AT404975B - Lagerung der kurbelwelle eines v-motors - Google Patents

Description

AT 404 975 B

Die Erfindung handelt vom Motorblock eines V-Motors, bestehend aus zwei Zylinderbänken und einem Kurbelgehäuseoberteil, die ein einziges Gußstück bilden, wobei am Kurbelgehäuseoberteil ebene Paßflächen für den Anschluß der Lagerschilde vorgesehen sind, die die Lager der Kurbelwelle tragen.

Diese Ausbildung von V-Motoren ist die gebräuchliche und ist etwa in der EP 145393 A2 abgebildet, wobei dort der Block allerdings hängende Zylinderbänke aufweist, also auf den Kopf gestellt ist. Bei der gebräuchlichen Bauart von V-Motoren sind im Kurbelgehäuseoberteil obere Sättel für die Aufnahme der oberen Schalen der Kurbelwellenlager angeordnet und an diese sind untere Sättel für die Aufnahme der unteren Lagerschalen angeschraubt.

An dieser Anordnung ist nachteilig, daß Bearbeitungsvorgänge im Inneren des Kurbelgehäuseoberteiles bei größeren V-Winkeln (etwa ab 60 Grad) durch die oberen Sättel stark behindert und an den Zylinderwänden überhaupt unmöglich sind. Bei geringem Abstand der einzelnen Zylinder einer Bank werden dann nämlich die oberen Sättel von der gedachten Verlängerung der Zylinderwand geschnitten. Die Behinderung besteht auch dann, wenn die Seitenwände des Kurbelgehäuseoberteiles nicht hinuntergezogen sind, die Paßflächen somit den unteren Rand des Kurbelgehäuseoberteiles bilden.

Es ist daher Ziel der Erfindung, die tragenden Teile der Kurbelwellenlagerung so auszubilden, daß der Motorblock auch von unten zugänglich und bearbeitbar ist. Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, daß die Lagerschilde jeweils von einem Lagersattel und einer Lagerkappe gebildet werden, der Lagersattel an die Paßflächen des Kurbelgehäuseoberteiles anschließt und auf der den Zylinderbänken abgekehrten Seite der Kurbelwelle angeordnet ist, und die Lagerkappe sich auf der den Zylinderbänken zugekehrten Seite der Kurbelwelle befindet und mit dem Lagersattel verschraubt ist.

Bei der Bearbeitung des Blockes von unten sind nun keine oberen Lagersättel mehr vorhanden, die Bearbeitungswerkzeugen den Zugang erschweren könnten. Außerdem können dadurch Querrippen und andere Versteifungen im Inneren des Kurbelgehäuseoberteiles den statischen und dynamischen Erfordernissen entsprechend gestaltet werden.

Die Vorteile sind besonders groß, wenn in einer bevorzugten Ausführungsform die Zylinderbänke mit dem Zylinderkopf einstückig sind, es sich somit um einen Motor in Monoblock-Bauweise handelt. Bei dieser Bauweise muß die gesamte Zylinderlauffläche und die Ventilsitze und -Führungen von unten bearbeitet werden. Wenn dann noch die Paßflächen in einer horizontalen und zur Kurbelwellenachse parallelen Ebene liegen und um mindestens 1,2 mal der halben Zylinderbohrung von der Kurbelwellenachse entfernt sind (Anspruch 2), können sogar besonders anspruchsvolle Werkzeuge mit hoher Präzision unbehindert von Lagerbrücken oder der in den Paßflächen endenden Seitenwände eingeführt werden, weil die Paßflächen weit genug von der Kurbelwellenachse entfernt sind. Solche Werkzeuge sind zum Beispiel Läppköpfe, deren Durchmesser gleich dem der Zylinderbohrung ist, oder sehr tief eindringende Werkzeuge zur Bearbeitung der Ventilsitze und Ventilführungen, die zum Erreichen der erforderlichen Präzision eine möglichst steife Einspannung brauchen. Diese erfordert Spannfutter großen Durchmessers, die möglichst tief in das Kurbelgehäuseoberteil eingeführt werden, um den Werkzeugschaft kurz halten zu können. Durch die weit auseinanderliegenden Paßflächen besteht auch für diese noch genug Freigang.

