EP1243781A2 - Sandwichdeckel mit Dichtung - Google Patents

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EP1243781A2
EP1243781A2 EP02002606A EP02002606A EP1243781A2 EP 1243781 A2 EP1243781 A2 EP 1243781A2 EP 02002606 A EP02002606 A EP 02002606A EP 02002606 A EP02002606 A EP 02002606A EP 1243781 A2 EP1243781 A2 EP 1243781A2
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EP
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housing
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sealing cover
seal
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Ralf Krus
Hans Zelt
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Federal Mogul Sealing Systems GmbH
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    • F02B77/00—Component parts, details or accessories, not otherwise provided for
    • F02B77/11—Thermal or acoustic insulation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F11/00—Arrangements of sealings in combustion engines 
    • F02F11/007—Arrangements of sealings in combustion engines  involving rotary applications
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F7/00—Casings, e.g. crankcases or frames
    • F02F7/006—Camshaft or pushrod housings

Definitions

  • the invention describes a housing cover for internal combustion engines at least one metallic layer, in particular sheet metal, with a statically acting vulcanized seal in the cover flange, which is axially over the Protective housing cover protrudes.
  • Openings for mounting the engine components are provided in engine blocks of internal combustion engines. Some openings are functional, others are only for assembly. For tribological reasons, the engine components run in oil, so the openings have to be closed and sealed.
  • EP 0 528 104 B1 discloses a housing closure cover for a crankshaft housing.
  • a deep-drawn sheet metal body with a pot-shaped cross section is presented, which for connection to the housing to be sealed, the bottom surface of which has two radial surfaces arranged axially offset from one another, through-holes for screws being arranged in the first radial surface for connection to the housing to be sealed, and the staggered, offset in stages second radial surface for receiving a vulcanized, statically acting sealing strip.
  • These sealing strips are loaded on the one hand by the oil and its components and on the other hand they are subject to the temperature fluctuations during engine operation. In various areas of the engine, the warming of the engine is superimposed by heat radiation from the exhaust system. In these areas in particular, the vehicle components must be protected against heat radiation. Heat shields are used for this.
  • Heat shields usually consist of materials that reflect heat rays, primarily aluminum, and are mounted around and on the exhaust system. Housing caps that are used in the area of the exhaust system are also protected against overheating with heat shields. Particular attention is paid to the protection of the sealing strip.
  • An embodiment of a heat shield is set out in DE 197 23 943.
  • the heat shield described here consists of two superimposed metallic sheets between which a serrated sheet is arranged, the serrations of which are pressed locally to different depths into the surfaces of the base plates, so that the serrated sheet acts as a spacer for the sheets.
  • the air chambers created act as isolators.
  • the preferred material is aluminum, which reflects the heat radiation particularly well due to its metallic sheen.
  • EP 0 934 809 describes a heat shield made of two materials arranged flush one above the other.
  • the first layer is a heat-reflecting metal foil, preferably aluminum or stainless steel, which is connected to a second heat-insulating plastic.
  • the aim of the efforts described here is to protect the add-on components in the area of the exhaust system from radiation. With sealing caps in particular, a malfunction of the sealing strip could lead to oil leakage and the engine would be destroyed.
  • the invention has for its object to the described prior art expand and develop a housing cover that is heat reflective acts and protects the sealing strip from overheating.
  • the housing sealing cover is designed as a heat shield, so that the seal is protected against overheating from external heat radiation.
  • the housing cover is designed so that it has a heat reflecting effect. This is primarily achieved by using aluminum to manufacture the housing cover.
  • the invention describes the spacing by means of a serrated plate which is arranged between the plates. The serrated plate, depending on the position to the heat source, is pressed into the plates of the housing cover at different depths.
  • Another embodiment of the housing cover according to the invention is the accurate deep drawing and stacking of the sheets.
  • the height of the individual sheets is different, so that a cavity is created between the two sheets when they are joined.
  • the sheets are directly above one another in the area of the cover flange surface.
  • the cavity created in this way can be filled with an insulation material or left empty.
  • the shape can be due to space or due to necessary stiffeners (e.g. beads, ribs).
  • the sheets can also be insulated from each other using clamps, webs, profiles be arranged, the insulation material is arbitrary.
  • the housing cover must not be made of two sheets arranged one above the other, it is provided in the invention that the heat shield consists of two different ones Manufacture materials that are directly one above the other. It is only too note that the material facing the heat radiation source is heat radiation reflecting material.
  • FIG. 1 shows a section through a housing closure cover 1 according to the invention with a seal 2, a serrated plate 3, an inner 4 and an outer 5 plate.
  • the serrated plate 3 is pressed so far that it rests directly on the inner 4 and outer 5 plates.
  • the serrated plate 3 serves to space the inner 4 and outer 5 plates, so that cavities 8, 8 ′ are created.
  • the seal 2 is vulcanized in a radial surface 9 lying axially in the direction of the curvature 7 of the housing sealing cover.
  • the prongs 10 of the serrated plate 3 engage in the inner 4 and outer 5 plates and thus stabilize the construction of the housing cover 1.
  • FIG. 2 shows an embodiment of the housing cover 11 according to the invention with an insulation layer 12 in section.
  • the insulation layer 12 is arranged between the inner 13 and the outer 14 sheet of the housing cover 11.
  • the outer sheet 14 is always a heat-reflecting sheet.
  • the sheets 13, 14 of the housing cover 11 are spaced apart by the insulation layer 12 and lie flat one above the other in the region of the cover flange surface 15 and the seal 16.
  • an embodiment of the housing cover 1 according to the invention with an insulation layer 18 is shown in section in FIG.
  • the insulation layer 18 arranged between the inner 19 and outer 20 sheets is air.
  • beads 20 21 can be incorporated into the sheet.

