EP2546504B1 - Brennkraftmaschine - Google Patents
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- EP2546504B1 EP2546504B1 EP12175309.9A EP12175309A EP2546504B1 EP 2546504 B1 EP2546504 B1 EP 2546504B1 EP 12175309 A EP12175309 A EP 12175309A EP 2546504 B1 EP2546504 B1 EP 2546504B1
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- EP
- European Patent Office
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- cylinder head
- intermediate flange
- combustion engine
- internal combustion
- collar
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Classifications
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- 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
- F02F7/00—Casings, e.g. crankcases or frames
- F02F7/006—Camshaft or pushrod housings
Definitions
- the present invention relates to an internal combustion engine.
- an internal combustion engine comprises a cylinder head and a cylinder head cover. Furthermore, an intermediate flange may be arranged between the cylinder head cover and the cylinder head, which forms a separate component with respect to the cylinder head cover and the cylinder head. Components of the internal combustion engine may be arranged in the intermediate flange, for example components of a fuel injection system and / or components of an ignition system.
- the components accommodated in the intermediate flange can have an increased sensitivity to vibrations and vibrations which, for example, can be introduced into the intermediate flange via the cylinder head. This can affect the long-term reliability of these components.
- DE4009017 discloses an internal combustion engine having an intermediate flange.
- the present invention is concerned with the problem of providing for an internal combustion engine of the type mentioned an improved or at least another embodiment, which is characterized in particular by a reduced vibration load of the intermediate flange or the components housed therein.
- the invention is based on the general idea of decoupling the intermediate flange relative to the cylinder head via a first sealing arrangement relative to the cylinder head and via a second sealing arrangement relative to the cylinder head cover.
- the seal assemblies is characterized assigned a dual function, since on the one hand cause the required seal between the flange and cylinder head on the one hand and between the intermediate flange and cylinder head cover and also cause the vibration decoupling between the intermediate flange and cylinder head on the one hand and between the cylinder head cover and flange on the other.
- the invention uses the consideration that elastic materials suitable for the seal can simultaneously also be suitable for vibration decoupling.
- the invention also proposes not to attach the intermediate flange directly to the cylinder head, but only indirectly via the cylinder head cover, namely by fastening the cylinder head cover to the cylinder head.
- at least one collar screw is used which has a shaft with a threaded portion, a head and spaced from the head a collar.
- the respective collar screw is formed in one piece and has its components, ie the shaft, the threaded portion, the head and the collar, integrally.
- the threaded portion is formed at a first end portion of the collar screw, while the head is formed at a second end portion of the collar screw.
- the collar is formed on the shaft and there separates the threaded portion of a thread-free central portion extending from the collar to the head.
- the respective collar screw with the threaded portion is screwed into a threaded opening formed on the cylinder head, wherein it is supported with the collar on the cylinder head, wherein it forms with its shaft, in particular with its central portion, by a formed on the intermediate flange Flansch matsö réelle and also extends through a formed on the cylinder head cover hood passage opening therethrough and wherein the collar screw is supported with its head on the cylinder head cover.
- the respective collar screw clamps the cylinder head cover through the intermediate flange with the cylinder head, whereby the cylinder head cover is biased by the intermediate flange on the cylinder head.
- a plurality of such collar bolts are provided, which are arranged distributed along the peripheral contour of the cylinder head cover and the intermediate flange.
- the federal government is directly and / or rigidly supported on the cylinder head.
- a rigid fixation of the collar screw is achieved on the cylinder head.
- the head can be supported directly and / or rigidly on the cylinder head cover in order to produce a direct power transmission here as well.
- preferred for the head is an indirect support on the cylinder head cover, namely an elastic element, such as an elastomeric disc to decouple the support of the head on the cylinder head cover with respect to vibrations.
- the intermediate flange is supported, in particular exclusively, indirectly, namely elastically via the elastic first sealing arrangement on the cylinder head.
- the cylinder head cover in particular exclusively, indirectly, namely elastically supported by the elastic second seal assembly on the intermediate flange.
- the desired vibration decoupling of the intermediate flange is improved or made possible. It is useful here, when the intermediate flange is bolted to neither the cylinder head nor with the cylinder head cover, but if respect.
- the Verschraubungsraum an axial clearance remains, so in principle a mobility of the intermediate flange transverse to the screwing relative to the cylinder head and relative to the cylinder head cover is possible.
- a distance between the cylinder head and the cylinder head cover may be greater than a height of the intermediate flange.
- the intermediate flange is centered axially over the elastic sealing arrangements between the cylinder head and the cylinder head cover, that is to say parallel to the mounting direction or screwing direction, and is mounted elastically via the seal arrangements on the cylinder head and on the cylinder head cover.
- the collar is positioned on the respective collar bolt in such a way that when mounting the collar bolt can be bolted to the collar against the cylinder head block, so then automatically the desired distance between the cylinder head cover and cylinder head is set.