Die Horizontalebene mit den Paßflächen kann in eine derartige Höhe gelegt sein, daß sie die Kurbelwellenachse enthält (Anspruch 3), oder in einer weitergebildeten Ausführungsform so, daß sie über der Kurbelwellenachse liegt (Anspruch 4). Dadurch rückt deren Rand noch weiter von der Verlängerung der Zyiinderwände ab und die Zugänglichkeit wird weiter verbessert, beziehungsweise es werden noch größere V-Winkel realisierbar.

In einer vorteilhaften Ausführungsform hat der Motorblock Querrippen im Kurbelgehäuseoberteil, sind die Paßflächen in der Nähe des Überganges von den Querrippen zum Kurbelgehäuseoberteil ausgebildet und weisen Gewindebohrungen zum Anschrauben des Lagersattels auf (Anspruch 5). Dadurch ist der Sattel an den steifsten Stellen des Motorblockes angeschraubt und kann großzügig dimensioniert werden, sodaß er selbst auch sehr steif ist. Außerdem besteht dadurch Freiheit in der Gestaltung der Querrippen, die auch der Zugänglichkeit zugute kommt.

Es liegt weiters im Rahmen der Erfindung, die Gewindebohrungen im Kurbelgehäuseoberteil und entsprechende Bohrungen der Lagersättel in ihrem an die Paßflächen anschließenden Bereich als Paßbohrungen auszubilden, die gemeinsam je eine Paßhülse aufnehmen (Anspruch 6). Das ermöglicht eine besonders einfache und paßgenaue Bearbeitung der Paßflächen, ohne weitere ebene Paßflächen im rechten Winkel zu den bereits vorhandenen.

Ein vorteilhaftes Detail besteht darin, daß die Lagerkappen weitere Gewindebohrungen aufweisen, in die die Lagersättel durchsetzende Bolzen eingreifen (Anspruch 7). Diese Bolzen sind somit von unten zugänglich, was Montage und Demontage erleichtert.

Auch hier werden mit demselben« Vorteil die weiteren Gewindebohrungen in den Lagerkappen und entsprechende weitere Bohrungen der Lagersättel an den aneinander anschließend Enden als weitere 2

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Paßbohrungen ausgebildet, die gemeinsam je eine weitere Paßhülse aufnehmen (Anspruch 8).

Die Lagerschilde können einzeln am Motorblock angeschraubt sein. Es liegt aber auch im Rahmen der Erfindung, die Lagersättel mehrerer Kurbelwellenlager miteinander zu verbinden, sodaß sie eine längsliegende Lagerbrücke bilden (Anspruch 9). Auf diese Weise kann wenn nötig der gesamte Motorblock weiter versteift werden.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles beschrieben und erläutert. Es stellen dar:

Fig.1: Einen Vertikalschnitt im rechten Winkel zur Kurbelwelle,

Fig.2: Eine Ansicht von unten gemäß Pfeil II,

In Fig.1 ist das Kurbelgehäuseoberteil eines Motorblocks mit 1 bezeichnet, die beiden Zylinderbänke mit 2,3 und die Kurbelwelle mit 4. Jede Zylinderbank 2,3 besteht aus einer Anzahl innerer Zylinderwände 5 und einer äußeren Zylinderwand 6, welche die Außenwand der Zylinderbank bildet und einen Kühlwasserraum umschließt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel handelt es sich um einen Motor, dessen Zylinderköpfe 7 mit den Zylinder einstückig ausgebildet sind, also in Monoblock-Bauweise. An den Kurbelgehäuseoberteil schließt unten eine Anzahl von Lagerschilden 8 an, die Kurbelwellenlager 9 tragen.

