DE4221760C2 - Körperschallisolierter Deckel, insbesondere für Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen körperschallisolierten Deckel, insbesondere für Brennkraftmaschinen, mit einer körperschallisolierten Flanschfläche und Öffnungen zur Durchführung von Befestigungsschrauben, wobei in den Öffnungen körperschallisolierende Elastomerkörper und zylindrische Hülsen zur Aufnahme der Befestigungsschrauben vorgesehen sind, die über einen anformbaren Gummikörper formschlüssig mit dem Deckel verbunden sind.

Bei Brennkraftmaschinen entstehen aufgrund des komplexen Aufbaues und der Arbeitsweise Geräusche, die unter anderem von den mit dem Motor verbundenen Teilen hervorgerufen werden, die keine kraftführenden Anbauteile sind, wie zum Beispiel Ventildeckel oder Ölwannen. Bei dem Bemühen, die Geräusche zu senken, hat sich eine körperschallisolierte Befestigung der Anbauteile als wirksame Maßnahme erwiesen.

Die DE-OS 27 23 459 offenbart eine Brennkraftmaschine mit am Kurbelgehäuse körperschallisolierend angeschlossener Ölwanne. Die Befestigungsschrauben der Ölwanne sind in einen Elastomerkörper gebettet, welcher sich mit Führungsringen bis in die Öffnung für die Befestigungsschrauben erstreckt. Um die Elastomerkörper vor Überbeanspruchungen zu schützen, sind feste Anschläge an der Ölwanne und am Gehäuse der Brennkraftmaschine vorgesehen.

Ein Nachteil dieser Konstruktion ist darin zu sehen, daß beim Aufbau der Ölwanne die Vorspannkraft der Dichtung und der körperschallisolierenden Elastomerkörper über die Befestigungsschraube eingestellt wird, indem die Schraube bis zum Gewindeauslauf in das Gehäuse eingeschraubt wird. Da die Steifigkeit der einzelnen Elastomerkörper unterschiedlich sein kann, insbesondere bei einer Vielzahl von über den Umfang verteilt angeordneten Elastomerkörpern, die Schraube aber immer die gleiche Einschraublänge aufweist, ist eine optimale Einstellung nicht möglich. Darüber hinaus müssen die einzelnen Elastomerkörper als separates Bauteil in einer Vulkanisierform hergestellt und auch einzeln montiert werden. Überdies können bei vertikalen Schwingungen die Anschläge gegeneinanderstoßen, wodurch eine Körperschallübertragung möglich ist.

Bei einem Deckel für den Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine gemäß DE-PS 36 39 218 werden zur Körperschallisolierung Elastomerkörper in die Öffnungen für die Befestigungsschrauben eingepreßt. Auch bei dieser Konstruktion werden die Elastomerkörper separat hergestellt und in einem zusätzlichen Arbeitsgang in die Öffnungen gepreßt. Als Wegbegrenzer zur Einstellung der Vorspannkraft der Dichtung dient der gewindefreie Abschnitt der Befestigungsschraube.

Schließlich ist durch die EP-0 272 642 A2 eine gummielastische Befestigungsvorrichtung, z. B. für Deckel, bekannt, bei der zur Aufnahme der Befestigungsschrauben zylindrische Hülsen vorgesehen sind, die über einen anformbaren Gummikörper formschlüssig mit dem Deckel verbunden sind. Die separat gefertigten Hülsen werden beim Zusammenbau zunächst zusammen mit den Befestigungsschrauben in die separat vorgefertigten Gummikörper eingeführt und diese Teile dann in die Öffnungen im Deckel eingesteckt. Alle Teile der Befestigungsvorrichtung sind separat vorgefertigt und müssen einzeln magaziniert und der Montage zugeführt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Deckel im Hinblick auf eine automatisierte Montage dahingehend zu verbessern, daß eine einfachere und damit kostengünstigere Montage möglich ist, wobei gleichzeitig eine gute Recyclingfähigkeit des Deckels angestrebt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Hülsen vor dem Anformen der Gummikörper über eine lösbare Trennstelle kraftschlüssig mit dem Deckel verbunden sind. Die Hülsen können auf diese Weise gleichzeitig mit dem Deckel in ein Formwerkzeug eingebracht werden. Zum Anformen des Gummikörpers wird die Trennstelle gelöst, und der Gummikörper kann eingespritzt werden.

Besonders kostengünstig ist es einem weiteren Erfindungsgedanken gemäß, die Konstruktion des Deckels so zu gestalten, daß vor dem Anformen der Gummikörper Deckel und Hülsen als einteiliges Bauteil ausgebildet sind, und daß eine Sollbruchstelle zwischen Deckel und Hülse vorgesehen ist. Hierdurch besteht die Möglichkeit, beispielsweise bei einem Deckel aus Leichtmetall die Hülse zusammen mit dem Deckel in einer Gießform herzustellen. Die auf diese Weise unverlierbar mit dem Deckel verbundene Hülse braucht dann nicht mehr separat hergestellt zu werden. Eine besonders günstige Sollbruchstelle ergibt sich, wenn die Sollbruchstelle in einem Verbindungssteg zwischen der Außenumfangsfläche der Hülse und der Innenumfangsfläche der Öffnung angeordnet ist.