- the first seal assembly is formed by a single, closed along the intermediate flange circumferential first seal.
- the second seal arrangement may be formed by a single, second closed around the intermediate flange second seal.
- the first seal and the second seal may be identical. The closed circumferential seals simplify assembly and result in an efficient seal between the cylinder head and the cylinder flange on the one hand and between the cylinder head cover and the intermediate flange on the other hand.
- a corresponding, groove-shaped receiving chamber may be formed for the first seal on the intermediate flange or on the cylinder head.
- a corresponding groove-shaped receiving chamber may be formed for the second seal on the cylinder flange or on the cylinder head cover.
- the respective seal expediently separates an inner side of the intermediate flange from an outer side of the intermediate flange.
- the respective collar screw is arranged on the outside, whereby the encapsulation of the interior and thus the sealing of the interior is not affected by the Flansch thoroughlygangsö Maschinentechnisch.
- At least one securing region may be provided, in which the intermediate flange is secured exclusively on the cylinder head.
- This fuse is designed so that it holds the intermediate flange on the cylinder head with removed collar bolts, so that the cylinder head cover can be removed while the intermediate flange can remain on the cylinder head.
- the fuse is also designed so that it does not affect the vibratory end coupling of the intermediate flange of the cylinder head. This can be ensured, for example, by appropriate clearance axially and radially with respect to the mounting direction.
- such a fuse can be realized by means of a screw which, although it produces a firm connection between the intermediate flange and the cylinder head, but has sufficient axial play and radial play that they in the assembled state for clamping the seal assemblies between the cylinder head cover and the intermediate flange or between the Intermediate flange and the cylinder head does not contribute.
- the respective rigidly connected to the cylinder head collar screw itself can initiate no vibrations in the intermediate flange, a sufficient radial clearance is provided at least between the channel passage opening and the collar screw.
- a corresponding radial play is provided for collar screw in the screw through hole to improve there in conjunction with the aforementioned elastic element a vibration decoupling between the cylinder head cover and collar screw.
- the sealing arrangements advantageously act in each case axially, ie, parallel to the mounting direction or screwing direction.
- Fig. 1 to 3 includes a here only partially shown internal combustion engine 1, which may be used in particular in a motor vehicle, a cylinder head 2, a cylinder head cover 3 and an intermediate flange 4.
- the individual components are arranged with respect to.
- the mounting direction 5 is arranged axially between the cylinder head 2 and the cylinder head cover 3.
- the intermediate flange 4 forms a separate component with respect to the cylinder head cover 3 and with respect to the cylinder head 2.
- a plurality of collar bolts 6 are provided which are distributed along the peripheral contour of the intermediate flange 4 and the cylinder head 3, respectively.
- the collar bolts 6 are screwed parallel to the mounting direction 5, so that a screwing the mounting direction 5 corresponds, so that in the following also the screwing can be designated 5.
- the respective collar screw 6 has a shank 7, which extends coaxially to a longitudinal center axis 8 of the collar screw 6, wherein the longitudinal center axis 8 in the mounted state is parallel to the screw 5. Furthermore, the collar screw 6 comprises a threaded portion 9, a head 10 and a collar 11, which is spaced from the head 10 and in particular the threaded portion 9 from the remaining shaft 7 separates.
- first seal assembly 12 For the assembly of the cylinder head cover 3 and the intermediate flange 4 on the cylinder head 2, two seal assemblies, namely a first seal assembly 12 and a second seal assembly 13 are also provided.
- the first sealing arrangement 12 is arranged between the cylinder head 2 and the intermediate flange 4.
- the first seal assembly 12 is designed as an axial seal and acts accordingly axially, ie parallel to the screw 5 and mounting direction 5.
- the second seal assembly 13 is disposed between the cylinder head cover 3 and the intermediate flange 4.
- the second seal assembly 13 is also designed here as an axial seal, so that it also acts axially, ie parallel to the mounting direction 5.
- the respective collar screw 6 is screwed to the threaded portion 9 in a threaded opening 14 which is formed on the cylinder head 2. Furthermore, the collar screw 6 is supported with its collar 11 on the cylinder head 2, namely at an opening 14 enclosing the threaded opening opening edge 15 axially, ie parallel to the screw longitudinal center axis 8 directly from.
- the shaft 7 passes through a Flansch thoroughlygangsö réelle 16, which is formed in the intermediate flange 4, and a hood passage opening 17, which is formed in the cylinder head cover 3.
- the head 10 is supported in the example shown indirectly indirectly on the cylinder head cover 3 from. While the collar 11 is supported rigidly and directly on the cylinder head 2, the head 10 is expediently indirectly supported on the cylinder head cover 3 via an elastic disk-shaped element 18.
- the elastic member 18 can absorb vibrations.
- such an elastic element 18 may be dispensed with.
- vibrations from the cylinder head 2 via the respective collar screw 6 can be transferred to the cylinder head cover 3.
- this vibration transmission can be negligible in certain designs due to the relatively small contact points between the cylinder head cover 3 and the respective screw head 10.