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Abstract

Gehäuseverschiussdeckel (1, 11, 17) für Verbrennungsmotoren aus mindestens einer metallischen Lage (4, 13, 19), insbesondere Blech, mit einer statisch wirkenden, anvulkanisierten Dichtung (2, 16) in der Deckelflanschfläche (9), die axial über den Gehäuseverschlussdeckel (1, 11, 17) hinausragt, wobei der Gehäuseverschlussdeckel (1, 11, 17) als Hitzeschild ausgeführt ist, so dass die Dichtung (2, 16) gegen Überhitzung vor äußerer Wärmestrahlung geschützt ist. <IMAGE>

Description

Die Erfindung beschreibt einen Gehäuseverschlussdeckel für Verbrennungsmotoren aus mindestens einer metallischen Lage, insbesondere Blech, mit einer statisch wirkenden, anvulkanisierten Dichtung in der Deckelflanschfläche, die axial über den Gehäuseverschlussdeckel hinausragt.
In Motorblöcken von Verbrennungskraftmaschinen sind Öffnungen zur Montage der Motorkomponenten, wie Kurbelwelle, Lager, etc. vorgesehen. Einige Öffnungen sind funktionsbedingt, andere dienen lediglich der Montage. Aus tribologischen Gründen laufen die Motorkomponenten in Öl, so dass die Öffnungen verschlossen und abgedichtet werden müssen.
In der EP 0 528 104 B1 wird ein Gehäuseverschlussdeckel für ein Kurbelwellengehäuse offenbart. Es wird ein tiefgezogener Blechkörper mit topfförmigem Querschnitt vorgestellt, der zur Verbindung mit dem abzudichtenden Gehäuse, dessen Bodenfläche zwei axial zueinander versetzt angeordnete Radialflächen aufweist, wobei zur Verbindung mit dem abzudichtenden Gehäuse in der ersten Radialfläche Durchgangsbohrungen für Schrauben angeordnet sind und die stufenförmig dagegen versetzt angeordnete zweite Radialfläche zur Aufnahme eines anvulkanisierten, statisch wirkenden Dichtstreifens dient. Diese Dichtstreifen werden einerseits durch das Öl und dessen Bestandteile belastet und anderseits sind sie den Temperaturschwankungen im Motorbetrieb unterworfen.
In verschiedenen Bereichen des Motors wird die Erwärmung des Motors von einer Wärmestrahlung des Abgassystems überlagert. Insbesondere in diesen Bereichen müssen die Fahrzeugbestandteile vor Wärmestrahlung geschützt werden. Hierzu werden Hitzeschilde eingesetzt. Hitzeschilde bestehen meist aus wärmestrahlenreflektierenden Werkstoffen, vornehmlich aus Aluminium und werden um und am Abgassystem montiert. Gehäuseverschlussdeckel, die im Bereich des Abgassystems eingesetzt werden, werden ebenfalls mit Hitzeschildern vor Überhitzung geschützt. Besonderes Augenmerk wird dabei auf den Schutz des Dichtstreifens gelegt.
Eine Ausführung eines Hitzeschildes ist in der DE 197 23 943 dargelegt. Das hierin beschriebene Hitzeschild besteht aus zwei übereinander angeordneten metallischen Blechen zwischen denen ein Zackenblech angeordnet ist, dessen Zacken lokal unterschiedlich tief in die Oberflächen der Grundplatten eingepreßt sind, so dass das Zackenblech als Abstandhalter für die Bleche fungiert. Die dabei erzeugten Luftkammern wirken als Isolatoren. Der vorzugsweise eingesetzte Werkstoff ist Aluminium, das aufgrund seines metallischen Glanzes die Wärmestrahlung besonders gut reflektiert.
Auch andere Hitzeschilder nutzen diese werkstoffspezifische Eigenschaft, so wird in der EP 0 934 809 ein Hitzeschild aus zwei bündig übereinander angeordneten Werkstoffen beschrieben. Die erste Schicht ist eine wärmereflektierende Metallfolie, vorzugsweise Aluminium oder rostfreier Stahl, die mit einem zweiten wärmedämmenden Kunststoff verbunden ist.
Die hier beschriebenen Bemühungen haben das Ziel, die Anbaukomponenten im Bereich des Abgassytems vor Strahlung zu schützen. Insbesondere bei Gehäuseverschlussdeckeln könnte eine Fehlfunktion des Dichtstreifens zum Austritt von Öl führen und der Motor würde zerstört werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den beschriebenen Stand der Technik zu erweitern und einen Gehäuseverschlussdeckel zu entwickeln der wärmereflektierend wirkt und den Dichtstreifen vor Überhitzung schützt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gelöst, vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen dokumentiert.
