DE10303185B4

DE10303185B4 - Fluidkanalgehäusebaugruppe, Stopfen füe eine Fluidkanalgehäusebaugruppe und Verbrennungsmotor mit einer Fluidkanalgehäusebaugruppe

Info

Publication number: DE10303185B4
Application number: DE10303185A
Authority: DE
Inventors: Klaus Mack
Original assignee: Mann and Hummel GmbH
Current assignee: Mann and Hummel GmbH
Priority date: 2003-01-27
Filing date: 2003-01-27
Publication date: 2009-06-04
Anticipated expiration: 2023-01-28
Also published as: DE10303185A1

Abstract

Fluidkanalgehäusebaugruppe (2) mit wenigstens einem an einer Oberfläche der Fluidkanalgehäusebaugruppe (2) in einer Kanalöffnung (5, 6) austretenden Kanalabschnitt (3, 4), wobei in der Kanalöffnung (5, 6) ein Stopfen (7) vorgesehen ist, der mit einer gewindefurchenden Schraube (15) gesichert ist, wobei die Schraube (15) in einem Schraubenloch (12) der Fluidkanalgehäusebaugruppe (2) mit einem durch sie hergestellten Gewinde aufgenommen ist und wobei der Stopfen einen Deckelabschnitt (10) mit wenigstens einer Schraubenaufnahmeöffnung (11) aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Fluidkanalgehäusebaugruppe aus einem metallischen Gussmaterial mit wenigstens einem an einer Oberfläche der Fluidkanalgehäusebaugruppe in einer Kanalöffnung austretendem Kanalabschnitt. Sie betrifft weiter einen Stopfen für eine solche Fluidkanalgehäusebaugruppe und einen Verbrennungsmotor mit einer solchen Fluidkanalgehäusebaugruppe.
Solche Fluidkanalgehäusebaugruppen, bei denen ein Kanalabschnitt austritt, entstehen regelmäßig dann, wenn Kanäle mit einer komplizierten räumlichen Kanalstruktur in einer Gehäusebaugruppe vorgesehen werden müssen. Solche Kanäle entstehen beispielsweise bei Verbrennungsmotoren, wenn Ölkanäle oder Kühlflüssigkeitskanäle in einem Motorengehäuse geführt werden müssen, wenn nur wenig Platz für das Gehäuse zur Verfügung steht. Gerade bei aus metallischem Gussmaterial hergestellten Gehäusebaugruppen muss nämlich streng darauf geachtet werden, dass keine Hinterschneidungen entstehen, die einem Gussprozess abträglich sind. Hierzu wird im Stand der Technik in der Gussform ein beweglicher Kern vorgesehen, der über den Ort der späteren Gehäusewandung nach außen vorsteht. Solche Kerne sind aufwendig und teuer, wobei die dadurch im Gehäuse entstehende Öffnung wieder abgedichtet werden muss.
Aus der DE 697 32 654 T2 ist ein Verschluss für ein Rohr aus einer mit Dichtringen versehenen, gewindeformenden Schraube bekannt. Ein solcher Verschluss eignet sich allerdings nicht zum gleichzeitigen Verschließen von Kanalöffnungen einer Fluidkanalbaugruppe.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Fluidkanalgehäusebaugruppe bereitzustellen, bei der auch komplizierte Kanalführungen mit geringem Fertigungsaufwand bereitgestellt werden können und deren Kanalöffnungen nach der Herstellung mit besonders geringem Aufwand verschlossen werden können.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den jeweiligen abhängigen Ansprüchen.
