insbesondere dann, wenn verschiedene Bauteile aneinander angrenzen, die ein sogenanntes, dichtungstechnisch problematische ”Dreiländereck” ausbilden, kann durch die Verzahnung der Bauteile mittels thermischem Aufschmelzen des Gegenabschnitts des Kunststoff-Bauteils eine dichte Verbindung bereitgestellt werden.Further, a control chain or a V-belt covering the control cover is provided. The control cover is used in particular to cover the engine from its front side. The control cover can not only extend over the engine block, but also in sections over the oil pan and / or the cover. In particular, when different components adjacent to each other, which form a so-called, sealing problematic "tri-border triangle" can be provided by the teeth of the components by means of thermal melting of the counterpart portion of the plastic component, a tight connection.

Die Abdeckhaube als solches kann eine in der Abdeckhaube vorgesehene, insbesondere dicht verschließbare Revisionsöffnung aufweisen. Die Revisionsöffnung kann dazu dienen, um auf den von der Abdeckhaube umschlossenen Bereich zugreifen zu können.As such, the cover can have an inspection opening provided in the cover, in particular, a sealable closure. The inspection opening can serve to access the area enclosed by the cover hood.

Vorteilhafterweise kann der Motorblock aus einer Aluminiumlegierung hergestellt sein; insbesondere auch bei einer solchen Legierung kann eine Verzahnung mittels thermischem Aufschmelzen funktionssicher bereitgestellt werden.Advantageously, the engine block may be made of an aluminum alloy; In particular, even with such an alloy, a toothing can be provided functionally reliable means of thermal melting.

Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmen, anhand derer ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben und erläutert ist.Further details and advantageous embodiments of the invention will become apparent from the following description, with reference to which an embodiment of the invention is described and explained in detail.

Es zeigen:Show it:

1 einen Schnitt durch eine Fügeverbindung und 1 a section through a joint connection and

2 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verbrennungsmotors. 2 a schematic representation of an internal combustion engine according to the invention.

1 zeigt eine vergrößerte Ansicht eines Ausschnitts eines metallischen Motorblocks 10 mit einem Fügeabschnitt 12, der eine strukturierte Oberfläche 14 aufweist. Die räumlich strukturierte Oberfläche 14 ist dabei mittels Lasern eingebracht. Mit der strukturierten Oberfläche 14 ist ein Gegenabschnitt 16 eines aus Kunststoff hergestellten Abdeckelements 18 verzahnt. Die Verzahnung wird dabei durch Aufschmelzen des Gegenabschnitts 16 und Aneinanderpressen des Abdeckelements 18 gegen den Motorblock 10 hergestellt. Hierdurch ergibt sich eine hochfeste und fluiddichte Fügeverbindung zwischen dem Abdeckelement 18 und dem Motorblock 10. 1 shows an enlarged view of a section of a metallic engine block 10 with a joining section 12 that has a textured surface 14 having. The spatially structured surface 14 is introduced by means of lasers. With the structured surface 14 is a counterpart 16 a cover made of plastic 18 toothed. The toothing is thereby by melting the counterpart section 16 and pressing together the cover 18 against the engine block 10 produced. This results in a high-strength and fluid-tight joint connection between the cover 18 and the engine block 10 ,

Der in der 2 schematisch dargestellte Verbrennungsmotor 20 umfasst den Motorblock 10, der Zylinder und ein Kurbelwellengehäuse umfasst. Am Motorblock 10 sind verschiedene Abdeckelemente 18 vorgesehen. Auf der Oberseite des Motorblocks 10 ist ein erstes Abdeckelement 18 in Form einer Abdeckhaube 22 angeordnet, die einen am Motorblock 10 angeordneten Zylinderkopf abdeckt. An der Unterseite des Motorblocks 10 ist ein Abdeckelement 18 in Form einer die Unterseite des Motorblocks 10 vollständig abdeckenden Ölwanne 24 vorgesehen. An der vorderen Stirnseite des Motorblocks 10 ist ein eine Steuerkette oder einen Keilriemen abdeckender Steuerdeckel 26 vorhanden.The Indian 2 schematically illustrated internal combustion engine 20 includes the engine block 10 that includes cylinder and a crankcase. At the engine block 10 are different cover elements 18 intended. On the top of the engine block 10 is a first cover element 18 in the form of a cover 22 arranged, one on the engine block 10 arranged cylinder head covers. At the bottom of the engine block 10 is a cover element 18 in the form of a the bottom of the engine block 10 completely covering the oil pan 24 intended. At the front end of the engine block 10 is a control cover covering a timing chain or V-belt 26 available.

