AT511074B1

AT511074B1 - Brennkraftmaschine mit zumindest einem hin- und hergehenden kolben

Info

Publication number: AT511074B1
Application number: AT9112011A
Authority: AT
Inventors: Helmut Dipl Ing Melde-Tuczai; Andreas Zurk; Christof Knollmayr; Gerd Blaindorfer
Original assignee: Avl List Gmbh
Priority date: 2011-06-22
Filing date: 2011-06-22
Publication date: 2012-09-15
Also published as: WO2012175290A1; CN103732884A; CN103732884B; AT511074A4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine (20) mit zumindest einem hin/ und her gehenden Kolben (21) zum Antrieb einer Kurbelwelle (23), mit zumindest einer mit der Kurbelwelle (23) antriebsverbundenen Massenausgleichswelle (2), mit zumindest einer Pumpe (1), insbesondere einer Ölpumpe, mit zumindest einem mit der Kurbelwelle (23) oder der Massenausgleichswelle (2) antriebsverbunden Rotor (8). Eine Teile sparende und kompakte Konstruktion kann erreicht werden, wenn die Pumpe (1) in eine zumindest ein Lager (24) für die Kurbelwelle (23) oder die Massenausgleichswelle (2) aufnehmende Struktur (27) integriert ist.

Description

österreichisches Patentamt AT 511 074 B1 2012-09-15

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit zumindest einem hin/und her gehenden Kolben zum Antrieb einer Kurbelwelle, mit zumindest einer mit der Kurbelwelle antriebsverbundenen Massenausgleichswelle, mit zumindest einer Pumpe, insbesondere einer Ölpumpe, mit zumindest einem mit der Kurbelwelle oder der Massenausgleichswelle antriebsverbunden Rotor, wobei die Pumpe in eine zumindest ein Lager für die Kurbelwelle oder die Massenausgleichswelle aufnehmende Struktur integriert ist.

[0002] Ölpumpen werden üblicherweise über Ketten- oder Zahnräder angetrieben. Oft werden sie von der Massenausgleichswelle angetrieben, wenn diese entweder im Kurbelgehäuse eingebaut ist, oder in einem eigenen Massenausgleichsgehäuse angeordnet ist.

[0003] Ein besonders einfacher Antrieb kann direkt von der Kurbelwelle erfolgen. In diesem Falle ist das vordere Ende der Kurbelwelle auf die Ölpumpe durchgesteckt. Das Gehäuse der Ölpumpe wird mit dem Dichtringträger kombiniert und trägt sehr oft den vorderen Teil des Ölwannenflansches.

[0004] Aus den Veröffentlichungen DE 10 2008 021 528 A1, EP 319 809 A1, EP 1 065 357 A2, EP 1 065 359 A2, US 5 497 747 A, JP 2 2012 642 A2 oder US 4 793 301 ist es bekannt, eine Ölpumpe einer Brennkraftmaschine durch eine Massenausgleichswelle anzutreiben. Die von der Massenausgleichswelle angetriebenen Ölpumpen haben üblicherweise ein eigenes Gehäuse.

[0005] Die US 6,189,499 B1 offenbart eine Ausgleichswelleneinrichtung für eine Brennkraftmaschine mit zwei Ausgleichswellen, welche über Zahnräder miteinander verbunden sind und durch eine Kurbelwelle angetrieben werden. Dabei ist ein Rotor einer Ölpumpe mit einer der beiden Ausgleichswellen antriebsverbunden. Die Ölpumpe ist in eine die Massenausgleichswellen tragende Struktur integriert.

[0006] Die DE 35 04 306 A1 beschreibt eine Ölpumpe für eine Brennkraftmaschine mit zwei einander umgebenden Pumpenrädern, wobei die Pumpenräder in einer stirnseitigen Vertiefung des rotierenden Antriebselementes für die Pumpe, beispielsweise eines Kurbelwellenzapfens gelagert sind. Das Außenrad der Pumpe ist drehfest mit dem Antriebselement verbunden, während das Innenrad der Pumpe drehbar auf einem Lagerzapfen an einer ortsfesten Abschlusswand des Pumpengehäuses gelagert ist.

[0007] In der DE 20 2006 003 027 U1 wird ein Ausgleichswellen- und Ölpumpen-Monoblock-modul mit integrierten Ausgleichswellen - und Ölpumpengetrieben für Otto- und Dieselbrennkraftmaschinen beschrieben, wobei dieses Modul aus einem Gehäuse mit drei Kammern besteht, in welchem zwei Ausgleichswellen angeordnet sind, die über Zahnräder miteinander verbunden sind. Ein Zahnrad einer Ausgleichswelle ist mit einer inneren Rotorachse der Ölpumpe drehverbunden.