Gemäß der Erfindung wird die nicht mehr benötigte Kanalöffnung mit einem Stopfen verschlossen, der mit wenigstens einer gewindefurchenden Schraube gegen Herausnahmen oder Herausfallen gesichert ist. Gemäß einem der Grundgedanken der Erfindung wird eine gewindefurchende Schraube zur Sicherung des Stopfens eingesetzt, die in eine Schraubenöffnung in der Fluidkanalgehäusebaugruppe eingeschraubt wird. Durch das Vorsehen einer solchen gewindefurchenden Schraube zur Sicherung des Stopfens ergibt sich eine besonders schnelle und dennoch zuverlässige Abdichtung der Kanalöffnung mit dem Stopfen, wobei dadurch auch größere Drücke in dem betreffenden verschlossenen Kanalabschnitt abgedichtet werden können. Eine wesentliche Kostenersparnis ergibt sich insbesondere dadurch, dass für die Schraube keine besonders angefertigten Gewindeabschnitte vorgesehen werden brauchen.
Der erfindungsgemäße Stopfen kann dabei so ausgebildet sein, dass gleichzeitig mehrere Kanalöffnungen verschlossen werden können. Hierzu kann der Stopfen mehrere Dichtbereiche aufweisen.
In einem Übergangsbereich zu der betreffenden Kanalöffnung ist der erfindungsgemäße Stopfen in einer besonders vorteilhaften Weiterbildung mit einem ölbeständigen oder flüssigkeitsbeständigen Dichtring versehen, der in einer Ringnut angeordnet ist. Anders als bei Stopfen, die in den Stopfen integrierte Dichtrippen oder Dichtlippen aufweisen, kann bei dieser Ausgestaltung der Erfindung durch eine geeignete Materialwahl für den Dichtring eine zuverlässige Abdichtung bereitgestellt werden, wobei im Falle einer Undichtigkeit der Dichtring leicht ausgewechselt werden kann. Der Dichtring ist dabei vorteilhafterweise mit einer Oberflächenbeschichtung versehen, die diesen unempfindlich gegen Verletzungen beispielsweise durch Sandkörner oder Grate macht. Wenn der Dichtring mit einer besonderen gleitfähigen Beschichtung versehen ist, dann wird zudem das Einsetzen des Stopfens in die Kanalöffnung erleichtert und die Dichtwirkung verbessert.
Bei geeigneter Ausbildung des Stopfens braucht der Kanalabschnitt in dem Übergangsbereich zu dem Stopfen keine besonders nachbearbeitete Oberfläche mehr aufzuweisen. Vielmehr reicht es auch, wenn der Übergangsbereich zu dem Stopfen eine Oberfläche aufweist, die im wesentlichen unmittelbar aus der Herstellung der Fluidkanalgehäusebaugruppe resultiert. So ist es beispielsweise möglich, eine Oberfläche vorzusehen, die unmittelbar aus dem Gussprozess zur Herstellung der Fluidkanalgehäusebaugruppe hervorgeht. Es ist auch möglich, einen Teil der Oberfläche des Kanalabschnitts mit einem besonderen Lack zu glätten, wobei dies dort ausreicht, wo der Stopfen mit der Oberfläche des Kanalabschnitts unmittelbar in Kontakt tritt. Ebenso ist es möglich, einfach die betreffenden Oberflächenabschnitte des Kanalabschnitts zu bürsten, damit wenigstens grobe Verunreinigungen aus dem Gussprozess der Fluidkanalgehäuse baugruppe entfernt werden. Es ist auch denkbar, den betreffenden Oberflächenabschnitt sandzustrahlen. Eine spanende Behandlung des Oberflächenabschnitts braucht jedoch nicht vorgesehen zu werden.
Auch das Schraubenloch für die erfindungsgemäß vorzusehende gewindefurchende Schraube braucht nicht besonders nachbearbeitet zu werden. Es kann ein Schraubenloch vorgesehen werden, wie es sich im wesentlichen unmittelbar aus der Herstellung der Fluidkanalgehäusebaugruppe ergibt, also durch eine Kernabschnittvertiefung.