Die Abdeckhaube 22, die Ölwanne 24 und der Steuerdeckel 26 können dabei einen im montierten Zustand an dem Motorblock 10 zur Anlage kommenden Gegenabschnitt 28 aufweisen. Die jeweiligen Gegenabschnitte 28 sind dabei vorzugsweise umlaufend und flächig am Motorblock 10 anliegend ausgebildet. Zum Fügen der Abdeckhaube 22, der Ölwanne 24 und/oder des Steuerdeckels 26 am Motorblock 10 kann vorgesehen sein, dass der Motorblock 10 einen jeweiligen Fügeabschnitt 30 vorsieht, der eine strukturierte Oberfläche 14 vorsieht, wie sie in 1 gezeigt und in der dazugehörigen Beschreibung beschrieben ist.The cover 22 , the oil pan 24 and the timing cover 26 can in the assembled state on the engine block 10 to the plant coming counter section 28 exhibit. The respective opposing sections 28 are preferably circumferential and flat on the engine block 10 formed fitting. For joining the cover 22 , the oil pan 24 and / or the control cover 26 on the engine block 10 can be provided that the engine block 10 a respective joining section 30 It provides a structured surface 14 provides as they are in 1 shown and described in the accompanying description.

Es sei ausdrücklich erwähnt, dass nicht alle drei Abdeckelement 22, 24 und 26 mittels strukturierter Oberfläche am Motorblock 10 gefügt sein müssen; erfindungsgemäß ist ausreichend, wenn mindestens zwei Abdeckelemente 22, 24, 26 derart am Motorblock 10 unlösbar befestigt sind.It is expressly mentioned that not all three cover element 22 . 24 and 26 using a structured surface on the engine block 10 must be joined; According to the invention is sufficient if at least two cover elements 22 . 24 . 26 like that on the engine block 10 are permanently attached.

Wie aus 2 deutlich wird, weist die Abdeckhaube 22 eine mittels eines Verschlusselements 32 verschlossene Revisionsöffnung 33 auf. Dadurch wird der Zylinderkopf zugänglich.How out 2 becomes clear, the cover shows 22 one by means of a closure element 32 closed inspection opening 33 on. As a result, the cylinder head is accessible.

Wie ebenfalls aus 2 deutlich wird, kann sich der Steuerdeckel 26 über den Motorblock 10 und auch abschnittsweise über die Ölwanne 24 abschnittsweise erstrecken. Aufgrund des Vorsehens des Fügens mittels strukturierter Oberfläche und der daraus resultierten Verzahnung des jeweiligen Gegenabschnitts 16, 28 mit dem Fügeabschnitt 12, 30 kann insbesondere auch im Bereich 34 (sogenanntes ”Dreiländereck”), an dem der Motorblock 10, die Ölwanne 24 und der Steuerdeckel 26 aneinander angrenzen eine gute Dichtung bereitgestellt werden.Like also out 2 becomes clear, can the control cover 26 over the engine block 10 and also sections of the oil pan 24 extend in sections. Due to the provision of joining by means of a structured surface and the resulting toothing of the respective counterpart section 16 . 28 with the joining section 12 . 30 especially in the field 34 (so-called "Dreiländereck"), on which the engine block 10 , the oil pan 24 and the timing cover 26 adjoin one another to provide a good seal.

Claims (4)