- the collar bolts 6 are designed so that they cause no interlock between the intermediate flange 4 and the cylinder head 2 on the one hand and between the intermediate flange 4 and the cylinder head cover 3 on the other hand, so that the intermediate flange 4 thus touches neither the cylinder head 2 nor the cylinder head cover 3 directly axially.
- This is achieved by indirectly supporting the intermediate flange 4 indirectly on the cylinder head cover 3 via the first sealing arrangement 12 indirectly on the cylinder head 2 and via the second sealing arrangement 13.
- both seal assemblies 12,13 are designed to be elastic, so that the intermediate flange 4 is elastically supported both on the cylinder head 2 and on the cylinder head cover 3.
- the vote of the collar bolts 6 on the associated components of the internal combustion engine 1, ie cylinder head 2, cylinder head cover 3 and intermediate flange 4, is suitably such that a measured in the mounting direction 5 distance 19 between the cylinder head 2 facing bottom 20 of the cylinder head cover 3 and a the cylinder head cover 3 facing top 21 of the cylinder head 2 is greater than a height 22 of the intermediate flange 4, which is measured in the mounting direction 5 between the cylinder head 2 facing bottom 23 of the intermediate flange 4 and a cylinder head cover 3 facing top 24 of the intermediate flange 4.
- Due to the elasticities of the two seal assemblies 12,13 of the intermediate flange. 4 axially centered between the cylinder head 2 and the cylinder head cover 3.
- the intermediate flange 4 by the elastic seal assemblies 12,13 axially and transversely thereto, so stored radially elastic and movable on the cylinder head 2 and on the cylinder head cover 3.
- the first sealing arrangement 12 is preferably formed by a single first seal, which runs closed around the intermediate flange 4 and which is also referred to below as 12.
- the second seal assembly 13 is formed by a single, closed along the intermediate flange 4 circumferential second seal, which is also referred to below with 13.
- the first seal 12 is chambered in the example shown on the intermediate flange 4 and axially supported on the upper side 21 of the cylinder head 2.
- the second seal 13 is chambered in the example on the cylinder head cover 3 and axially supported on the upper side 24 of the intermediate flange 4.
- the seals 12,13 are arranged so that they separate an inner side 25 of the intermediate flange 4 from an outer side 26 of the intermediate flange 4. It is noteworthy that the collar screws 6 are arranged on the outside 26. Accordingly, the Flansch thoroughlygangsö réelleen 16 also extend through the outer side 26 of the connecting flange 4, which significantly simplifies the sealing of the inner side 25 of the connecting flange 4.
- Corresponding Fig. 1 can be arranged in a region 27 a locking screw, not shown here, with the aid of the intermediate flange 4 can be secured to the cylinder head 2.
- the area 27 is therefore also referred to below as the backup area 27. It is clear that a plurality of such securing regions 27 can be provided along the circumference of the intermediate flange 4.
- the screw is done such that the vibration decoupling and thus in particular the elasticity and mobility between the intermediate flange 4 and cylinder head 2 is not hindered. This can be realized by a corresponding axial and radial clearance of the screw in the respective fuse area 27.
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine.
- Üblicherweise umfasst eine Brennkraftmaschine einen Zylinderkopf sowie eine Zylinderkopfhaube. Ferner kann ein Zwischenflansch zwischen der Zylinderkopfhaube und dem Zylinderkopf angeordnet sein, der bzgl. der Zylinderkopfhaube und des Zylinderkopfs ein separates Bauteil bildet. Im Zwischenflansch können Komponenten der Brennkraftmaschine angeordnet sein, bspw. Bestandteile einer Kraftstoffeinspritzanlage und/oder Bestandteile eines Zündsystems.
- Die im Zwischenflansch untergebrachten Komponenten können eine erhöhte Empfindlichkeit gegenüber Schwingungen und Vibrationen aufweisen, die bspw. über den Zylinderkopf in den Zwischenflansch eingeleitet werden können. Hierdurch kann die dauerhafte Funktionssicherheit dieser Komponenten beeinträchtigt werden.
-
DE4009017 offenbart eine Brennkraftmaschine mit einem Zwischenflansch. - Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für eine Brennkraftmaschine der eingangs genannten Art eine verbesserte oder zumindest eine andere Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere durch eine reduzierte Schwingungsbelastung des Zwischenflansches bzw. der darin untergebrachten Komponenten auszeichnet.
- Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
- Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, den Zwischenflansch über eine erste Dichtungsanordnung gegenüber dem Zylinderkopf und über eine zweite Dichtungsanordnung gegenüber der Zylinderkopfhaube schwingungsmäßig zu entkoppeln. Den Dichtungsanordnungen wird dadurch eine Doppelfunktion zugeordnet, da sie einerseits die erforderliche Abdichtung zwischen Zwischenflansch und Zylinderkopf einerseits und zwischen Zwischenflansch und Zylinderkopfhaube andererseits bewirken und außerdem die schwingungsmäßige Entkopplung zwischen Zwischenflansch und Zylinderkopf einerseits sowie zwischen Zylinderkopfhaube und Zwischenflansch andererseits bewirken. Die Erfindung nutzt hierbei die Überlegung, dass für die Dichtung geeignete elastische Materialien gleichzeitig auch zur Schwingungsentkopplung geeignet sein können.