Es besteht nunmehr die Möglichkeit, durch axiales Verschieben der Hülse gegenüber dem Deckel die feste Verbindung im Bereich der Sollbruchstelle zu lösen. Hierzu ist es von Vorteil, wenn erfindungsgemäß die Hülse, axial in Richtung der Flanschfläche versetzt, mit dem Deckel verbunden ist. Bei Deckeln, welche eine anvulkanisierte statische Dichtung aufweisen, besteht die Möglichkeit, beim Einlegen des Deckels in die Vulkanisierform die Hülse mit dem Vulkanisierwerkzeug über eine Sollbruchstelle vom Deckel zu lösen, indem die Hülse mit Hilfe des Formwerkzeuges axial in die Öffnung gepreßt wird. Mit dem Einspritzen des Werkstoffes für die statische Dichtung können auch im gleichen Arbeitsgang die Gummikörper mit angeformt werden.

Ist der Verbindungssteg nach einem weiteren Merkmal der Erfindung als geschlossener Ringsteg ausgebildet und ist er darüber hinaus am Endbereich der Öffnung im Bereich der Flanschfläche angeordnet, so bildet nach Trennung von Hülse und Deckel der abgebrochene Rest des Ringsteges eine Hinterschneidung, mit dem Vorteil, daß der eingespritzte Gummikörper ohne Zusatz von Haftvermittlern an der Öffnung angeordnet werden kann. Die so geschaffene formschlüssige Verbindung läßt sich auf einfache Weise wieder trennen. Damit wird der Deckel dem Anspruch guter Recyclebarkeit gerecht.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung weist die Hülse eine Sicherung auf, die es erlaubt, die Befestigungsschraube unverlierbar mit der Hülse zu verbinden. Die Sicherung ist als Einschnürung ausgebildet und am zum Schraubenkopf gerichteten Endbereich angeordnet, so daß die Schraube in die Hülse einschraubbar ist. Damit können sämtliche Einzelteile des Deckels und seiner Befestigung als ein Bauteil gemeinsam mit nur einem Handhabungsautomaten montiert werden.

Zur Verbesserung der Dämpfeigenschaften ist nach weiteren Merkmalen der Erfindung die Innenumfangsfläche der Öffnung und/oder die Außenumfangsfläche der Hülse konisch ausgebildet.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 Ansicht eines erfindungsgemäßen Deckels im Querschnitt im eingebauten Zustand,

Fig. 2 Teilansicht eines Deckels gemäß Fig. 1 als Rohling,

Fig. 3 Rohling eines alternativen Deckels im Halbschnitt,

Fig. 4 Deckel gemäß Fig. 3 im Formwerkzeug,

Fig. 5 Deckel gemäß Fig. 4 nach dem Anformen des Gummikörpers,

Fig. 6 Deckel gemäß Fig. 5 im eingebauten Zustand,

Fig. 7 Alternative gemäß Fig. 3,

Fig. 8 Alternative gemäß Fig. 6.

Der in der Fig. 1 dargestellte körperschallisolierte Deckel 1 besteht aus Aluminium und dient zur Abdeckung des Ventilraumes 2 des Motorblockes 3 einer Brennkraftmaschine. Der Deckel weist eine Flanschfläche 4 zur Aufnahme einer statischen Dichtung 5 aus elastomerem Werkstoff auf. Mittels mehrerer im Deckelboden angeordneter Befestigungsschrauben 6, die über Hülsen 7 und körperschallisolierende Gummikörper 8 mit dem Deckel verbunden sind, ist der Deckel fest mit dem Motorblock 3 verbunden. Der Gummikörper 8 ist formschlüssig mit der Hülse 7 verbunden, das heißt der Gummikörper 8 kann leicht aus dem Deckel 1 entfernt werden.

In der Fig. 2 ist ein Aluminiumrohling des Deckels 1 dargestellt. Die Hülse 7 ist als Teil des Deckels ausgebildet, das heißt die Hülse wurde beim Gießvorgang des Deckels in der Gießform angeformt. Die Verbindung zwischen Deckel 1 und Hülse 7 erfolgt über einen dünnen, umlaufenden, geschlossenen Verbindungssteg 9, der als Sollbruchstelle ausgebildet ist. In der Rohlingsform liegt die Hülse 7 zunächst axial versetzt innerhalb der Öffnung 10. Damit die Befestigungsschraube unverlierbar mit der Hülse verbindbar ist, wurde der Endbereich 11 der Hülse eingeschnürt.

Das Anformen des Gummikörpers 8 kann im Vulkanisierwerkzeug während des Schließvorganges erfolgen. In den Fig. 3 bis 5 ist dieser Vorgang anhand eines modifizierten Deckels dargestellt. Der in der Fig. 3 dargestellte Deckel 1′ kann ebenfalls als Abdeckung für den Ventilraum einer Brennkraftmaschine vorgesehen sein. Die Öffnungen 10 für die Befestigungsschrauben sind hier lediglich vom Deckelboden in den Deckelrand, das heißt in die Flanschfläche 4, verlegt.