Der Kurbelgehäuseoberteil 1 besteht aus einer oberen Wand 10 und Seitenwänden. 11, die an die Zylinderwände 5,6 anschließen, aus nicht dargestellten Stirnwänden, und es enthält Querwände 12, in der Regel je eine zwischen zwei benachbarten Zylindern, deren durch die Versetzung korrespondierender Zylinder der beiden Bänke bedingter versetzter Verlauf in Figur 2 erkennbar ist. Diese Querwände 12 bilden in der Gegend ihres Überganges zu den Seitenwänden 11 Verdickungen 13, die in Paßflächen 15 enden. Die Paßflächen 15 befinden sich in einer die Achse der Kurbelwelle 4 enthaltenden horizontalen Ebene. Es ist aber auch möglich, sie in einer über der Achse der Kurbelwelle 4 liegenden Ebene auszubilden (15'). Die zwischen den Verdickungen 13 auf beiden Seiten liegende Querwand 12 endet mit einer inneren Kontur 14.

Der für die Bearbeitung der Zylinderbänke von innen wichtige Abstand der inneren Begrenzung der Fläche 15 von der Achse der Kurbelwelle 4 ist mit 16 bezeichnet. Er soll mindestens 1,2 mal der halben Zylinderbohrung 17 betragen, bei größeren V-Winkeln mehr als bei kleineren.

An die Paßfläche 15 schließt jeweils ein Lagersattel 20 an, dessen Umriß im wesentlichen halbkreisförmig ist und dessen im Detail nicht erkennbarer Querschnitt ein möglichst großes Widerstandsmoment aufweist. Dieser Lagersattel 20 unterfaßt die Kurbelwelle 4, mit anderen Worten er ist auf der den Zylinderbänken abgewandten Seite der Kurbelwelle 4 angeordnet. Er verfügt über Anschlußflächen 21, die an den Paßflächen 15 anliegen. Zur Verbindung sind Gewindebolzen 22 vorgesehen, die den Lagersattel 20 in Bohrungen 23 durchsetzen und in Gewindebohrungen 24 in der Verdickung 13 eingeschraubt sind. Dabei ist zu beachten, daß diese Bohrungen nicht tiefer als nötig in die Verdickungen eingebohrt sein sollen. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind drei derartige Gewindebolzen 22 auf jeder Seite vorgesehen, um der Befestigung auch die erforderliche Kippsteifigkeit zu geben. Zur exakten Positionierung sind sowohl die Bohrungen 23 als auch die Gewindebohrungen 24 anschließend an die Paßflächen 15 bzw. 15' als Paßbohrungen 25 ausgebildet, in die Paßhülsen 26 eingelegt sind. Die Paßhülsen verhindern ein Verschieben der Anschlußflächen 21 gegenüber der Paßfläche 15.

Auf dem gewissermaßen am Kurbelgehäuseoberteil hängenden Lagersattel 20 ist eine Lagerkappe 30 befestigt, die die Kurbelwelle 4 übergreift. Dazu sind auch wieder die im einzelnen nicht bezeichneten Paßflächen vorgesehen. Sie können identisch mit der Paßfläche 15 sein, was eine besonders einfache Bearbeitung ergibt. Zur Befestigung dieser Lagerkappe wird von unten, durch eine weitere Bohrung 32 im Lagersattel 20 hindurch ein Gewindebolzen in eine weitere Gewindebohrung 31 der Lagerkappe 30 eingeschraubt. Auch hier sind wieder Paßbohrungen 34 und Paßhülsen 35 vorgesehen:

