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Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit mindestens einem Zylinderkopf, der mindestens einen Zylinder aufweist und an einer Montageseite mit einem Zylinderblock unter Ausbildung von Spannkräften verbunden ist, bei der
- – zwischen dem Zylinderblock und dem mindestens einen Zylinderkopf eine Dichtung vorgesehen und eingespannt ist, und
- – in dem Zylinderblock und dem mindestens einen Zylinderkopf Bohrungen vorgesehen sind, wobei der mindestens eine Zylinderkopf und der Zylinderblock mittels Verbindungselementen miteinander verbunden sind, die mindestens ein Gewinde aufweisen und in die Bohrungen des mindestens einen Zylinderkopfes und des Zylinderblocks eingeführt und unter Ausbildung von Spannkräften verschraubt sind.
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Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Begrenzung und Verringerung der mechanischen Belastung der Dichtung einer derartigen Brennkraftmaschine.
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Eine Brennkraftmaschine der genannten Art wird beispielsweise als Kraftfahrzeugantrieb eingesetzt. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung umfasst der Begriff Brennkraftmaschine Dieselmotoren und Ottomotoren, aber auch Hybrid-Brennkraftmaschinen, die ein Hybrid-Brennverfahren nutzen, und Hybrid-Antriebe, die neben der Brennkraftmaschine eine mit der Brennkraftmaschine antriebsverbindbare Elektromaschine umfassen, welche Leistung von der Brennkraftmaschine aufnimmt oder als zuschaltbarer Hilfsantrieb zusätzlich Leistung abgibt.
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Brennkraftmaschinen verfügen über mindestens einen Zylinderkopf, der zur Ausbildung des mindestens einen Zylinders, d. h. des mindestens einen Brennraums, mit einem Zylinderblock verbunden wird, wobei zum Verbinden im Zylinderkopf und im Zylinderblock Bohrungen vorgesehen sind. Im Rahmen der Montage werden der Zylinderblock und der Zylinderkopf durch Aufeinanderlegen ihrer Montageseiten in der Weise zueinander angeordnet, dass die Bohrungen miteinander fluchten. Mittels Verbindungselementen, beispielsweise Schrauben oder Gewindestangen, die in die Bohrungen des Zylinderkopfes und des Zylinderblocks eingeführt und verschraubt werden, wird dann eine kraftschlüssige Verbindung ausgebildet.
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Der Zylinderblock weist zur Aufnahme der Kolben bzw. der Zylinderrohre eine entsprechende Anzahl an Zylinderbohrungen auf. Die Kolben werden axial beweglich in den Zylinderrohren geführt und bilden zusammen mit den Zylinderrohren und dem Zylinderkopf die Brennräume der Brennkraftmaschine aus. Folglich wird ein Brennraum jeweils von einem Kolben, einem Zylinderrohr und dem Zylinderkopf mitbegrenzt und mitgestaltet. Zur Abdichtung der Brennräume wird in der Regel zwischen dem Zylinderblock und dem Zylinderkopf eine Dichtung angeordnet.
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Der Zylinderkopf dient üblicherweise zur Aufnahme der Ventiltriebe. Um den Ladungswechsel zu steuern, benötigt eine Brennkraftmaschine Steuerorgane und Betätigungseinrichtungen zur Betätigung der Steuerorgane. Im Rahmen des Ladungswechsels erfolgt das Ausschieben der Verbrennungsgase über die Auslassöffnungen und das Füllen des Brennraums über die Einlassöffnungen der Zylinder. Zur Steuerung des Ladungswechsels werden bei Viertaktmotoren nahezu ausschließlich Hubventile als Steuerorgane verwendet, die während des Betriebs der Brennkraftmaschine eine oszillierende Hubbewegung ausführen und auf diese Weise die Einlassöffnungen und Auslassöffnungen freigeben und verschließen. Der für die Bewegung eines Ventils erforderliche Ventilbetätigungsmechanismus einschließlich des Ventils selbst wird als Ventiltrieb bezeichnet. Eine Ventilbetätigungseinrichtung umfasst dabei regelmäßig eine Nockenwelle, wobei obenliegende Nockenwellen, d. h. Nockenwellen, die oberhalb der Trennebene zwischen Kopf und Block liegen, am Zylinderkopf gelagert sind.