Der erfindungsgemäße Gedanke überwindet die vorgenannten technischen Nachteile dadurch, dass der Gehäuseverschlussdeckel als Hitzeschild ausgeführt ist, so dass die Dichtung gegen Überhitzung vor äußerer Wärmestrahlung geschützt ist. Dabei wird der Gehäusedeckel so ausgebildet, dass er eine wärmereflektierende Wirkung besitzt. Dies wird vornehmlich über den Einsatz von Aluminium zur Herstellung des Gehäusedeckels realisiert. Um die Wärmeleitung im Gehäusedeckel und damit vom Gehäusedeckel zur Dichtung zu minimieren wird vorgeschlagen, den Gehäusedeckel aus zwei übereinander angeordneten Blechen aufzubauen. Die Wärmeleitung kann dann über ein Beabstanden der beiden Bleche reduziert werden. Die Erfindung beschreibt das Beabstanden mittels eines Zackenbleches, das zwischen den Blechen angeordnet ist. Wobei das Zackenblech, je nach Position zur Wärmequelle, unterschiedlich tief in die Bleche des Gehäusedeckels eingepreßt wird. Somit ist dem Konstrukteur die Möglichkeit gegeben den Wärmefluß und damit das Temperaturgefälle im Gehäusedeckel zu steuern.
Eine weitere erfindungsgemäße Ausgestaltung des Gehäusedeckels ist das formgenaue Tiefziehen und Übereinanderlegen der Bleche. Dabei werden die einzelnen Bleche in Ihrer Höhe unterschiedlich ausgebildet, so dass beim Zusammenfügen ein Hohlraum zwischen den beiden Blechen entsteht. Wobei die Bleche im Bereich der Deckelflanschfläche unmittelbar übereinander liegen. Der so erzeugte Hohlraum kann mit einem Isolationsmaterial gefüllt werden oder leer bleiben.
Beim Tiefziehen ist es nun gleichzeitig möglich den Blechen eine beliebige Form zu geben. Die Formgebung kann räumlich bedingt sein oder aufgrund von notwendigen Versteifungen (z. B. Sicken, Rippen) erfolgen.
Die Bleche können aber auch über Klammern, Stege, Profile voneinander isoliert angeordnet werden, wobei das Isolationsmaterial beliebig ist. Grundsätzlich muß der Gehäusedeckel aber nicht aus zwei übereinander angeordneten Blechen ausgeführt sein, so ist in der Erfindung vorgesehen, das Hitzeschild aus zwei unterschiedlichen Werkstoffen herzustellen, die unmittelbar übereinander liegen. Dabei ist lediglich zu beachten, dass der der Wärmestrahlungsquelle zugewandte Werkstoff ein wärmestrahlenreflektierender Werkstoff ist.
Der erfindungsgemäße Gehäuseverschlussdeckel wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen dargestellt und im weiteren näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1
zeigt eine erfindungsgemäße Ausführung des Gehäusedeckels mit einem Zackenblech im Schnitt
Figur 2
zeigt eine erfindungsgemäße Ausführung des Gehäusedeckels mit einer Isolationsschicht im Schnitt
Figur 3
zeigt ebenfalls eine erfindungsgemäße Ausführung des Gehäusedeckels mit einer Isolationsschicht im Schnitt
In Figur 1 ist ein Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Gehäuseverschlussdeckel 1 mit einer Dichtung 2, einem Zackenblech 3, einem inneren 4 und einem äußeren 5 Blech dargestellt. Im Bereich der Deckelflanschfläche 6 ist das Zackenblech 3 so weit verpresst, dass es unmittelbar am inneren 4 und äußeren 5 Blech anliegt. Im Bereich der Wölbung 7 des Gehäuseverschlussdeckels 1 dient das Zackenblech 3 zur Beabstandung des inneren 4 und äußeren 5 Bleches, so dass Hohlräume 8, 8' entstehen.
Die Dichtung 2 ist in einer axial in Richtung der Wölbung 7 des Gehäuseverschlussdeckels liegenden radialen Fläche 9 anvulkanisiert. Die Zacken 10 des Zackenblechs 3 greifen dabei in das innere 4 und äußere 5 Blech ein und stabilisieren so die Konstruktion des Gehäusedeckels 1.
Die Figur 2 zeigt eine erfindungsgemäße Ausführung des Gehäusedeckel 11 mit einer Isolationsschicht 12 im Schnitt. Die Isolationsschicht 12 ist zwischen dem inneren 13 und den äußeren 14 Blech des Gehäusedeckels 11 angeordnet. Wobei das äußere Blech 14 stets ein wärmereflektierendes Blech ist. Die Bleche 13, 14 des Gehäusedeckels 11 werden durch die Isolationsschicht 12 beabstandet und liegen im Bereich der Deckelflanschfläche 15 und der Dichtung 16 plan übereinander.
Wie in Figur 2 wird in Figur 3 eine erfindungsgemäße Ausführung des Gehäusedeckel 1 mit einer Isolationsschicht 18 im Schnitt dargestellt. Hierbei ist die zwischen dem inneren 19 und äußeren 20 Blech angeordnete Isolationsschicht 18 Luft. Zur Verstärkung des äußeren Bleches 20 können in das Blech 20 Sicken 21 eingearbeitet werden.

