DE19936748B4 - Befestigungssystem für Gehäusedeckel an Gehäusen von Kraftmaschinen - Google Patents
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft ein Befestigungssystem für Gehäusedeckel an Gehäusen für Kraftmaschinen, insbesondere von Gehäusen für Funktionsbauteile wie Getriebe, Zylinderkopf, Wellenlagerung oder dgl. von Kraftfahrzeugen.
- Gehäusedeckel für Gehäuse von Kraftmaschinen haben neben ihrer Schutzfunktion gegenüber äußeren Einflüssen vor allem die Aufgabe, den umschlossenen Raum abzudichten und zur Stabilisierung des Gehäuses beizutragen. Bei Gehäusen in Kraftfahrzeugen zum Schutz von Geräusche verursachenden Funktionsbauteilen sollen die Gehäusedeckel so ausgebildet sein, dass nur ein sehr geringer Geräuschpegel entsteht. Außerdem wird aus Gründen der Gewichtsreduzierung und der Kraftstoffeinsparung gefordert, dass die Gehäusedeckel nur ein geringes Gewicht aufweisen. Aus der
DE 195 27 263 A1 ist ein Gehäusedeckel, vorzugsweise für ein Getriebegehäuse eines Kraftfahrzeuges bekannt, der aus einem Kunststoff-Formteil mit einem umlaufenden Befestigungsflansch und einem metallischen Trägerelement mit einem ringförmigen Flansch und einer rippenförmigen Verstrebung besteht. Diese umschließt im eingebauten Zustand den wannenförmig ausgebildeten Teil des Kunststoff-Formteils. Der metallische Träger dient zur Abstützung und Stabilisierung des als Kunststoff-Formteil ausgebildeten eigentlichen Gehäusedeckels. In der Einbaulage befindet sich der umlaufende Dichtflansch des Kunststoff-Formteils in Berührungskontakt mit dem Gehäuseflansch und dem Befestigungsflansch des metallischen Trägerelementes. In dem Dichtflansch und in dem Befestigungsflansch befinden sich deckungsgleich Durchgangsbohrungen für Schrauben, die in die Gewindebohrungen des Gehäuseflansches mit definierter Vorspannung eingeschraubt werden. Dadurch wird der Dichtflansch vom Befestigungsflansch gegen den Gehäuseflansch gedrückt. - Der Nachteil dieser Lösung besteht vor allem in der Art der Befestigung des Gehäusedeckels an dem Gehäuseflansch. Das Kunststoff-Formteil ist in der Einbaulage in direktem Kontakt sowohl mit dem Gehäuseflansch als auch mit dem metallischen Trägerelement. Die während des Betriebes des Kraftfahrzeuges auftretenden Schwingungen werden vom Gehäuse über den Dichtflansch des Kunststoff-Formteils auf das metallische Trägerelement übertragen, wodurch unvermeidbare Geräusche entstehen. Das Kunststoff-Formteil und das Trägerelement werden somit in unterschiedliche, sich überlagernde Schwingungen versetzt, die zu einem erhöhten Geräuschpegel führen.
- Aus der
DE 44 37 341 A1 ist eine Befestigungsanordnung für Deckel an Maschinen bekannt, bei der der gummielastische Profilstreifen an der Dichtseite des Randes des Deckels umlaufend und an der Befestigungsseite nur teilweise im Bereich der Befestigungsstellen anvulkanisiert ist. Im Bereich der Befestigungsmittel sind einzelne Spannstücke unter Vorspannung angeordnet, durch die der Gehäusedeckel in Einbaulage abdichtend gegen das Gehäuse lagefixiert ist. Durch die Anordnung einzelner Spannstücke wird auf den Profilstreifen umfangseitig kein gleichmäßiger Anpressdruck ausgeübt, so dass die Gefahr besteht, dass Dichtheitsprobleme auftreten. Außerdem führen die einzelnen Spannstücke zu einem erhöhten Montageaufwand. In derFR 2359 326 - Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, ein Befestigungssystem für Gehäusedeckel an Gehäusen von Kraftmaschinen, insbesondere von Kraftfahrzeugen, zu schaffen, das eine vollständige Entkopplung der auftretenden Schwingungen zwischen dem Gehäusedeckel und dem Gehäuse gewährleistet, nur geringe Kosten verursacht, eine einfache Montage ermöglicht und aus einer geringen Anzahl an Bauteilen besteht.
- Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Geeignete Ausgestaltungsvarianten sind in den Ansprüchen 2 bis 10 angegeben.
- Die vorgeschlagene Maßnahme, den Gehäusedeckel und das Dichtungs- und Schallentkopplungselement als einteiliges Bauteil auszubilden, gewährleistet eine sichere und schnelle Montage des Gehäusedeckels.
- Das Befestigungssystem ist kostengünstig herstellbar. Das Dichtungs- und Schallentkopplungselement ist einteilig ausgebildet und mit dem Gehäusedeckelflansch fest verbunden. Die Verbindung kann auch so ausgebildet sein, dass das Dichtungs- und Schallentkopplungselement erforderlichenfalls vom Gehäusedeckel abziehbar ist. Die erforderliche Verbindung wird dadurch erreicht, dass der Gehäusedeckelflansch, zumindest im Bereich der Befestigungsstellen, im Spritzgießverfahren mit dem Dichtungs- und Entkopplungselement umspritzt bzw. im Bereich der Bohrungen im Gehäusedeckelflansch durchgespritzt wird. Das nach dem Aushärten der Elastomerschmelze gebildete Dichtungs- und Entkopplungselement ist im Randbereich der Bohrungen des Gehäusedeckelflansches fest mit diesem verbunden. Bei Gehäusedeckelvarianten mit einer geringen Wanddicke ist es zweckmäßig, um die Bohrungen zusätzliche Durchbrüche anzuordnen, durch die die Elastomerschmelze durchgespritzt wird, um die erforderliche notwendige Verbindung mit dem Gehäusedeckel herzustellen. Fertigungstechnisch wird zuerst der Gehäusedeckel als Spritzgussteil hergestellt und in einer nachgeschalteten Arbeitsstufe das Dichtungs- und Entkopplungselement an- bzw. durchgespritzt. Dieses besteht aus einem elastischen Werkstoff, vorzugsweise einem thermoplastischen Elastomer oder Elastomer, und ist in seinen elastischen Eigenschaften über die Formgebung unterschiedlich eingestellt, so dass ein Entkopplungsbereich und ein Dichtungsbereich gebildet werden. Die so eingestellten Materialeigenschaften gewährleisten einerseits eine ausreichende Abdichtung und andererseits eine nahezu vollständige Schallentkopplung zwischen dem Gehäuse und dem Gehäusedeckel.
- Je nach den Anforderungen an die Dichtungs- und Entkopplungsfunktion kann das Dichtungs- und Entkopplungselement sowohl in seinem Profil als auch in seiner Materialzusammensetzung unterschiedlich ausgeführt sein. Der Gehäusedeckel kann je nach den spezifischen Einsatzzwecken aus thermoplastischen, duromeren oder metallischen Werkstoffen bestehen. Die erforderliche Beabstandung zwischen dem Gehäusedeckel und dem Gehäuse erfolgt durch den Einsatz von in Hülsen geführten Befestigungsschrauben oder sogenannten Bundschrauben.
- Entsprechend einer weiteren Ausführungsvariante kann der Gehäusedeckelflansch auch stufenförmig ausgebildet sein, wobei die Befestigungsstellen in der oberen Stufe angeordnet sind. Diese Variante ermöglicht eine hervorragende Schallentkopplung und eine Reduzierung der während des Betriebszustandes auftretenden Geräusche. Das Dichtungs- und Schallentkopplungselement liegt an der Innenseite des stufenförmigen Gehäusedeckelflansches an und ist im Bereich der oberen Stufe durchgespritzt, d. h. mit diesem fest verbunden. In diesem Bereich sind in dem Dichtungs- und Schallentkopplungselement Durchgangsbohrungen für die Befestigungsschrauben angeordnet. Das Schall- und Entkopplungselement ist vorzugsweise nur im Bereich der Schraubverbindungsstellen durchgespritzt und über senkrechte, an der Innenseite des Gehäusedeckelflansches anliegende Stege mit dem eigentlichen umlaufenden Dichtungsabschnitt verbunden. Die durch die stufenförmige Ausbildung des Deckelflansches bewirkte Beabstandung zwischen der eigentlichen Dichtfläche und der Befestigungsstelle wirkt sich sehr vorteilhaft auf die Schallentkopplung aus. Die Abdeckhaube bzw. der Gehäusedeckel haben in Einbaulage keinen Berührungskontakt mit dem Gehäuse. Durch die in Einbaulage angezogenen Befestigungsschrauben wird über das Dichtungs- und Entkopplungselement eine Anpresskraft auf den Gehäusedeckel ausgeübt und dieser dadurch in der gewünschten Position lagefixiert und gleichzeitig über den weichelastischen Dichtungsbereich zum Gehäuse abgedichtet. Das neue Befestigungssystem ermöglicht eine schnelle und sichere Montage des Gehäusedeckels. Außerhalb der Befestigungsstellen ist das Dichtungs- und Schallentkopplungselement mit seinem elastischen Dichtungsteil in einer umlaufenden Nut des Gehäusedeckelflansches geführt.