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Die Ansaugleitungen, die zu den Einlassöffnungen führen, und die Abgasleitungen, die sich an die Auslassöffnungen anschließen, sind nach dem Stand der Technik zumindest teilweise im Zylinderkopf integriert. Die Abgasleitungen der Auslassöffnungen werden regelmäßig zusammengeführt, häufig zu einer einzelnen Gesamtabgasleitung und vorzugsweise unter Ausbildung eines integrierten Abgaskrümmers innerhalb des Zylinderkopfes.
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Stromabwärts des Krümmers werden die Abgase nämlich gegebenenfalls der Turbine eines Abgasturboladers und/oder einem oder mehreren Abgasnachbehandlungssystemen zugeführt.
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Bei mittels Abgasturboaufladung aufgeladenen Brennkraftmaschinen wird angestrebt, die Turbine möglichst nahe am Auslass der Brennkraftmaschine anzuordnen, um auf diese Weise die Abgasenthalpie der heißen Abgase, die maßgeblich vom Abgasdruck und der Abgastemperatur bestimmt wird, optimal nutzen zu können und ein schnelles Ansprechverhalten des Turboladers zu gewährleisten.
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Zum anderen soll auch der Weg der heißen Abgase zu den verschiedenen Abgasnachbehandlungssystemen möglichst kurz sein, damit den Abgasen wenig Zeit zur Abkühlung eingeräumt wird und die Abgasnachbehandlungssysteme möglichst schnell ihre Betriebstemperatur bzw. Anspringtemperatur erreichen, insbesondere nach einem Kaltstart der Brennkraftmaschine.
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Um die zuvor genannten Ziele zu erreichen, werden die Abgasleitungen der Zylinder vorzugsweise unter Ausbildung mindestens eines integrierten Abgaskrümmers innerhalb des Zylinderkopfes zusammengeführt, d. h. der Abgaskrümmer vollständig in den Zylinderkopf integriert. Ein derartiger Zylinderkopf zeichnet sich auch durch eine sehr kompakte Bauweise aus, die ein dichtes Packaging der gesamten Antriebseinheit gestattet. Zudem kann an einer gegebenenfalls im Zylinderkopf vorgesehenen Flüssigkeitskühlung partizipiert werden, in der Art, dass der Krümmer nicht aus thermisch hochbelastbarem und damit kostenintensiven Werkstoffen gefertigt werden muss.
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Die Verwendung eines Zylinderkopfes mit integriertem Krümmer führt auch zu einer geringeren Anzahl an Bauteilen und folglich zu einer Verringerung der Kosten, insbesondere der Montage- und Bereitstellungskosten.
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Der Zylinderkopf einer modernen Brennkraftmaschine ist in der Regel thermisch höher belastet und stellt daher auch erhöhte Anforderungen an die Kühlung, insbesondere wenn der Zylinderkopf mit einem integrierten Abgaskrümmer ausgestattet ist und/oder die Brennkraftmaschine eine aufgeladene Brennkraftmaschine ist.
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Verfügt die Brennkraftmaschine über eine Flüssigkeitskühlung, werden im Zylinderkopf in der Regel mehrere Kühlmittelkanäle bzw. mindestens ein Kühlmittelmantel ausgebildet, die bzw. der das Kühlmittel durch den Zylinderkopf hindurchführen bzw. hindurchführt, was eine komplexere Zylinderkopfstruktur bedingt.
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Die vorstehenden Ausführungen machen deutlich, dass der Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine ein thermisch und mechanisch hoch belastetes Bauteil ist. Zu berücksichtigen ist in diesem Zusammenhang, dass ein zunehmender Anteil der Brennkraftmaschinen - mittels Abgasturboauflader oder mechanischem Lader - aufgeladen wird. Aufgrund des immer dichteren Packaging im Motorraum und der zunehmenden Integration von Bauteilen und Komponenten in den Zylinderkopf, beispielsweise der Integration des Abgaskrümmers, steigt insbesondere die thermische Belastung der Brennkraftmaschine bzw. des Zylinderkopfes, so dass erhöhte Anforderungen an die Kühlung zu stellen.