- Damit die Dichtungsanordnungen ihre schwingungsentkoppelnde Wirkung gegenüber dem Zwischenflansch erfüllen können, schlägt die Erfindung ferner vor, den Zwischenflansch nicht unmittelbar am Zylinderkopf zu befestigen, sondern nur mittelbar über die Zylinderkopfhaube, und zwar durch die Befestigung der Zylinderkopfhaube am Zylinderkopf. Hierzu wird zumindest eine Bundschraube verwendet, die einen Schaft mit einem Gewindeabschnitt, einen Kopf und beabstandet zum Kopf einen Bund aufweist. Die jeweilige Bundschraube ist dabei einteilig ausgebildet und weist ihre Bestandteile, also den Schaft, den Gewindeabschnitt, den Kopf und den Bund, integral auf. Dabei ist der Gewindeabschnitt an einem ersten Endabschnitt der Bundschraube ausgebildet, während der Kopf an einem zweiten Endabschnitt der Bundschraube ausgebildet ist. Der Bund ist dabei am Schaft ausgebildet und trennt dort den Gewindeabschnitt von einem gewindefreien Zentralabschnitt, der sich vom Bund bis zum Kopf erstreckt. Im montierten Zustand ist die jeweilige Bundschraube mit dem Gewindeabschnitt in eine am Zylinderkopf ausgebildete Gewindeöffnung eingeschraubt, wobei sie sich mit dem Bund am Zylinderkopf abstützt, wobei sie sich mit ihrem Schaft, insbesondere mit ihrem Zentralabschnitt, durch eine am Zwischenflansch ausgebildete Flanschdurchgangsöffnung und außerdem durch eine an der Zylinderkopfhaube ausgebildete Haubendurchgangsöffnung hindurch erstreckt und wobei sich die Bundschraube mit ihrem Kopf an der Zylinderkopfhaube abstützt. Letztlich verspannt die jeweilige Bundschraube die Zylinderkopfhaube durch den Zwischenflansch hindurch mit dem Zylinderkopf, wobei sich die Zylinderkopfhaube über den Zwischenflansch am Zylinderkopf vorgespannt abstützt.
- Zweckmäßig sind mehrere derartige Bundschrauben vorgesehen, die entlang der Umfangskontur der Zylinderkopfhaube bzw. des Zwischenflansches verteilt angeordnet sind.
- Zweckmäßig ist der Bund unmittelbar und/oder starr am Zylinderkopf abgestützt. Hierdurch wird eine starre Fixierung der Bundschraube am Zylinderkopf erzielt. Der Kopf kann unmittelbar und/oder starr an der Zylinderkopfhaube abgestützt sein, um auch hier eine direkte Kraftübertragung zu erzeugen. Bevorzugt ist für den Kopf jedoch eine mittelbare Abstützung an der Zylinderkopfhaube, nämlich über ein elastisches Element, z.B. eine Elastomerscheibe, um auch die Abstützung des Kopfes an der Zylinderkopfhaube hinsichtlich Schwingungen zu entkoppeln. Erfindungsgemäß stützt sich der Zwischenflansch, insbesondere ausschließlich, mittelbar, nämlich über die elastische erste Dichtungsanordnung am Zylinderkopf elastisch ab. Zusätzlich stützt sich auch die Zylinderkopfhaube, insbesondere ausschließlich, mittelbar, nämlich über die elastische zweite Dichtungsanordnung am Zwischenflansch elastisch ab. Durch diese elastische Abstützung des Zwischenflansches einerseits am Zylinderkopf und andererseits an der Zylinderkopfhaube wird die gewünschte schwingungsmäßige Entkopplung des Zwischenflansches verbessert bzw. ermöglicht. Zweckmäßig ist es hierbei, wenn der Zwischenflansch weder mit dem Zylinderkopf noch mit der Zylinderkopfhaube verschraubt ist, sondern wenn bzgl. der Verschraubungsrichtung ein Axialspiel vorhanden bleibt, sodass grundsätzlich eine Beweglichkeit des Zwischenflansches quer zur Verschraubungsrichtung relativ zum Zylinderkopf sowie relativ zur Zylinderkopfhaube möglich ist.