Anhand der Figur 1 kann man sich vergegenwärtigen, daß ein Bearbeitungswerkzeug an der im Abstand 16 von der Achse der Kurbelwelle 4 entfernt liegenden inneren Begrenzung der Paßfläche 15 vorbei von innen an die im Bild linke Zylinderbank herangeführt werden kann, es ist sogar noch Platz für ein sehr großes Werkzeugfutter. Die Werkzeuge sind nicht eingezeichnet. Erst nach der Bearbeitung der inneren Zylinderwände 5 und der Paßflächen 15 werden ja die Lagerschilde 8 eingesetzt. Die Lagerschilde 8 selbst können vor dem Einbau der Kurbelwelle an dieser befestigt werden. Jedenfalls erlaubt es die Zugänglichkeit der Gewindebolzen 33 von unten auch nach Montage der Lagerschilde 8 noch, die Lager 30 zu lösen oder zu verstellen. Das erweist sich als besonders praktisch, wenn die Lagersättel 20 in Längsrichtung durch Brückenglieder miteinander verbunden sind und so eine Lagerbrücke bilden. 3

Claims (9)

1. AT 404 975 B Patentansprüche 1. Motorblock eines V-Motors, bestehend aus zwei Zylinderbänken (2,3) und einem Kurbelgehäuseoberteil (1), die ein einziges Gußstück bilden, wobei am Kurbelgehäuseoberteil ebene Paßflächen (15) für den s Anschluß der Lagerschilde (8) vorgesehen sind, die die Lager (9) der Kurbelwelle (4) tragen, dadurch gekennzeichnet, daß a) die Lagerschilde (8) jeweils von einem Lagersattel (20) und einer Lagerkappe (30) gebildet werden, b) der Lagersattel (20) an die Paßflächen (15,15') des Kurbelgehäuseoberteiles (1) anschließt und io auf der den Zylinderbänken (2,3) abgekehrten Seite der Kurbelwelle (4) angeordnet ist, c) die Lagerkappe (30) sich auf der den Zylinderbänken (2,3) zugekehrten Seite der Kurbelwelle (4) befindet und mit dem Lagersattel (20) verschraubt ist.
2. 2. Motorblock nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderbänke (2,3) mit ihrem i5 Zylinderkopf (7) einstückig sind, und daß die Paßflächen (15,15') in einer horizontalen und zur Achse der Kurbelwelle (4) parallelen Ebene liegen um mindestens 1,2 mal der der halben Zylinderbohrung (17) von der Kurbelwellenachse entfernt sind.
3. 3. Motorblock nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Paßfläche (15) in einer Horizontal-20 ebene liegt, die die Kurbelwellenachse enthält.
4. 4. Motorblock nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Paßfläche (15') in einer über der Kurbeiwellenachse angeordneten Horizontalebene liegt.
5. 5. Motorblock nach Anspruch 2 mit Querrippen im Kurbelgehäuseoberteil, dadurch gekennzeichnet, daß die Paßflächen (15,15') in der Gegend (13) des Überganges von den Querwänden (12) zum Kurbelgehäuseoberteil (1) ausgebildet sind und Gewindebohrungen (24) zum Anschrauben des Lagersattels (20) aufweisen.
6. 6. Motorblock nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindebohrungen (24) im Kurbel gehäuseoberteil und entsprechende Bohrungen (23) der Lagersättel (20) an die Paßflächen (15,15') anschließend als Paßbohrungen (25) ausgebildet sind, die gemeinsam je eine Paßhülse (26) aufnehmen.
7. 7. Motorblock nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerkappen (30) weitere Gewindebohrungen (31) aufweisen, in die die Lagersättel (20) durchsetzende Bolzen (33) eingreifen.
8. 8. Motorblock nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die weiteren Gewindebohrungen (31) in den Lagerkappen (30) und entsprechende weitere Bohrungen (32) der Lagersättel (20) an den 40 aneinander anschließenden Enden als weitere Paßbohrungen (34) ausgebildet sind, die gemeinsam je eine weitere Paßhülse (35) aufnehmen.
9. 9. Motorblock nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagersättel (8) mehrerer Kurbelwellenlager miteinander in Längsrichtung verbunden sind und so eine Lagerbrücke bilden. 45 Hiezu 2 Blatt Zeichnungen 50 4 55