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Bei fremdgezündeten Brennkraftmaschinen kann zudem die erforderliche Zündvorrichtung, bei direkteinspritzenden Brennkraftmaschinen darüber hinaus die Einspritzeinrichtung im Zylinderkopf angeordnet werden.
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Zur Ausbildung einer zufriedenstellenden, d. h. die Brennräume abdichtenden Verbindung von Zylinderkopf und Zylinderblock sind ausreichend viele und ausreichend große Bohrungen vorzusehen, was die konstruktive Auslegung insbesondere des Zylinderkopfes beeinflusst und erschwert.
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Die Spannkräfte, welche zur Ausbildung einer kraftschlüssigen gasdichten Verbindung mittels der Verbindungselemente in die Struktur einzuleiten sind, belasten den Zylinderkopf, insbesondere aber auch die Dichtung zwischen dem Zylinderkopf und dem Zylinderblock, erheblich.
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Andererseits müssen die Spannkräfte ausreichend groß sein, um unter allen Umständen, d. h. unter sämtlichen Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine eine gasdichte leckagefreie Abdichtung sicherzustellen.
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Die zwischen dem Zylinderblock und dem Zylinderkopf angeordnete Dichtung muss nicht nur bei einer kalten Brennkraftmaschine in befriedigender Weise abdichten, sondern auch bei einer aufgeheizten Brennkraftmaschine, bei der sich die einzelnen Motorkomponenten mehr oder weniger stark erwärmt und ausgedehnt haben. Regelmäßig dehnen sich der Zylinderblock und der mindestens eine Zylinderkopf infolge Wärmeeintrags thermisch stärker aus als die Verbindungselemente, wodurch sich die Spannkräfte in den Verbindungen während des Warmlaufens vergrößern bzw. sich mit zunehmender Betriebstemperatur weiter erhöhen.
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Zu berücksichtigen sind auch die unterschiedlichen Lastzustände der Brennkraftmaschine. Höhere Lasten bzw. höhere Zylinderdrücke und Spitzendrücke während der Verbrennung erfordern höhere Spannkräfte zur Gewährleistung einer gasdichten Verbindung von Zylinderkopf und Zylinderblock.
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In diesem Zusammenhang ist es von besonderer Relevanz, ob die Brennkraftmaschine eine aufgeladene Brennkraftmaschine ist. Bei aufgeladenen Brennkraftmaschinen wird die für den Verbrennungsprozess benötigte Luft verdichtet, wodurch jedem Zylinder pro Arbeitsspiel eine größere Luftmasse zugeführt werden kann. Dadurch können die Kraftstoffmasse und damit der Mitteldruck gesteigert werden. Die Zylinderdrücke im Allgemeinen und die Spitzendrücke während der Verbrennung im Besonderen sind deutlich höher als bei einem vergleichbaren Saugmotor.
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Erstrebenswert sind daher Maßnahmen, mit denen sich die mechanische Belastung der zwischen dem Zylinderblock und dem Zylinderkopf angeordneten Dichtung sinnvoll begrenzen bzw. verringern lässt.
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Vor dem Hintergrund des Gesagten ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bereitzustellen, bei der die mechanische Belastung der zwischen dem Zylinderblock und dem mindestens einen Zylinderkopf angeordneten Dichtung geringer ist bzw. verringert ist.
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Eine weitere Teilaufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Begrenzung und Verringerung der mechanischen Belastung der Dichtung einer derartigen Brennkraftmaschine aufzuzeigen.