- Die Erfindung soll nachstehend näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen
-
1 eine Zylinderkopfhaube als Draufsicht, -
2 einen Schnitt gemäß der Linie A-A in1 , -
3 einen Schnitt gemäß der Linie B-B in1 , -
4 eine weitere Ausführungsvariante als Schnittdarstellung gemäß der Linie A-A in1 und -
5 eine weitere Ausführungsvariante des Befestigungssystems für einen stufenförmigen Gehäusedeckelflansch als Längsschnitt. - In der
1 ist ein mit einem Zylinderkopfgehäuse5 verbundener Zylinderkopfgehäusedeckel1 als Draufsicht dargestellt. Am Gehäusedeckelflansch2 sind vier Befestigungsstellen3 angeordnet, über die der Gehäusedeckel1 mittels Befestigungsschrauben4 in Gewindebohrungen7 des Gehäuseflansches6 befestigt wird. Die Anordnung und Ausbildung des Dichtungs- und Schallentkopplungselementes8 , das zwischen dem Gehäusedeckelflansch2 und dem Gehäuseflansch6 angeordnet ist, ist in den2 und3 gezeigt. Im Bereich der vier Befestigungsstellen3 weist der Gehäusedeckelflansch2 Bohrungen9 auf, durch die die Elastomerschmelze zur Bildung des Dichtungs- und Schallentkopplungselementes8 durchgespritzt ist. Jede Befestigungsstelle3 des Gehäusedeckelflansches2 ist mit einer Bohrung9 versehen. Um eine sichere und ausreichend feste Verbindung der durchgespritzten Schmelze mit dem Rand der Bohrungen9 zu gewährleisten, ist die Bohrung9 bei der in2 gezeigten Variante stufenförmig ausgebildet. Die Oberseite des Dichtungs- und Schallentkopplungselementes8 schließt bündig mit der Oberseite des Gehäusedeckelflansches2 ab, d. h. die genannten Oberseiten bilden eine ebene Fläche. Bei der in4 gezeigten Deckelflanschausführung mit konstanter Wanddicke sind um den Bereich der Bohrung9 im Gehäusedeckelflansch2 noch Durchbrüche10 angeordnet, durch die die Elastomerschmelze zur Bildung des Dichtungs- und Schallentkopplungselementes8 durchgespritzt ist. Das Dichtungs- und Schallentkopplungselement8 überragt die Oberseite des Gehäusedeckelflansches2 . Diese Variante ist vor allem für solche Fälle vorgesehen, bei denen die Gehäusedeckelwand relativ dünnwandig auszubilden ist. Das Dichtungs- und Schallentkopplungselement8 ist in seiner Materialstruktur so beschaffen, dass dieses im Bereich der Befestigungsstellen3 als Entkopplungselement wirkt und im unmittelbaren Dichtungsbereich als weichelastische Dichtung. Außerhalb der vier Befestigungsstellen3 ist die weichelastische Dichtung8a des einteiligen Dichtungs- und Schallentkopplungselementes8 in einer umlaufenden Nut11 des Gehäusedeckelflansches2' gehalten. (3 ). Die Befestigungsschrauben4 für den Gehäusedeckel1 sind, wie in2 dargestellt, als Bundschrauben ausgeführt. - Eine weitere Ausführungsvariante, bei der die Befestigungsstelle