Der Deckel 1′ liegt zunächst mit der an ihm angeformten, axial aus der Öffnung 10 herausragenden Hülse 7′ auf der unteren Hälfte 12 des Formwerkzeuges auf (Fig. 4). Durch axiales Drücken auf den Deckel 1′ mittels der oberen Hälfte 13 des Formwerkzeuges wird die Sollbruchstelle im Verbindungssteg 9 zwischen Deckel 1′ und Hülse 7′ gelöst, und die Hülse 7′ wird relativ zum Deckel 1′ in die Öffnung 10 gedrückt.

Aufgrund der durch die Trennung von Deckel 1′ und Hülse 7′ gebildeten Stümpfe des Verbindungssteges 9 wird zwischen der Außenumfangsfläche der Hülse 7′ und der Innenumfangsfläche der Öffnung 10 ein Ringspalt erzeugt, der aufgrund seiner geometrischen Form geeignet ist, den Gummikörper 8 formschlüssig mit dem Deckel 1′ zu verbinden. Der Gummikörper 8 wird gleichzeitig beim Anformen der statischen Dichtung 5 in einem Arbeitsgang mit angeformt (Fig. 5).

Auf diese Weise ist es möglich, alle zur Montage des Deckels notwendigen Bauteile unverlierbar miteinander zu verbinden.

Die Fig. 6 zeigt einen montierten Deckel 1′. Sämtliche Anbauteile, wie Befestigungsschraube 6, Hülse 7′, Gummikörper 8 und auch die statische Dichtung 5 bilden eine Baugruppe, die beim Lösen des Deckels 1′ vom Motorblock 3, miteinander verbunden bleiben.

Die Fig. 7 zeigt einen Deckel 1′′ mit modifizierter Öffnung 10′′. Axial oberhalb der Sollbruchstelle 9 weist die Öffnung 10′′ eine konisch verlaufende Innenumfangsfläche 14 auf. Die Hülse 7′, ist axial unterhalb der Sollbruchstelle 9 ebenfalls mit einer konisch verlaufenden Außenumfangsfläche 15 ausgebildet.

Diese Maßnahme führt dazu, daß im eingebauten Zustand gemäß Fig. 8 der Gummikörper 8 im Bereich 16 zwischen den beiden konischen Umfangsflächen 14, 15 bei axialer Relativbewegung zwischen Hülse 7′, und Deckel 1′′ progressiv verformt wird. Hierdurch ist die Federcharakteristik veränderbar und damit optimal auf die erforderlichen Bedürfnisse einstellbar. Je nach Anwendungsfall läßt sich eine harte oder weiche Dämpfung einstellen, indem die konischen Umfangsflächen 14, 15 entweder steiler oder flacher verlaufen.

Claims (11)

1. Körperschallisolierter Deckel, insbesondere für Brennkraftmaschinen, mit einer körperschallisolierten Flanschfläche und Öffnungen zur Durchführung von Befestigungsschrauben, wobei in den Öffnungen körperschallisolierende Elastomerkörper und zylindrische Hülsen zur Aufnahme der Befestigungsschrauben vorgesehen sind, die über einen anformbaren Gummikörper formschlüssig mit dem Deckel verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülsen (7, 7′, 7′′) vor dem Anformen der Gummikörper (8) über eine lösbare Trennstelle (9) kraftschlüssig mit dem Deckel verbunden sind.

2. Deckel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Anformen der Gummikörper (8) Deckel (1, 1′, 1′′) und Hülsen (7, 7′, 7′′) als einteiliges Bauteil ausgebildet sind, und daß eine Sollbruchstelle zwischen Deckel (1, 1′, 1′′) und Hülsen (7, 7′, 7′′) vorgesehen ist.

3. Deckel nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sollbruchstelle in einem Verbindungssteg (9) zwischen der Außenumfangsfläche der Hülse (7, 7′, 7′′) und der Innenumfangsfläche der Öffnung (10, 10′′) angeordnet ist.

4. Deckel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (7, 7′, 7′′) zum Lösen der Sollbruchstelle axial in der Öffnung (10, 10′′) verschiebbar ist.

5. Deckel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (7, 7′, 7′′) axial in Richtung der Flanschfläche (4) versetzt, mit dem Deckel (1, 1′, 1′′) verbunden ist.

6. Deckel nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungssteg (9) ein geschlossener Ringsteg ist.

7. Deckel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringsteg (9) am Endbereich der Öffnung (10, 10′′) im Bereich der Flanschfläche (4) angeordnet ist.

8. Deckel nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (7, 7′, 7′′) eine Sicherung (11) aufweist, so daß die Befestigungsschrauben (6) unverlierbar mit der Hülse (7, 7′, 7′′) verbindbar sind.

9. Deckel nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherung (11) als Einschnürung ausgebildet ist und an dem zum Schraubenkopf (6) gerichteten Endbereich angeordnet ist.

10. Deckel nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (10′′) eine konisch verlaufende Innenumfangsfläche (14) aufweist.

11. Deckel nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülsen (7′′) eine konisch verlaufende Außenumfangsfläche (15) aufweist.