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Gelöst wird die erste Teilaufgabe durch eine Brennkraftmaschine mit mindestens einem Zylinderkopf, der mindestens einen Zylinder aufweist und an einer Montageseite mit einem Zylinderblock unter Ausbildung von Spannkräften verbunden ist, bei der
- – zwischen dem Zylinderblock und dem mindestens einen Zylinderkopf eine Dichtung vorgesehen und eingespannt ist, und
- – in dem Zylinderblock und dem mindestens einen Zylinderkopf Bohrungen vorgesehen sind, wobei der mindestens eine Zylinderkopf und der Zylinderblock mittels Verbindungselementen miteinander verbunden sind, die mindestens ein Gewinde aufweisen und in die Bohrungen des mindestens einen Zylinderkopfes und des Zylinderblocks eingeführt und unter Ausbildung von Spannkräften verschraubt sind,
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und die dadurch gekennzeichnet ist, dass mindestens ein mehrteiliges Verbindungselement vorgesehen ist, bei dem ein Kopfteil des Verbindungselements via einer mit Hydraulikflüssigkeit gefüllten Druckkammer mit einem Schaft des Verbindungselements in kraftübertragender Weise gekoppelt ist, wobei
- – der Schaft an einem dem Kopfteil zugewandten Ende einen Steuerkolben aufweist, der in der Druckkammer translatorisch verschiebbar angeordnet und gelagert und stirnseitig von einem Druck der Hydraulikflüssigkeit druckbeaufschlagt ist, und
- – die Spannkraft zwischen dem Zylinderblock und dem mindestens einen Zylinderkopf unter Verwendung der Hydraulikflüssigkeit veränderbar ist.
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Erfindungsgemäß lässt sich die Spannkraft, welche mittels eines Verbindungselements in die Verbindung aus Zylinderkopf und Zylinderblock eingebracht wird, verändern bzw. gezielt einstellen und steuern. Hierzu wird ein mehrteiliges Verbindungselement eingesetzt und eine Hydraulikflüssigkeit verwendet. Das erfindungsgemäße Verbindungselement ist mehrteilig ausgebildet, d. h. modular ausgeführt, und umfasst mindestens zwei Teile, nämlich einen Kopf und einen Schaft.
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Das Kopfteil ist über eine Druckkammer als kraftübertragendes Zwischenelement mit dem Schaft gekoppelt und zwar in der Art, dass das den Zylinderkopf und den Zylinderblock verbindende Verbindungselement eine Spannkraft ausbilden und ausüben kann.
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Der Schaft verfügt über einen Steuerkolben, der in der Druckkammer translatorisch verschiebbar angeordnet ist und einseitig von Hydraulikflüssigkeit beaufschlagt ist. Die Hydraulikflüssigkeit benetzt den Steuerkolben und beaufschlagt diesen mit Druck. Erfindungsgemäß wird aber nicht mit einem Überdruck der Hydraulikflüssigkeit gearbeitet, d. h. nicht mit einem Druck oberhalb des Umgebungsdrucks bzw. Atmosphärendrucks, sondern nach dem Vakuumprinzip. Wird nämlich Hydraulikflüssigkeit aus der Druckkammer abgelassen, verschiebt dies den Steuerkolben in Richtung des Kopfteils und das Verbindungselement wird verkürzt bzw. unter Erhöhung der Spannkraft in der Verbindung gedehnt. Das Kopfteil ist gewissermaßen über die Hydraulikflüssigkeit kraftschlüssig mit dem Schaft verbunden.
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Die Spannkraft zwischen dem Zylinderblock und dem mindestens einen Zylinderkopf wird auf diese Weise unter Verwendung der Hydraulikflüssigkeit und mittels einer Variation des Hydraulikdrucks verändert.
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Die Spannkraft lässt sich somit bedarfsgerecht einstellen, d. h. steuern, bzw. in vorteilhafter Weise beeinflussen. Insbesondere lässt sich die Spannkraft an unterschiedliche Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine anpassen, so dass jederzeit eine gasdichte leckagefreie Abdichtung des mindestens einen Brennraums sichergestellt wird und gleichzeitig die mechanische Belastung der zwischen dem Zylinderblock und dem Zylinderkopf angeordneten Dichtung sinnvoll begrenzt bzw. verringert wird.
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Unterschiedlichen Lastzuständen der Brennkraftmaschine kann durch eine unterschiedlich große Spannkraft Rechnung getragen werden. Gleiches gilt für unterschiedliche Zylinderdrücke bzw. unterschiedliche Spitzendrücke während der Verbrennung. Letzteres ist besonders relevant für aufgeladene Brennkraftmaschinen, bei denen grundsätzlich ein höherer Mitteldruck vorliegt bzw. realisiert wird.
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Die Spannkraft im Verbindungselement bzw. in der Verbindung kann mittels Hydraulikflüssigkeit mit zunehmender Last erhöht und mit abnehmender Last verringert werden.