Verbrennungsmotor (20) mit einem ein Kurbelwellengehäuse umfassenden Motorblock (10), mit einem am Motorblock (10) vorgesehenen Zylinderkopf, mit einer die dem Zylinderkopf abgewandte Seite des Motorblocks (10) wenigstens abschnittsweise abdeckenden Ölwanne (24), und mit einem eine Steuerkette oder einen Keilreimen abdeckenden Steuerdeckel (26), wobei der Motorblock (10) aus einem metallischen Material hergestellt ist, wobei die Ölwanne (24) und der Steuerdeckel (26) aus Kunststoffmaterial hergestellt sind, und wobei sich der Steuerdeckel (26) abschnittsweise über den Motorblock (10) und abschnittsweise über die Ölwanne (24) erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass der Motorblock einen Fügeabschnitt (12, 30) aufweist, der eine mittels eines Laser hergestellte strukturierte Oberfläche (14) aufweist, wobei die Ölwanne (24) und der Steuerdeckel (26) jeweils einen Gegenabschnitt (16, 28) aufweisen, der mit der strukturierten Oberfläche (14) verzahnt ist, wobei die Verzahnung mittels thermischem Aufschmelzen des jeweiligen Gegenabschnitts (16, 28) hergestellt ist, und wobei die Gegenabschnitte (16, 28) umlaufend und flächig am Motorblock (10) anliegend ausgebildet sind, sodass in dem Bereich (34), in dem der Motorblock (10), die Ölwanne (24) und der Steuerdeckel (26) aneinandergrenzen, eine dichte Verbindung bereitgestellt wird.Internal combustion engine ( 20 ) with a crankshaft housing comprehensive engine block ( 10 ), with one on the engine block ( 10 ) provided with a cylinder head facing away from the cylinder head side of the engine block ( 10 ) at least partially covering the oil pan ( 24 ), and with a control chain or a Keilreimen covering the control cover ( 26 ), the engine block ( 10 ) is made of a metallic material, wherein the oil pan ( 24 ) and the Control cover ( 26 ) are made of plastic material, and wherein the control cover ( 26 ) in sections via the engine block ( 10 ) and sections of the oil pan ( 24 ), characterized in that the engine block has a joint section ( 12 . 30 ) having a structured surface ( 14 ), wherein the oil pan ( 24 ) and the control cover ( 26 ) each have a counterpart section ( 16 . 28 ) with the structured surface ( 14 ) is toothed, wherein the toothing by means of thermal melting of the respective counterpart section ( 16 . 28 ) and the counterparts ( 16 . 28 ) circumferentially and flat on the engine block ( 10 ), so that in the area ( 34 ), in which the engine block ( 10 ), the oil sump ( 24 ) and the control cover ( 26 ), a tight connection is provided. Verbrennungsmotor (20) mit einem ein Kurbelwellengehäuse umfassenden Motorblock (10), mit einem am Motorblock (10) vorgesehenen Zylinderkopf, mit einer den Zylinderkopf abdeckenden Abdeckhaube (22), und mit einem eine Steuerkette oder einen Keilreimen abdeckenden Steuerdeckel (26), wobei der Motorblock (10) aus einem metallischen Material hergestellt ist, wobei die Abdeckhaube (22) und der Steuerdeckel (26) aus Kunststoffmaterial hergestellt sind, wobei der Motorblock einen Fügeabschnitt (12, 30) aufweist, der eine mittels eines Laser hergestellte strukturierte Oberfläche (14) aufweist, wobei die Abdeckhaube (22) und der Steuerdeckel (26) jeweils einen Gegenabschnitt (16, 28) aufweisen, der mit der strukturierten Oberfläche (14) verzahnt ist, wobei die Verzahnung mittels thermischem Aufschmelzen des jeweiligen Gegenabschnitts (16, 28) hergestellt ist, und wobei sich der Steuerdeckel (26) abschnittsweise über den Motorblock (10) und abschnittsweise über die Abdeckhaube (22) erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenabschnitte (16, 28) umlaufend und flächig am Motorblock (10) anliegend ausgebildet sind, sodass in dem Bereich (34), in dem der Motorblock (10), die Abdeckhaube (22) und der Steuerdeckel (26) aneinandergrenzen, eine dichte Verbindung bereitgestellt wird.Internal combustion engine ( 20 ) with a crankshaft housing comprehensive engine block ( 10 ), with one on the engine block ( 10 ) provided cylinder head, with a cylinder head covering the cover ( 22 ), and with a control chain or a Keilreimen covering the control cover ( 26 ), the engine block ( 10 ) is made of a metallic material, wherein the cover ( 22 ) and the control cover ( 26 ) are made of plastic material, wherein the engine block has a joint section ( 12 . 30 ) having a structured surface ( 14 ), wherein the cover ( 22 ) and the control cover ( 26 ) each have a counterpart section ( 16 . 28 ) with the structured surface ( 14 ) is toothed, wherein the toothing by means of thermal melting of the respective counterpart section ( 16 . 28 ), and wherein the control cover ( 26 ) in sections via the engine block ( 10 ) and sections of the cover ( 22 ), characterized in that the counterparts ( 16 . 28 ) circumferentially and flat on the engine block ( 10 ), so that in the area ( 34 ), in which the engine block ( 10 ), the cover ( 22 ) and the control cover ( 26 ), a tight connection is provided. Verbrennungsmotor (20) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckhaube (22) eine in der Abdeckhaube (22) vorgesehene Revisionsöffnung (33) aufweist.Internal combustion engine ( 20 ) according to claim 2, characterized in that the cover ( 22 ) one in the cover ( 22 ) ( 33 ) having. Verbrennungsmotor (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Motorblock (10) aus einer Aluminiumlegierung hergestellt ist.Internal combustion engine ( 20 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the engine block ( 10 ) is made of an aluminum alloy.
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