- Um dies zu erreichen, kann gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform im montierten Zustand in der Verschraubungsrichtung bzw. in der Montagerichtung ein Abstand zwischen Zylinderkopf und Zylinderkopfhaube größer sein als eine Höhe des Zwischenflansches. In der Folge ist der Zwischenflansch über die elastischen Dichtungsanordnungen zwischen Zylinderkopf und Zylinderkopfhaube axial, also parallel zur Montagerichtung bzw. Verschraubungsrichtung zentriert und elastisch über die Dichtungsanordnungen am Zylinderkopf und an der Zylinderkopfhaube gelagert. Um diesen Abstand zwischen Zylinderkopf und Zylinderkopfhaube gezielt so einstellen zu können, erfolgt die Positionierung des Bunds an der jeweiligen Bundschraube gezielt so, dass beim Montieren die Bundschraube mit dem Bund gegen den Zylinderkopf auf Block verschraubt werden kann, sodass dann automatisch der gewünschte Abstand zwischen Zylinderkopfhaube und Zylinderkopf eingestellt ist.
- Zweckmäßig ist die erste Dichtungsanordnung durch eine einzige, entlang des Zwischenflansches geschlossen umlaufende erste Dichtung gebildet. Zusätzlich oder alternativ kann die zweite Dichtungsanordnung durch eine einzige, entlang des Zwischenflansches geschlossen umlaufende zweite Dichtung gebildet sein. In einem Sonderfall können die erste Dichtung und die zweite Dichtung baugleich sein. Die geschlossen umlaufenden Dichtungen vereinfachen die Montage und führen zu einer effizienten Abdichtung zwischen Zylinderkopf und Zylinderflansch einerseits sowie zwischen Zylinderkopfhaube und Zwischenflansch andererseits.
- Um die Effizienz der jeweiligen Dichtung zu verbessern, kann für die erste Dichtung am Zwischenflansch oder am Zylinderkopf eine entsprechende, nutförmige Aufnahmekammer ausgeformt sein. Ebenso kann für die zweite Dichtung am Zylinderflansch oder an der Zylinderkopfhaube eine entsprechende nutförmige Aufnahmekammer ausgeformt sein.
- Die jeweilige Dichtung trennt zweckmäßig eine Innenseite des Zwischenflansches von einer Außenseite des Zwischenflansches. Zweckmäßig ist die jeweilige Bundschraube auf der Außenseite angeordnet, wodurch die Kapselung des Innenraums und somit die Abdichtung des Innenraums durch die Flanschdurchgangsöffnung nicht beeinträchtigt ist.
- Bei einer anderen Ausführungsform kann zumindest ein Sicherungsbereich vorgesehen sein, in dem der Zwischenflansch ausschließlich am Zylinderkopf gesichert ist. Diese Sicherung ist dabei so ausgelegt, dass sie bei entfernten Bundschrauben den Zwischenflansch am Zylinderkopf festhält, sodass die Zylinderkopfhaube entfernt werden kann, während der Zwischenflansch am Zylinderkopf verbleiben kann. Die Sicherung ist ferner so ausgelegt, dass sie die schwingungsmäßige Endkopplung des Zwischenflansches vom Zylinderkopf nicht beeinträchtigt. Dies kann bspw. durch entsprechendes Spiel axial und radial bzgl. der Montagerichtung sichergestellt werden. Insbesondere lässt sich eine derartige Sicherung mithilfe einer Verschraubung realisieren, die zwar eine feste Verbindung zwischen dem Zwischenflansch und dem Zylinderkopf herstellt, aber ausreichend Axialspiel und Radialspiel besitzt, dass sie im Montierten Zustand zur Verspannung der Dichtungsanordnungen zwischen der Zylinderkopfhaube und dem Zwischenflansch bzw. zwischen dem Zwischenflansch und dem Zylinderkopf nicht beiträgt.
- Damit die jeweilige mit dem Zylinderkopf starr verbundene Bundschraube selbst keine Schwingungen in den Zwischenflansch einleiten kann, ist zumindest zwischen der Kanaldurchgangsöffnung und der Bundschraube ein ausreichendes Radialspiel vorgesehen. Zweckmäßig ist auch in der Schraubendurchgangsöffnung ein entsprechendes Radialspiel zur Bundschraube vorgesehen, um auch dort in Verbindung mit dem vorstehend genannten elastischen Element eine schwingungsmäßige Entkopplung zwischen Zylinderkopfhaube und Bundschraube zu verbessern.
- Die Dichtungsanordnungen wirken vorteilhaft jeweils axial, also parallel zur Montagerichtung bzw. Verschraubungsrichtung.
- Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
- Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
- Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
- Es zeigen, jeweils schematisch,
- Fig. 1
- eine isometrische Ansicht einer Brennkraftmaschine im Bereich eines Zylinderkopfs,
- Fig. 2
- ein Querschnitt der Brennkraftmaschine entsprechend Schnittlinien II in
Fig. 1 , - Fig. 3
- eine vergrößerte Ansicht eines Details III aus dem Querschnitt der
Fig. 2 . - Entsprechend den
Fig. 1 bis 3 umfasst eine hier nur teilweise dargestellte Brennkraftmaschine 1, die insbesondere in einem Kraftfahrzeug zur Anwendung kommen kann, einen Zylinderkopf 2, eine Zylinderkopfhaube 3 und einen Zwischenflansch 4. Die einzelnen Komponenten sind dabei bzgl. einer durch einen Doppelpfeil angedeuteten Montagerichtung 5 aufeinander angeordnet, wobei der Zwischenflansch 4 bzgl. der Montagerichtung 5 axial zwischen dem Zylinderkopf 2 und der Zylinderkopfhaube 3 angeordnet ist. Der Zwischenflansch 4 bildet außerdem bzgl. der Zylinderkopfhaube 3 und bzgl. des Zylinderkopfs 2 ein separates Bauteil. - Zum Befestigen der Zylinderkopfhaube 3 und des Zwischenflansches 4 am Zylinderkopf 2 sind mehrere Bundschrauben 6 vorgesehen, die entlang der Umfangskontur des Zwischenflansches 4 bzw. des Zylinderkopfs 3 verteilt angeordnet sind. Die Bundschrauben 6 werden dabei parallel zur Montagerichtung 5 verschraubt, sodass eine Verschraubungsrichtung der Montagerichtung 5 entspricht, sodass im Folgenden auch die Verschraubungsrichtung mit 5 bezeichnet werden kann.
- Entsprechend den
Figuren 2 und 3 besitzt die jeweilige Bundschraube 6 einen Schaft 7, der sich koaxial zu einer Längsmittelachse 8 der Bundschraube 6 erstreckt, wobei die Längsmittelachse 8 im montierten Zustand parallel zur Verschraubungsrichtung 5 verläuft. Ferner umfasst die Bundschraube 6 einen Gewindeabschnitt 9, einen Kopf 10 und einen Bund 11, der vom Kopf 10 beabstandet ist und insbesondere den Gewindeabschnitt 9 vom übrigen Schaft 7 trennt. - Für die Montage der Zylinderkopfhaube 3 und des Zwischenflansches 4 am Zylinderkopf 2 sind außerdem zwei Dichtungsanordnungen, nämlich eine erste Dichtungsanordnung 12 und eine zweite Dichtungsanordnung 13 vorgesehen. Die erste Dichtungsanordnung 12 ist zwischen dem Zylinderkopf 2 und dem Zwischenflansch 4 angeordnet. Die erste Dichtungsanordnung 12 ist dabei als Axialdichtung konzipiert und wirkt dementsprechend axial, also parallel zur Verschraubungsrichtung 5 bzw. Montagerichtung 5. Die zweite Dichtungsanordnung 13 ist zwischen der Zylinderkopfhaube 3 und dem Zwischenflansch 4 angeordnet. Die zweite Dichtungsanordnung 13 ist hier ebenfalls als Axialdichtung konzipiert, sodass sie ebenfalls axial, also parallel zur Montagerichtung 5 wirkt.
- Im gezeigten, montierten Zustand ist die jeweilige Bundschraube 6 mit dem Gewindeabschnitt 9 in eine Gewindeöffnung 14 eingeschraubt, die am Zylinderkopf 2 ausgebildet ist. Ferner stützt sich die Bundschraube 6 mit ihrem Bund 11 am Zylinderkopf 2, nämlich an einem die Gewindeöffnung 14 einfassenden Öffnungsrand 15 axial, also parallel zur Schraubenlängsmittelachse 8 unmittelbar ab. Der Schaft 7 durchsetzt dabei eine Flanschdurchgangsöffnung 16, die im Zwischenflansch 4 ausgebildet ist, sowie eine Haubendurchgangsöffnung 17, die in der Zylinderkopfhaube 3 ausgebildet ist. Der Kopf 10 stützt sich im gezeigten Beispiel mittelbar an der Zylinderkopfhaube 3 axial ab. Während sich der Bund 11 starr und unmittelbar am Zylinderkopf 2 abstützt, ist der Kopf 10 zweckmäßig über ein elastisches, scheibenförmiges Element 18 mittelbar an der Zylinderkopfhaube 3 abgestützt. Das elastische Element 18 kann Schwingungen absorbieren.
- Alternativ dazu kann bei anderen Ausführungsformen auf ein derartiges elastisches Element 18 verzichtet werden. In diesem Fall können Schwingungen vom Zylinderkopf 2 über die jeweilige Bundschraube 6 auf die Zylinderkopfhaube 3 übertragen werden. Diese Schwingungsübertragung kann jedoch bei bestimmten Bauformen aufgrund der vergleichsweise kleinen Kontaktstellen zwischen der Zylinderkopfhaube 3 und dem jeweiligen Schraubenkopf 10 vernachlässigbar gering sein.