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Auch unterschiedliche Motortemperaturen können Berücksichtigung finden. Die Spannkraft kann beispielsweise mit zunehmender Motortemperatur verringert und mit abnehmender Motortemperatur erhöht werden. Damit kann dem Effekt Rechnung getragen werden, gemäß dem sich der Zylinderblock bzw. der Zylinderkopf bei Erwärmung thermisch stärker ausdehnt als ein Verbindungselement und sich die Spannkraft infolgedessen mit fortschreitendem Aufheizvorgang vergrößert, d. h. erhöht.
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Das erfindungsgemäße Vorsehen mindestens eines mehrteiligen Verbindungselements schafft die Möglichkeit, die zwischen dem Zylinderblock und dem Zylinderkopf angeordnete Dichtung mechanisch nur so stark und in dem Maße zu beanspruchen, wie dies erforderlich ist, um eine gasdichte leckagefreie Abdichtung des mindestens einen Brennraums zu gewährleisten.
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Mit der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine wird die erste der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe gelöst, nämlich eine Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bereitgestellt, bei der die mechanische Belastung der zwischen dem Zylinderblock und dem mindestens einen Zylinderkopf angeordneten Dichtung geringer ist bzw. verringert ist.
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Die Druckkammer ist im Volumen veränderbar. Vorzugsweise lässt sich die Druckkammer in Richtung der Längsachse des Verbindungselementes vergrößern bzw. verkleinern, d. h. verlängern bzw. verkürzen.
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Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Brennkraftmaschine werden im Zusammenhang mit den Unteransprüchen erörtert.
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Vorteilhaft sind Ausführungsformen der Brennkraftmaschine, bei denen die Hydraulikflüssigkeit Öl ist. Öl ist bei Brennkraftmaschinen regelmäßig eine von mehreren verwendeten Betriebsflüssigkeiten und damit bereits vorhanden. Zudem ist Öl im Gegensatz zu Wasser unbedenklich hinsichtlich einer schädlichen Korrosion.
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Vorteilhaft sind dabei Ausführungsformen der Brennkraftmaschine, bei denen die Hydraulikflüssigkeit Motoröl ist.
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Bei Brennkraftmaschinen mit einem Ölkreislauf sind in diesem Zusammenhang daher auch Ausführungsformen vorteilhaft, die dadurch gekennzeichnet sind, dass die Druckkammer mit dem Ölkreislauf der Brennkraftmaschine zumindest verbindbar ist. Dann kann der Ölkreislauf der Brennkraftmaschine der Versorgung der Druckkammer mit dem Öl dienen und eine im Kreislauf angeordnete Pumpe zur Bereitstellung des erforderlichen Öldrucks verwendet werden. Die vorgesehene Pumpe muss für einen ausreichend hohen Öldruck im Ölkreislauf bzw. ausreichend hohen Unterdruck zur Evakuierung der Druckkammer sorgen können.
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Zur Versorgung verschiedener Verbraucher mit Öl ist eine Brennkraftmaschine mit einer Ölpumpe ausgestattet. Die Pumpe versorgt via Versorgungsleitung unter Ausbildung eines Ölkreislaufs regelmäßig eine Hauptölgalerie, von der Kanäle zu den Lagern einer Kurbelwelle führen, mit Motoröl. Häufig bildet der Zylinderblock die obere Kurbelgehäusehälfte, die durch die als untere Kurbelgehäusehälfte dienende Ölwanne ergänzt wird.
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Vorteilhaft können auch Ausführungsformen der Brennkraftmaschine sein, bei denen die Druckkammer über einen eigenständigen Ölkreislauf verfügt, der vorzugsweise vom Ölkreislauf der Brennkraftmaschine separiert, d. h. getrennt ist.
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Vorteilhaft sind Ausführungsformen der Brennkraftmaschine, bei denen eine Versorgungsleitung in die Druckkammer mündet.
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Vorteilhaft sind in diesem Zusammenhang Ausführungsformen, bei denen in der Versorgungsleitung ein Absperrelement angeordnet ist.
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Die folgenden Ausführungsformen haben das mindestens eine mehrteilige Verbindungselement zum Gegenstand, das von ganz unterschiedlicher Gestalt sein kann und auf unterschiedliche Art verbaut werden kann.