Der erfindungsgemäße Stopfen wird vorzugsweise aus Kunststoff hergestellt. Es ist auch denkbar, Stopfen aus anderen Materialien und insbesondere aus einem Metall vorzusehen. Eine besonders günstige Herstellung ergibt sich dann, wenn der Stopfen aus Polyethylen, aus Polypropylen, aus Polyamid oder aus einem anderen thermoplastischem oder duroplastischem Polymer hergestellt wird. Abweichend davon ist es auch denkbar, den Stopfen als Druckgussteil beispielsweise aus Aluminium oder aus einer dafür geeigneten Legierung herzustellen.
Der erfindungsgemäße Stopfen weist eine in Einschieberichtung weisende Längsachse und einen Deckelabschnitt mit wenigstens einer Schraubenaufnahmeöffnung auf, in die die selbstschneidende bzw. gewindefurchende Schraube eingesteckt wird, so dass sie den Stopfen fixieren kann. Die Schraubenaufnahmeöffnung weist dabei vorteilhafterweise im wesentlichen parallel zu der Längsachse des Stopfens, wodurch eine zuverlässige Halterung des Stopfens gewährleistet ist.
Gemäß der Erfindung wird ein Verbrennungsmotor mit einer verbesserten Fluidkanalgehäusebaugruppe ausgerüstet, wobei diese als Ölfiltergehäuse oder als Kühlerkanalführung ausgebildet sein kann.
Gemäß der Erfindung wird ein Verschlussdeckel aus Kunststoff bereitgestellt, mit dessen Hilfe gleichzeitig zwei oder mehrere druckbelastete und fertiggegossene Bohrungen oder Öffnungen an Druckgussgehäusen verschlossen werden können. Der Deckel ist konstruktiv dabei so ausgebildet, dass auf der einen Seite zwei Zylinder in einem definierten Abstand parallel zueinander angeordnet sind. Auf beiden Zylindern befindet sich eine Nut für die Aufnahme eines O-Rings. Zur Sicherung des Deckels ist im Deckel eine Bohrung vorgesehen, durch die eine Schraube durchgesteckt wird. Der Deckel wird dadurch am Gehäuse arretiert, wobei eine verliersichere Halterung gewährleistet wird. Der Deckel kann durch den Betriebsdruck des Systems auch nicht herausgedrückt werden. Gemäß der Erfindung wird der Deckel mit einer gewindefurchenden Schraube befestigt, wobei die Bohrung zur Aufnahme der Schraube am Gehäuse fertig gegossen ist und nicht bearbeitet zu werden braucht. Mit einem erfindungsgemäßen Deckel können Bohrungen verschlossen werden, in denen unterschiedliche Medien fließen. Dabei ist es besonders vorteilhaft, eine größere Bohrung von Öl durchströmen zu lassen, wobei die kleinere Bohrung von Kühlmittel durchströmt wird.
Die Erfindung stellt eine einfache und zeitsparende Montage dar, wobei zwei oder mehrere Bohrungen gleichzeitig bei der Montage verschlossen werden können. Besonders vorteilhaft ist dabei, dass keine besondere mechanische Nachbearbeitung der Bohrungen zur Öffnung des Gehäuses notwendig sind. Ein aus Kunststoff hergestellter Deckel kann kostengünstig bereitgestellt werden. Die Erfindung kann selbstverständlich auch an Bauteilen angewendet werden, bei denen Bohrungen mechanisch nachbearbeitet werden.
Die Erfindung ist in der Zeichnung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.
1 zeigt eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Deckel bzw. Stopfen in einer Fluidkanalgehäusebaugruppe,
2 zeigt einen Querschnitt durch die Fluidkanalgehäusebaugruppe aus 1 und
3 zeigt einen weiteren Querschnitt durch die Fluidkanalgehäusebaugruppe aus 1 und 2.