[0008] Eine weitere Ausgleichswellenanordnung ist aus der EP 1 319 809 A1 bekannt, wobei ebenfalls ein Pumpenrad einer Ölpumpe mit einer Ausgleichswelle drehverbunden ist.

[0009] Weiters ist es bekannt, Ölpumpen in das Kurbelgehäuse zu integrieren. Derartige Ölpumpen benötigen einen eigenen Antrieb mittels Zahnrad- oder Kettenritzel.

[0010] Aufgabe der Erfindung ist es, auf möglichst einfache Weise eine Druckölversorgung bei einer Brennkraftmaschine sicher zu stellen.

[0011] Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass der Rotor auf der Massenausgleichswelle aufgepresst ist, wobei der Rotor ein Axiallager der Massenausgleichswelle ausbildet. Der Lagerstuhl kann dabei einstückig mit dem Kurbelgehäuse ausgebildet sein. Es ist aber auch möglich, den Lagerstuhl als separaten, mit dem Kurbelgehäuse lösbar verbundenen Teil auszuführen.

[0012] Das Gehäuse der Pumpe wird dabei zumindest überwiegend durch die Struktur gebildet. 1 15 österreichisches Patentamt AT511 074 B1 2012-09-15

Dabei kann vorgesehen sein, dass die Struktur eine Nische oder eine Ansenkung zur Aufnahme des zumindest einen Rotor der Pumpe ausbildet, wobei die Nische oder die Ansenkung durch einen Pumpendeckel abgeschlossen ist.

[0013] Die Pumpe kann durch eine Innenzahnradpumpe, oder aber auch durch eine Außenzahnradpumpe gebildet sein.

[0014] Dadurch, dass die Pumpe in die das Lager der Kurbelwelle oder der Massenausgleichswelle aufnehmende Struktur integriert ist, können Teile und Bauraum eingespart werden. Dies ermöglicht eine besonders kompakte und kostengünstige Fertigung.

[0015] Eine besonders einfache und Teile sparende Lösung lässt sich erzielen, wenn zumindest ein Saugkanal und/oder zumindest ein Druckkanal der Pumpe in die Struktur integriert ist. Dabei kann vorgesehen sein, dass der Druckkanal der Ölpumpe mit einem in eine Ölwanne der Brennkraftmaschine integrierten Ölfilter und/oder Ölkühler strömungsverbunden ist.

[0016] In weiterer Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass zumindest ein Druckregelventil in die das Lager für die Massenausgleichswelle aufnehmende Struktur integriert ist.

[0017] Der Vorteil der erfindungsgemäßen Ausführung besteht darin, dass kein zusätzlicher Antrieb der Ölpumpe und auch kein eigenes Gehäuse für die Ölpumpe erforderlich ist. Dadurch wird eine kompakte und kostengünstige Lösung erreicht.

[0018] Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren näher erläutert.

[0019] Es zeigen [0020] Fig. 1 eine erfindungsgemäße Brennkraftmaschine in einem Schnitt gemäß der Linie l-l in Fig. 2, [0021] Fig. 2 die Brennkraftmaschine in einer Seitenansicht, [0022] Fig. 3 die Brennkraftmaschine in einer Schrägansicht, [0023] Fig. 4 in einer Seitenansicht bei entferntem Pumpendeckel und [0024] Fig. 5 die Brennkraftmaschine in einer Untersicht.

[0025] Die in den Fig. 1 bis 5 dargestellte Brennkraftmaschine 20 weist Kolben 21 auf, welche über Pleuelstangen 22 eine im Kurbelgehäuse 29 gelagerte Kurbelwelle 23 antreiben. Weiters weist die Brennkraftmaschine 20 zumindest eine Massenausgleichswelle 2 auf, welche über Zahnräder 13, 14 mit der Kurbelwelle 23 antriebsverbunden ist. Die Massenausgleichswelle 2 ist über Lager 24, 25, 26 gelagert. Zumindest ein Lager 24 ist von einer Struktur 27 umgeben, welche durch einen Lagerbügel 5 und durch einen Lagerstuhl 6 gebildet ist. Der Lagerbügel 5 kann auch in einen nicht weiter dargestellten Leiterrahmen integriert sein. Der Lagerstuhl 6 kann einteilig mit dem Kurbelgehäuse 29 oder als separater Teil ausgebildet sein. Zur axialen Abstützung der Massenausgleichswelle 2 sind Schultern 30 vorgesehen.