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Vorteilhaft sind Ausführungsformen der Brennkraftmaschine, bei denen das Kopfteil des mindestens einen Verbindungselements eine Mutter ist.
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Vorteilhaft sind ebenfalls Ausführungsformen der Brennkraftmaschine, bei denen das Kopfteil des mindestens einen Verbindungselements ein Schraubenkopf ist.
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Der Schraubenkopf oder die Mutter können sich am Zylinderkopf, am Zylinderblock oder an den die Druckkammer begrenzenden Wandungen abstützen, um die Spannkraft aufzubauen und einzuleiten.
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Vorteilhaft sind Ausführungsformen der Brennkraftmaschine, bei denen der Schaft des mindestens einen Verbindungselements eine Gewindestange ist, die mindestens an einem Ende und mindestens abschnittsweise ein Gewinde aufweist.
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Vorteilhaft sind Ausführungsformen der Brennkraftmaschine, bei denen das mindestens eine Verbindungselement durch eine Bohrung des mindestens einen Zylinderkopfes hindurchführt und mit einem Gewinde im Zylinderblock unter Ausbildung von Spannkräften verschraubt ist.
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Vorteilhaft sind auch Ausführungsformen der Brennkraftmaschine, bei denen das mindestens eine Verbindungselement durch eine Bohrung des Zylinderblocks hindurchführt und mit einem Gewinde in dem mindestens einen Zylinderkopf unter Ausbildung von Spannkräften verschraubt ist.
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Vorteilhaft können darüber hinaus Ausführungsformen der Brennkraftmaschine sein, bei denen das mindestens eine Verbindungselement durch eine Bohrung des Zylinderblocks und eine Bohrung des mindestens einen Zylinderkopfs hindurchführt und unter Verwendung des mindestens einen Gewindes unter Ausbildung von Spannkräften verschraubt ist.
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Ist das mindestens eine Verbindungselement in der Art einer Gewindestange ausgebildet, kann dieses Verbindungselement an beiden Enden ein Gewinde aufweisen und unter Verwendung von aufgeschraubten Muttern die Spannkraft ausbilden.
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Ist das mindestens eine Verbindungselement in der Art einer Schraube ausgebildet, kann dieses Verbindungselement an einem Ende ein Gewinde aufweisen und unter Verwendung einer aufgeschraubten Mutter die Spannkraft ausbilden.
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Vorteilhaft können Ausführungsformen der Brennkraftmaschine sein, bei denen die Druckkammer zylinderkopfseitig angeordnet ist.
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Vorteilhaft können Ausführungsformen der Brennkraftmaschine sein, bei denen die Druckkammer im Zylinderkopf integriert ist.
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Die zweite Teilaufgabe, nämlich ein Verfahren zur Begrenzung und Verringerung der mechanischen Belastung der Dichtung einer Brennkraftmaschine einer vorstehend beschriebenen Art aufzuzeigen, wird gelöst durch ein Verfahren, bei dem die Spannkraft zwischen dem Zylinderblock und dem mindestens einen Zylinderkopf mittels einer Variation des Hydraulikdrucks der in der Druckkammer befindlichen Hydraulikflüssigkeit verändert wird.
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Das bereits für die erfindungsgemäße Brennkraftmaschine Gesagte gilt auch für das erfindungsgemäße Verfahren, weshalb an dieser Stelle im Allgemeinen Bezug genommen wird auf die hinsichtlich der Brennkraftmaschine gemachten Ausführungen.
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Die Hydraulikflüssigkeit benetzt den Steuerkolben und beaufschlagt diesen mit Druck. Erfindungsgemäß wird nach dem Vakuumprinzip mit der Hydraulikflüssigkeit gearbeitet. Wird nämlich zwecks Evakuierung der Druckkammer Hydraulikflüssigkeit aus der Druckkammer gefördert, um den Steuerkolben in Richtung des Kopfteils zu verschieben und den Schaft unter Erhöhung der Spannkraft in der Verbindung zu dehnen, wird zur Ausbildung eines evakuierenden Soges ein Unterdruck ausgebildet. Insofern wird die Spannkraft mittels einer Variation des Hydraulikdrucks der in der Druckkammer befindlichen Hydraulikflüssigkeit verändert.