3 des Gehäusedeckelflansches2 stufenförmig ausgebildet ist, zeigt die5 . Der aus Kunststoff bestehende Gehäusedeckel1 besitzt in diesem Bereich einen stufenförmigen Gehäusedeckelflansch2 mit einer oberen Stufe2a und einer unteren Stufe2b , die über einen senkrechten Abschnitt2c miteinander verbunden sind. Das Dichtungs- und Entkopplungselement8 liegt an der Innenseite der unteren Stufe2b und des senkrechten Abschnittes2c an und ist im Bereich der oberen Stufe2a durchgespritzt. Hierzu sind in der oberen Stufe2a Bohrungen9 angeordnet, durch die Elastomerschmelze zur Bildung des Dichtungs- und Entkopplungselementes8 durchgespritzt ist. In einem ersten Arbeitsgang wird der Deckel aus Kunststoff gespritzt und in einem zweiten Arbeitsgang wird dann das Dichtungs- und Entkopplungselement8 an- und durchgespritzt, wobei gleichzeitig die erforderlichen Durchgangsbohrungen zur Aufnahme einer Distanzhülse12 mit einem oberen Ringbund12a mit eingeformt werden. Im Bereich der oberen Stufe2a ist das einteilige Dichtungs- und Entkopplungselement8 in seiner Materialstruktur als Entkopplungselement8a und an der Unterseite bzw. Innenseite der unteren Stufe2b als weichelastisches Dichtungselement8b mit Dichtlippen8c ausgeführt. Die Länge der in die Durchgangsbohrungen eingesetzten Distanzhülsen12 ist so bemessen, dass diese im Zustand der endgültigen Einbaulage an dem Gehäuseflansch6 anliegen. Die obere Stufe2a kann entweder durchgehend oder unterbrochen ausgeführt sein. Bei einer unterbrochenen Ausführung besteht sie aus einzelnen identischen Stufenabschnitten, die unmittelbar im Bereich der einzelnen Schraubverbindungsstellen angeordnet sind und jeweils über einzelne senkrechte Abschnitte bzw. Stege mit der unteren Stufe2b verbunden sind. Der als Entkopplungselement8a dienende Teil des Dichtungs- und Schallentkopplungselementes8 erstreckt sich von dem umlaufenden weichen Dichtungsteil8b jeweils entlang der einzelnen senkrechten Abschnitte bzw. Stege bis in den Bereich der Schraubverbindungsstelle3 , wo das Dichtungs- und Entkopplungselement8 durchgespritzt ist, und mit einer Durchgangsbohrung zur Aufnahme der Distanzhülse12 versehen ist. Aus materialökonomischen Gründen ist diese Ausführung besonders vorteilhaft. - In den Gehäuseflansch
6 sind Gewindebohrungen7 eingearbeitet, deren Mittelachse jeweils mit der Mittelachse der Distanzhülsen12 auf einer Linie liegt. Zur Vereinfachung der Montage ist es zweckmäßig, wenn die Distanzhülsen12 in den jeweiligen Durchgangsbohrungen der Dichtungs- und Entkopplungselemente8 vormontiert sind. Die Distanzhülsen12 stehen in Einbaulage lediglich mit dem als Entkopplungselement8a ausgebildeten Teil des Dichtungs- und Entkopplungselementes8 sowie mit dem Gehäuseflansch6 in Berührungskontakt. Die Befestigungsschrauben4 werden durch die Distanzhülsen12 gesteckt und in die Gewindebohrungen7 des Gehäuseflansches6 eingeschraubt und mit einem definierten Drehmoment angezogen. Die an der unteren Stufe2b anliegende weiche Dichtung wird dabei mit ihren Dichtlippen8c gegen den Gehäuseflansch6 gedrückt, wodurch die erforderliche Abdichtung bewirkt wird. Der Gehäusedeckel1 steht in Einbaulage in keinem direkten Berührungskontakt mit dem Gehäuse5 und den Befestigungsmitteln4 ,12 für den Gehäusedeckel1 . Dadurch besitzt das Befestigungssystem die bereits erwähnten vorteilhaften geräuschdämpfenden Eigenschaften und den Vorteil einer sehr einfachen Montage. Der Gehäusedeckel1 mit dem Dichtungs- und Schallentkopplungselement8 kann zusammen mit den Befestigungsmitteln dem Finalproduzent als komplett vormontierte Baueinheit zur weiteren Montage bereitgestellt werden.