[0026] An einem Ende der Massenausgleichswelle 2 ist der Rotor 8 einer Pumpe 1, welche im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Zahnradpumpe ausgeführt ist, auf die Massenausgleichswelle 2 aufgeschoben. Die Pumpe 1 kann beispielsweise eine Ölpumpe für Schmieröl, Hydrauliköl, oder dergleichen sein. Die Mitnahme des Rotors 8 der als Innenzahnradpumpe ausgeführten Pumpe 1 durch die Massenausgleichswelle 2 erfolgt entweder kraftschlüssig durch einen Presssitz des Rotors 8 auf der Massenausgleichswelle 2, oder formschlüssig mit einem zweiseitig abgeflachten Teil 3 der Massenausgleichswelle 2. Eine zylindrische Absenkung 4 im Lagerbügel 5 und im Lagerstuhl 6 nimmt sowohl den Außenrotor 7, als auch den Innenrotor 8 auf. Die beiden Rotoren 7, 8 werden vom Pumpendeckel 9 gehalten. Im Falle des Presssitzes des Rotors 8 auf der Massenausgleichswelle 2 entfallen die beiden Schultern 30 auf der Massenausgleichswelle 2 und das Axiallager wird vom Rotor 8 gebildet.

[0027] In der in Fig. 5 gezeigten Ansicht von unten sind eine Säugöffnung 10 und eine Drucköffnung 11 zu sehen. Von der Drucköffnung 11 wird das Öl über ein Dichtelement in die nicht weiter dargestellte Ölwanne der Brennkraftmaschine 20 zu externen Ölfilter und Ölkühler 2/5

Claims

österreichisches Patentamt AT 511 074 B1 2012-09-15 geleitet. Falls die Lagerbügel 5 zu einem Leiterrahmen zusammengeschlossen sind, kann das Öl aus der Pumpe 1 direkt über den Ölwannenflansch 28 in die Ölwanne und wieder zurück in das Kurbelgehäuse 29 geführt werden. [0028] In die Struktur 27 ist weiters ein in einer horizontalen Bohrung 12a angeordnetes Druckregelventil 12 angeordnet. Das Druckregelventil 12 lässt bei Erreichen des Regeldruckes das Fördermedium von der Druckseite auf die Saugseite der Pumpe 1 fließen. [0029] Die Struktur 27 übernimmt die Funktion des Gehäuses für die Pumpe 1. Dadurch, dass die Pumpe 1 in die Struktur 27 in einen Lagerbügel 5 und einen Lagerstuhl 6 integriert ist, kann auf ein separates Gehäuse für die Pumpe 1, sowie auf einen zusätzlichen Antrieb der Pumpe 1 verzichtet werden. Somit kann eine sehr kompakte und kostengünstige Lösung erzielt werden. Patentansprüche 1. Brennkraftmaschine (20) mit zumindest einem hin/und her gehenden Kolben (21) zum Antrieb einer Kurbelwelle (23), mit zumindest einer mit der Kurbelwelle (23) antriebsverbundenen Massenausgleichswelle (2), mit zumindest einer Pumpe (1), insbesondere einer Ölpumpe, mit zumindest einem mit der Kurbelwelle (23) oder der Massenausgleichswelle (2) antriebsverbunden Rotor (8), wobei die Pumpe (1) in eine zumindest ein Lager (24) für die Kurbelwelle (23) oder die Massenausgleichswelle (2) aufnehmende Struktur (27) integriert ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (8) auf der Massenausgleichswelle (2) aufgepresst ist, wobei der Rotor (8) ein Axiallager der Massenausgleichswelle (2) ausbildet.
2. Brennkraftmaschine (20) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Struktur (27) ein Lagerbügel (5) und/oder ein Lagerstuhl (6) und/oder ein Leiterrahmen ist.
3. Brennkraftmaschine (20) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Struktur (27) eine Mische oder eine Ansenkung (4) zur Aufnahme das zumindest einen Rotor (8) der Pumpe (1) ausbildet, wobei die Nische oder Ansenkung (4) durch einen Pumpendeckel (9) abgeschlossen ist.
4. Brennkraftmaschine (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse der Pumpe (1) durch die Struktur (27) gebildet ist.
5. Brennkraftmaschine (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe (1) durch eine Zahnradpumpe, vorzugsweise einer Innenzahnradpumpe gebildet ist.
6. Brennkraftmaschine (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Saugkanal und/oder zumindest ein Druckkanal der Pumpe (1) in die Struktur (27) integriert ist.
7. Brennkraftmaschine (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckkanal der Ölpumpe mit einem in eine Ölwanne der Brennkraftmaschine (20) integrierten Ölfilter und/oder Ölkühler strömungsverbunden ist.
8. Brennkraftmaschine (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Druckregelventil (12) in die Struktur (27) integriert ist, wobei vorzugsweise das Druckregelventil (12) in einer in die Struktur (27) eingeformten Bohrung (12a) angeordnet ist.
9. Brennkraftmaschine (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Struktur (27) durch das Kurbelgehäuse (29) der Brennkraftmaschine (20) gebildet ist. Hierzu 2 Blatt Zeichnungen 3/5