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Vorteilhaft sind daher auch Verfahrensvarianten sein, bei denen die Spannkraft zwischen dem Zylinderblock und dem mindestens einen Zylinderkopf durch Absenken des Hydraulikdrucks der in der Druckkammer befindlichen Hydraulikflüssigkeit erhöht wird.
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Vorteilhaft können Verfahrensvarianten sein, bei denen die Spannkraft bei zunehmender Last der Brennkraftmaschine erhöht wird.
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Gemäß der vorstehenden Verfahrensvariante wird die Spannkraft bedarfsgerecht eingestellt, d. h. gesteuert. Vorliegend wird die Spannkraft an unterschiedliche Lasten der Brennkraftmaschine angepasst. Angestrebt wird eine Spannkraft, die genügend groß ist, um eine Abdichtung des mindestens einen Brennraums zu gewährleisten, aber die zwischen dem Zylinderblock und dem Zylinderkopf angeordnete Dichtung mechanisch nur in dem erforderlichen Mindestmaß belastet, d. h. begrenzt ist. Unterschiedliche Lasten der Brennkraftmaschine erfordern unterschiedlich große Spannkräfte.
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Vorteilhaft können auch Verfahrensvarianten sein, bei denen die Spannkraft mit zunehmender Motortemperatur verringert und mit abnehmender Motortemperatur erhöht wird. Damit wird der unterschiedlichen thermischen Ausdehnung der Motorbauteile Rechnung getragen.
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Vorteilhaft können ebenso Verfahrensvarianten sein, bei denen die Spannkraft mit zunehmender Motortemperatur erhöht und mit abnehmender Motortemperatur verringert wird. Dabei wird dem Zusammenhang bzw. der Korrelation zwischen Last und Motortemperatur Rechnung getragen. Eine hohe Motortemperatur wird dabei als Indiz für eine hohe Last angesehen und interpretiert.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels gemäß 1 näher beschrieben. Hierbei zeigt:
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1 schematisch ein mehrteiliges Verbindungselement einer ersten Ausführungsform der Brennkraftmaschine.
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1 zeigt schematisch ein mehrteiliges Verbindungselement 1 einer ersten Ausführungsform der Brennkraftmaschine zur Veranschaulichung des Arbeitsprinzips dieses mehrteiligen Verbindungselementes 1.
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Das dargestellte Verbindungselement 1 ist modular aufgebaut und umfasst ein Kopfteil 1a und einen Schaft 1b.
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Das Kopfteil 1a ist über eine Druckkammer 2 als Zwischenelement mit dem Schaft 1b verbunden bzw. gekoppelt. Der Schaft 1b verfügt über einen Steuerkolben 1c, der in der Druckkammer 2 translatorisch verschiebbar angeordnet ist und einseitig von Hydraulikflüssigkeit 3 beaufschlagt wird. Das vorliegend als Hydraulikflüssigkeit 3 verwendete Motoröl 3a benetzt den Steuerkolben 1c und beaufschlagt diesen Steuerkolben 1c mit Druck.
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Das Kopfteil 1a des Verbindungselementes 1 ist somit unter Verwendung von Motoröl 3a mit dem Schaft 1b des Verbindungselementes 1 kraftübertragend und kraftschlüssig verbunden. Es wird nach dem Vakuumprinzip gearbeitet. Die Spannkraft zwischen dem Zylinderblock und dem mindestens einen Zylinderkopf ist unter Verwendung des Öls 3a veränderbar.
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Wird nämlich Öl 3a via Versorgungsleitung 4 aus der Druckkammer 2 heraus gefördert, verschiebt dies den Steuerkolben 1c in Richtung des Kopfteils 1a und das Verbindungselement 1 wird unter Erhöhung der Spannkraft in der Verbindung gedehnt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Verbindungselement, mehrteiliges Verbindungselement
- 1a
- Kopfteil des Verbindungselements
- 1b
- Schaft des Verbindungselements
- 1c
- Steuerkolben
- 2
- Druckkammer
- 3
- Hydraulikflüssigkeit
- 3a
- Öl, Motoröl
- 4
- Versorgungsleitung, Anschluss zum Ölkreislauf