Die Erfindung ist in den Figuren an einem wasserdurchströmten Ölfiltergehäuse 1 veranschaulicht. Von dem Ölfiltergehäuse 1 ist in den Figuren nur ein relevanter Fluidkanalgehäuseabschnitt 2 gezeigt, in dem ein Kühlwasserkanal 3 und ein Ölkanal 4 angeordnet sind. Wie man in 2 besonders gut sieht, verläuft der Kühlwasserkanal 3 und der Ölkanal 4 räumlich getrennt, was für den Fluidkanalgehäuseabschnitt 2 das Vorsehen eines Gusskerns erforderlich macht, wenn dieser aus einem Gusswerkstoff hergestellt werden soll. Der in dieser Darstellung nicht gezeigte Gusskern wird durch eine im Kühlwasserkanal 3 vorgesehene Kühlwasserkanalöffnung 5 und durch eine im Ölkanal 4 vorgesehene Ölkanalöffnung 6 nach dem Gussvorgang entnommen.
Die Kühlwasserkanalöffnung 5 und die Ölkanalöffnung 6 werden durch einen aus Kunststoff gefertigten Stopfen 7 verschlossen. Der Stopfen 7 gliedert sich in einen Ölkanalverschlusszylinder 8, in einen Kühlwasserkanalverschlusszylinder 9 sowie in eine Grundplatte mit einem Deckelabschnitt 10, die den Ölkanalver schlusszylinder 8 und den Kühlwasserkanalverschlusszylinder 9 miteinander verbindet.
In dem Deckelabschnitt 10 ist darüber hinaus eine Schraubenaufnahmeöffnung 11 vorgesehen, wie am besten in 3 zu sehen ist. Die Schraubenaufnahmeöffnung 11 befindet sich dabei über einem Schraubenloch 12 im Fluidkanalgehäuseabschnitt 2.
Zur dichten Verbindung des Ölkanalverschlusszylinders 8 und der Ölkanalöffnung 6 bzw. zwischen dem Kühlwasserkanalverschlusszylinder 9 und der Kühlwasserkanalöffnung 5 ist hier ein Dichtring 13 vorgesehen, der in je einer Dichtringnut 14 im Ölkanalverschlusszylinder 8 bzw. im Kühlwasserkanalverschlusszylinder 9 angeordnet ist.
Der Stopfen 7 ist mit einer gewindefurchenden Schraube 15, die am besten in 3 zu sehen ist, gegen Herausfallen aus dem Fluidkanalgehäuseabschnitt 2 gesichert.
Zur Herstellung des Ölfiltergehäuses 1 wird wie folgt vorgegangen. In einem ersten Herstellungsschritt wird das Fluidkanalgehäuse mit dem Fluidkanalgehäuseabschnitt 2 gefertigt, und zwar mit einem Gussverfahren. Nach dem Entfernen aller Gusskerne wird die Kühlwasserkanalöffnung 5 und die Ölkanalöffnung 6 grob von Schmutz gereinigt. Es kann auch ein Lackierschritt dieser Bereiche des Ölkanals 4 bzw. des Kühlwasserkanals 3 vorgesehen sein.
In einem parallelen Druckgussprozess wird der Stopfen 7 hergestellt, und zwar insbesondere aus Kunststoff. Danach werden die Dichtringe 13 in die Dichtringnuten 14 eingesetzt. Es kann der Schritt des Vorsehens von Gleitmittel im Bereich der Dichtringe 13 vorgesehen sein.
Der Stopfen 7 wird daraufhin in den Kühlwasserkanal 3 und in den Ölkanal 4 eingedrückt, so dass er wie in den Figuren gezeigt zu liegen kommt.
In einem abschließenden Montageschritt wird die gewindefurchende Schraube 15 in das Schraubenloch 12 eingedreht, bis sie wie in den Figuren gezeigt angeordnet ist.