- Die Bundschrauben 6 sind so ausgelegt, dass sie zwischen dem Zwischenflansch 4 und dem Zylinderkopf 2 einerseits und zwischen dem Zwischenflansch 4 und der Zylinderkopfhaube 3 andererseits jeweils keine Verblockung bewirken, sodass der Zwischenflansch 4 somit weder den Zylinderkopf 2 noch die Zylinderkopfhaube 3 direkt axial berührt. Erreicht wird dies dadurch, dass sich der Zwischenflansch 4 über die erste Dichtungsanordnung 12 mittelbar am Zylinderkopf 2 und über die zweite Dichtungsanordnung 13 mittelbar an der Zylinderkopfhaube 3 abstützt. Zweckmäßig sind beide Dichtungsanordnungen 12,13 elastisch ausgeführt, sodass sich der Zwischenflansch 4 sowohl am Zylinderkopf 2 als auch an der Zylinderkopfhaube 3 elastisch abstützt.
- Die Abstimmung der Bundschrauben 6 auf die damit verbundenen Komponenten der Brennkraftmaschine 1, also Zylinderkopf 2, Zylinderkopfhaube 3 und Zwischenflansch 4, erfolgt zweckmäßig so, dass ein in der Montagerichtung 5 gemessener Abstand 19 zwischen einer dem Zylinderkopf 2 zugewandten Unterseite 20 der Zylinderkopfhaube 3 und einer der Zylinderkopfhaube 3 zugewandten Oberseite 21 des Zylinderkopfs 2 größer ist als eine Höhe 22 des Zwischenflansches 4, die in der Montagerichtung 5 zwischen einer dem Zylinderkopf 2 zugewandten Unterseite 23 des Zwischenflansches 4 und einer der Zylinderkopfhaube 3 zugewandten Oberseite 24 des Zwischenflansches 4 gemessen ist. Durch die Elastizitäten der beiden Dichtungsanordnungen 12,13 ist der Zwischenflansch 4 zwischen dem Zylinderkopf 2 und der Zylinderkopfhaube 3 axial zentriert. Gleichzeitig ist der Zwischenflansch 4 durch die elastischen Dichtungsanordnungen 12,13 axial und quer dazu, also radial elastisch und beweglich am Zylinderkopf 2 und an der Zylinderkopfhaube 3 gelagert.
- Die erste Dichtungsanordnung 12 ist vorzugsweise durch eine einzige, entlang des Zwischenflansches 4 geschlossen umlaufende erste Dichtung gebildet, die im Folgenden ebenfalls mit 12 bezeichnet wird. Zweckmäßig ist auch die zweite Dichtungsanordnung 13 durch eine einzige, entlang des Zwischenflansches 4 geschlossen umlaufende zweite Dichtung gebildet, die im Folgenden ebenfalls mit 13 bezeichnet wird. Die erste Dichtung 12 ist im gezeigten Beispiel am Zwischenflansch 4 gekammert und an der Oberseite 21 des Zylinderkopfs 2 axial abgestützt. Ferner ist die zweite Dichtung 13 im Beispiel an der Zylinderkopfhaube 3 gekammert und an der Oberseite 24 des Zwischenflansches 4 axial abgestützt.
- Gemäß
Fig. 2 sind die Dichtungen 12,13 so angeordnet, dass sie eine Innenseite 25 des Zwischenflansches 4 von einer Außenseite 26 des Zwischenflansches 4 trennen. Bemerkenswert ist, dass die Bundschrauben 6 an der Außenseite 26 angeordnet sind. Dementsprechend erstrecken sich die Flanschdurchgangsöffnungen 16 ebenfalls durch die Außenseite 26 des Anschlussflansches 4, was die Abdichtung der Innenseite 25 des Anschlussflansches 4 erheblich vereinfacht. - Entsprechend
Fig. 1 kann in einem Bereich 27 eine hier nicht gezeigte Sicherungsschraube angeordnet sein, mit deren Hilfe der Zwischenflansch 4 am Zylinderkopf 2 gesichert werden kann. Der Bereich 27 wird im Folgenden daher auch als Sicherungsbereich 27 bezeichnet. Es ist klar, dass entlang des Umfangs des Zwischenflansches 4 mehrere derartige Sicherungsbereiche 27 vorgesehen sein können. Innerhalb des jeweiligen Sicherungsbereichs 27 erfolgt die Verschraubung derart, dass die schwingungsmäßige Entkopplung und somit insbesondere die Elastizität und Beweglichkeit zwischen Zwischenflansch 4 und Zylinderkopf 2 nicht behindert ist. Dies kann durch ein entsprechendes Axial- und Radialspiel der Verschraubung im jeweiligen Sicherungsbereich 27 realisiert werden.