Claims (7)

  1. Gehäuseverschlussdeckel (1, 11, 17) für Verbrennungsmotoren aus mindestens einer metallischen Lage (4, 13, 19), insbesondere Blech, mit einer statisch wirkenden, anvulkanisierten Dichtung (2, 16) in der Deckelflanschfläche (9), die axial über den Gehäuseverschlussdeckel (1, 11, 17) hinausragt, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäuseverschlussdeckel (1, 11,17) als Hitzeschild ausgeführt ist, so dass die Dichtung (2, 16) gegen Überhitzung vor äußerer Wärmestrahlung geschützt ist.
  2. Gehäuseverschlussdeckel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäuseverschlussdeckel (1) aus zwei übereinander angeordneten Blechen (4, 5) besteht und zwischen den Blechen ein Zackenblech (3) angeordnet ist, dessen Zacken lokal unterschiedlich tief in die Oberflächen der Grundplatten (4, 5) eingepresst sind, so dass das Zackenblech (3) als Abstandhalter für die Bleche (4, 5) fungiert.
  3. Gehäuseverschlussdeckel nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäuseverschlussdeckel (11) aus zwei übereinander angeordneten Blechen (13, 14) besteht und zwischen den Blechen (13, 14) eine Isolationsschicht (12) angeordnet ist, wobei die Bleche (13, 14) im Bereich der Deckelflanschfläche (15) bündig übereinander liegen.
  4. Gehäuseverschlussdeckel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäuseverschlussdeckel (17) aus zwei übereinander angeordneten Blechen (19, 20) besteht und die zwischen den Blechen (19, 20) angeordnete Isolationschicht Luft (18) ist, wobei die Bleche (19, 20) im Bereich der Deckelflanschfläche bündig übereinander liegen.
  5. Gehäuseverschlussdeckel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäuseverschlussdeckel (17) aus zwei übereinander angeordneten Blechen (19, 20) besteht, wobei das Blech (20), dass der Montagefläche entgegengesetzt angeordnet ist, unter Bildung mindestens einer Rippe (21) verformt ist.
  6. Gehäuseverschlussdeckel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäuseverschlussdeckel aus zwei übereinander angeordneten Blechen besteht und zwischen den Blechen Stege, Klammern oder ähnliches angeordnet sind, durch welche die Bleche beabstandet sind.
  7. Gehäuseverschlussdeckel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäuseverschlussdeckel (1, 11, 17) aus zwei übereinander angeordneten unterschiedlichen Werkstoffen besteht, wobei der der Montagefläche entgegengesetzt angeordnete Werkstoff (5, 14, 20) ein wärmereflektierendes Metall ist.
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EP1243781A3 EP1243781A3 (de) 2003-06-04
EP1243781B1 EP1243781B1 (de) 2007-01-03

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