Claims (10)
- Befestigungssystem für Gehäusedeckel an Gehäusen für Kraftmaschinen, insbesondere von Kraftfahrzeugen, wobei das Gehäuse und der Gehäusedeckel jeweils einen umlaufenden Flansch aufweisen und zwischen dem Gehäuseflansch und dem Gehäusedeckelflansch ein einteiliges Dichtungs- und Schallentkopplungselement angeordnet ist, durch das in Einbaulage der Gehäusedeckelflansch zu dem Gehäuseflansch beabstandet ist und in dem Gehäusedeckelflansch Bohrungen zur Aufnahme des Dichtungs- und Schallentkopplungselementes angeordnet sind, das mit Durchgangsbohrungen für entweder in Distanzhülsen geführte Befestigungsschrauben oder Bundschrauben versehen ist, wobei in Einbaulage ein Berührungskontakt zwischen den Befestigungsschrauben und dem Gehäusedeckel ausgeschlossen ist, wobei, der Gehäusedeckel (
1 ) und das Dichtungs- und Schallentkopplungselement (8 ,8a ,8b ,8c ) in Einbaulage als einteilige Funktionseinheit ausgebildet sind und im Bereich der Befestigungsstellen (3 ) die Elastomerschmelze zur Bildung des Dichtungs- und Schallentkopplungselementes (8 ,8a ,8b ,8c ) durchgespritzt und fest mit dem Randbereich der Bohrungen (9 ) des Gehäusedeckelflansches (2 ) verbunden ist. - Befestigungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Bereich um die Bohrungen (
9 ) des Gehäusedeckelflansches (2 ) Durchbrüche (10 ) angeordnet sind, durch die Elastomerschmelze durchgespritzt ist. - Befestigungssystem nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrungen (
9 ) in dem Gehäusedeckelflansch (2 ) stufenförmig ausgebildet sind und die Oberseite des durchgespritzten Bereiches des Dichtungs- und Schallentkopplungselementes (8 ,8a ) mit der Oberseite des Gehäusedeckelflansches (2 ) eine ebene Fläche bildet. - Befestigungssystem nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungs- und Schallentkopplungselement (
8 ,8a ,8b ,8c ) den oberen Rand der Bohrungen (9 ) im Gehäusedeckelflansch (2 ) überragt. - Befestigungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungs- und Schallentkopplungselement (
8 ,8a ,8b ,8c ) in seinen elastischen Eigenschaften über die Formgebung unterschiedlich eingestellt ist und im Bereich der Befestigungsstellen (3 ) als Entkopplungselement (8a ) wirkt und außerhalb der Befestigungsstellen (3 ) als weichelastisches Dichtungselement (8b ,8c ) ausgebildet ist. - Befestigungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäusedeckelflansch (
2 ) stufenförmig ausgebildet ist, die Befestigungsstellen (3 ) an denen das Dichtungs- und Schallentkopplungselement (8 ,8a ) durchgespritzt ist, in der oberen Stufe (2a ) angeordnet sind, und das Dichtungs- und Schallentkopplungselement (8 ,8a ,8b ,8c ) an den Innenseiten der unteren Stufe (2b ) und des senkrechten Abschnittes (2c ) zwischen den beiden Stufen (2a ,2b ) anliegt. - Befestigungssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungs- und Schallentkopplungselement (
8 ,8a ,8b ,8c ) im Bereich der Innenseiten der Stufen (2a ,2b ,2c ) als schmaler Streifen ausgebildet und an den Innenseiten angespritzt ist. - Befestigungssystem nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die obere Stufe (
2a ) aus einzelnen identischen Stufenabschnitten besteht, die jeweils unmittelbar im Bereich der einzelnen Befestigungsstellen (3 ) angeordnet sind, und der senkrechte Abschnitt (2c ) aus einzelnen Verbindungsstegen besteht, die die Verbindung zwischen den oberen Stufenabschnitten und der unteren umlaufenden Stufe (2b ) bilden, und das Dichtungs- und Schallentkopplungselement (8 ,8a ,8b ,8c ) oberhalb der unteren Stufe (2b ) an den Verbindungsstegen anliegt. - Befestigungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens an der zum Gehäuseflansch (
6 ) zeigenden Dichtfläche des Dichtungs- und Schallentkopplungselementes (8b ) eine oder mehrere Dichtlippen (8c ) angeformt sind. - Befestigungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungs- und Schallentkopplungselement (
8b ) außerhalb der Befestigungsstellen in einer umlaufenden Nut (11 ) des Gehäusedeckelflansches (2 ) gehalten ist.
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