Claims (15)
- Brennkraftmaschine, insbesondere für ein Kraftfahrzeug,- mit einem Zylinderkopf (2),- mit einer Zylinderkopfhaube (3),- mit einem Zwischenflansch (4), der zwischen dem Zylinderkopf (2) und der Zylinderkopfhaube (3) angeordnet ist und der bzgl. der Zylinderkopfhaube (3) und des Zylinderkopfs (2) ein separates Bauteil ist,- mit mindestens einer Bundschraube (6) zum Befestigen der Zylinderkopfhaube (3) und des Zwischenflansches (4) am Zylinderkopf (2), die einen Schaft (7) mit einem Gewindeabschnitt (9), einen Kopf (10) und beabstandet zum Kopf (10) einen Bund (11) aufweist,- mit einer ersten Dichtungsanordnung (12), die zwischen dem Zylinderkopf (2) und dem Zwischenflansch (4) angeordnet ist,- mit einer zweiten Dichtungsanordnung (13), die zwischen der Zylinderkopfhaube (3) und dem Zwischenflansch (4) angeordnet ist,- wobei die jeweilige Bundschraube (6) mit dem Gewindeabschnitt (9) in eine am Zylinderkopf (2) ausgebildete Gewindeöffnung (14) eingeschraubt ist, mit dem Schaft (7) durch eine am Zwischenflansch (4) ausgeführte Flanschdurchgangsöffnung (16) und durch eine an der Zylinderkopfhaube (3) ausgebildete Haubendurchgangsöffnung (17) durchgeführt ist und mit dem Kopf (10) an der Zylinderkopfhaube (3) abgestützt ist,- wobei die Zylinderkopfhaube (3) mittelbar über die zweite elastische Dichtungsanordnung (13) am Zwischenflansch (4) elastisch abgestützt ist,
dadurch gekennzeichnet,- dass die jeweilige Bundschraube (6) mit dem Bund (11) am Zylinderkopf (2) abgestützt ist,- dass der Zwischenflansch (4) mittelbar über die elastische erste Dichtungsanordnung (12) am Zylinderkopf (2) elastisch abgestützt ist. - Brennkraftmaschine nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Bund (11) unmittelbar und/oder starr am Zylinderkopf (2) abgestützt ist. - Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,- dass der Kopf (10) unmittelbar und/oder starr an der Zylinderkopfhaube (3) abgestützt ist, oder- dass der Kopf (10) mittelbar über ein starres oder elastisches Element (18) an der Zylinderkopfhaube (3) starr und/oder elastisch abgestützt ist. - Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Zwischenflansch (4) weder den Zylinderkopf (2) noch die Zylinderkopfhaube (3) direkt axial berührt. - Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass die jeweilige Bundschraube (6) mit dem Bund (11) an einer dem Zylinderkopf (2) zugewandten Unterseite (23) des Zwischenflansches (4) am Zylinderkopf (2) abgestützt ist. - Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass im montierten Zustand in der Montagerichtung (5) ein Abstand (19) zwischen Zylinderkopf (2) und Zylinderkopfhaube (3) größer ist als eine Höhe (22) des Zwischenflansches (4). - Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,- dass die erste Dichtungsanordnung durch eine einzige, entlang des Zwischenflansches (4) geschlossen umlaufende erste Dichtung (12) gebildet ist, und/oder- dass die zweite Dichtungsanordnung durch eine einzige, entlang des Zwischenflansches (4) geschlossen umlaufende zweite Dichtung (13) gebildet ist. - Brennkraftmaschine nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,- dass die erste Dichtung (12) am Zwischenflansch (4) oder am Zylinderkopf (2) gekammert ist, und/oder- dass die zweite Dichtung (13) an der Zylinderkopfhaube (3) oder am Zwischenflansch (4) gekammert ist. - Brennkraftmaschine nach Anspruch 7 oder 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass die jeweilige Dichtung (12,13) eine Innenseite (25) des Zwischenflansches (4) von einer Außenseite (26) des Zwischenflansches (4) trennt, wobei die jeweilige Bundschraube (6) an der Außenseite (26) angeordnet ist. - Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9, mit zumindest einem Sicherungsbereich (27), in dem der Zwischenflansch (4) am Zylinderkopf (2) gesichert ist.
- Brennkraftmaschine nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass im Sicherungsbereich (27) der Zwischenflansch (4) am Zylinderkopf (2) fixiert ist, auch wenn alle Bundschrauben (6) entfernt sind und die Zylinderkopfhaube (3) vom Zwischenflansch (4) abnehmbar ist. - Brennkraftmaschine nach Anspruch 10 oder 11,
dadurch gekennzeichnet,
dass im Sicherungsbereich (27) bezüglich der Montagerichtung (5) radiales und axiales Spiel zwischen dem Zwischenflansch (4) und dem Zylinderkopf (2) vorgesehen ist. - Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet,
dass die jeweilige Bundschraube (6) einteilig ausgebildet ist und den Schaft (7), den Gewindeabschnitt (9), den Kopf (10) und den Bund (11) integral aufweist. - Brennkraftmaschine nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Gewindeabschnitt (9) an einem ersten Endabschnitt der Bundschraube (6) ausgebildet ist, während der Kopf (10) an einem zweiten Endabschnitt der Bundschraube (6) ausgebildet ist. - Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 14,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Bund (11) am Schaft (7) ausgebildet ist und dort den Gewindeabschnitt (9) von einem gewindefreien Zentralabschnitt trennt, der sich vom Bund (11) bis zum Kopf (10) erstreckt.
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