1: Ölfiltergehäuse
2: Fluidkanalgehäuseabschnitt
3: Kühlwasserkanal
4: Ölkanal
5: Kühlwasserkanalöffnung
6: Ölkanalöffnung
7: Stopfen
8: Ölkanalverschlußzylinder
9: Kühlwasserkanalverschlußzylinder
10: Grundplatte
11: Schraubenaufnahmeöffnung
12: Schraubenloch
13: Dichtring
14: Dichtringnut
15: Schraube

Claims

Fluidkanalgehäusebaugruppe (2) mit wenigstens einem an einer Oberfläche der Fluidkanalgehäusebaugruppe (2) in einer Kanalöffnung (5, 6) austretenden Kanalabschnitt (3, 4), wobei in der Kanalöffnung (5, 6) ein Stopfen (7) vorgesehen ist, der mit einer gewindefurchenden Schraube (15) gesichert ist, wobei die Schraube (15) in einem Schraubenloch (12) der Fluidkanalgehäusebaugruppe (2) mit einem durch sie hergestellten Gewinde aufgenommen ist und wobei der Stopfen einen Deckelabschnitt (10) mit wenigstens einer Schraubenaufnahmeöffnung (11) aufweist.
Fluidkanalgehäusebaugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an der Oberfläche der Fluidkanalgehäusebaugruppe (2) ein in einer ersten Kanalöffnung (5) austretender erster Kanalabschnitt (3) und ein in einer zweiten Kanalöffnung (6) austretender zweiter Kanalabschnitt (4) vorgesehen sind, wobei der Stopfen (7) einen ersten Verschlusszylinder und einen zweiten Verschlusszylinder aufweist und sowohl die erste Kanalöffnung (5) als auch die zweite Kanalöffnung (6) verschließt.
Fluidkanalgehäusebaugruppe nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Stopfen (7) in einem Übergangsbereich zu der Kanalöffnung bzw. in Übergangsbereichen zu den Kanalöffnungen (5, 6) je einen in einer Dichtringnut (14) vorgesehenen Dichtring (13) aufweist.
Fluidkanalgehäusebaugruppe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtring (13) eine Oberflächenbeschichtung aufweist, die ihn vor Verletzungen schützt.
Fluidkanalgehäusebaugruppe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtring (13) eine gleitfähige Oberflächenbeschichtung aufweist.
Fluidkanalgehäusebaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanalabschnitt bzw. die Kanalabschnitte (5, 6) jeweils in einem Übergangsbereich zu dem Stopfen (7) eine Oberfläche aufweist, die im wesentlichen unmittelbar aus der Herstellung der Fluidkanalgehäusebaugruppe (2) resultiert und nicht nachbearbeitet ist.
Fluidkanalgehäusebaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche der übrigen Bereiche des Schraubenlochs (12), die nicht durch das Gewinde gebildet sind, im wesentlichen unmittelbar aus der Herstellung der Fluidkanalgehäusebaugruppe (2) resultiert und nicht nachbearbeitet ist.
Stopfen (7) zum Einschieben in wenigstens zwei Kanalöffnungen (5, 6) eines an einer Oberfläche einer Fluidkanalgehäusebaugruppe (2) austretenden Kanalabschnitts (3, 4), wobei der Stopfen (7) eine in Einschieberichtung weisende Längsachse und einen Deckelabschnitt (10) mit wenigstens einer Schraubenaufnahmeöffnung (11) aufweist, die im wesentlichen parallel zu der Längsachse des Stopfens (7) verläuft und wobei der Stopfen (7) mindestens einen ersten Verschlusszylinder und einen zweiten Verschlusszylinder aufweist, wobei der erste und der zweite Verschlusszylinder durch den Deckelabschnitt (10) miteinander verbunden sind.
Stopfen nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Stopfen (7) in einem Übergangsbereich zu der Kanalöffnung bzw. in Übergangsbereichen zu den Kanalöffnungen (5, 6) je einen in einer Dichtringnut (14) vorgesehenen Dichtring (13) aufweist.
Stopfen nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtring (13) eine Oberflächenbeschichtung aufweist, die ihn vor Verletzungen schützt.
Stopfen nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtring (13) eine gleitfähige Oberflächenbeschichtung aufweist.
Verbrennungsmotor mit einer als Ölfiltergehäuse und/oder als Kühlerkanalführung ausgebildeten Fluidkanalgehäusebaugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 7.