AT511082A4 - Brennkraftmaschine mit zumindest einem zylinder - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine (1) mit zumindest einem Zylinder (6) mit einem hin- und hergehenden Kolben (7), mit einem Kurbelgehäuse (2), in welchem eine Kurbelwelle (9) sowie zumindest eine durch die Kurbelwelle (9) angetriebene Ausgleichswelle (10) gelagert ist, wobei das Kurbelgehäuse (2) zumindest eine in einer Anschlussebene (y) angeordnete Anschlussfläche (12) zum Anschluss einer Ölwanne (13) aufweist. Um auf eine einfache Fertigung und Montage zu ermöglichen ist vorgesehen, dass die Drehachsen (9a, 10a) der Kurbelwelle (9) und/oder der Ausgleichswelle (10) von der Anschlussebene (y) beabstandet ist.
Description
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Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit zumindest einem Zylinder mit einem hin- und hergehenden Kolben, mit einem Kurbelgehäuse, in welchem eine Kurbelwelle sowie zumindest eine durch die Kurbelwelle angetriebene Ausgleichswelle gelagert ist, wobei das Kurbelgehäuse zumindest eine in einer Anschlussebene angeordnete Anschlussfläche zum Anschluss einer Ölwanne aufweist.
Aus der US 4,984,539 A ist eine Brennkraftmaschine mit einem Zylinder bekannt, in welchem ein hin- und hergehender Kolben angeordnet ist, welcher auf eine in einem Kurbelgehäuse gelagerte Kurbelwelle einwirkt. Im Kurbelgehäuse ist weiters eine durch die Kurbelwelle angetriebene Ausgleichswelle gelagert. Kurbelwelle und Ausgleichswelle weisen geteilte Lagerungen auf, wobei die Teilungsebenen der Lagerungen in einer Anschlussebene des Kurbelgehäuses für eine Kurbelgehäuseabdeckung oder eine Ölwanne angeordnet ist.
Monoblock-Brennkraftmaschinen, bei denen Zylinderkopf und Zylinderblock einteilig ausgeführt sind, werden oft getrennt vom Kurbelgehäuse ausgeführt, um eine einfache Zugänglichkeit der Zylinderbohrungen von der Kurbelwellenseite her zu ermöglichen, ohne das Lagerstellen zwischen den Zylinderbohrungen die Bearbeitung der Zylinder behindern. Dadurch wird vielfach eine Teilung zwischen dem Monoblock und dem Kurbelgehäuse unvermeidbar, wodurch sich eine erhöhter Aufwand für die Bearbeitung, für Dichtungsmaßnahmen und für Verschraubungen ergibt.
Es sind aber auch andere Lösungen bekannt. So wird in der DE 28 51 179 Al eine Hubkolben-Brennkraftmaschine gezeigt, bei der Zylinderkopf und Kurbelgehäuse in einem Stück ausgebildet sind, wobei zwischen den Bohrungen Lagerstellen für die Kurbelwellen ausgebildet sind. Um eine Bearbeitung der Zylinderbohrungen zu ermöglichen, sind die Zylinder relativ weit von einander in axialer Richtung beabstandet, so dass die axiale Erstreckung der Hauptlager maximal den Abständen zwischen zwei benachbarten Zylinderbohrungen entspricht.
Die DE 31 23 527 Al beschreibt eine Hubkolben-Brennkraftmaschine mit einem einstückigen Gussgehäuse mit Kurbelwellenlagerung, Zylindern, sowie obenliegender Ventilsteuerung. Die Teilungsebene der Kurbelwellenlager ist dabei in der Anschlussebene für eine an das Kurbelgehäuse anschließende Olwanne angeordnet. Die Bearbeitung der Zylinderbohrungen ist relativ aufwendig.
Aus der JP 2006-299 959 A ist eine Einzylinder-Hubkolbenbrennkraftmaschine bekannt, bei der Zylinderkopf, Zylinderblock und ein Teil des Kurbelgehäuses einteilig ausgeführt ist. An diesen Monoblock schließt ein Gehäuse-Unterteil an, wobei die Kurbelwelle und eine durch die Kurbelwelle betätigte unterliegende Nockenwelle im Kurbelgehäuse gelagert ist. Die Drehachsen der Kurbelwelle und der Nockenwelle liegen dabei in der Teilungsebene zwischen dem Kurbelgehäuse und der Kurbelgehäuseabdeckung. Ähnliche Brennkraftmaschinen sind aus der US 5,143,033 A oder der US 7,055,485 Bl bekannt.
Aufgabe der Erfindung ist es, bei einer Brennkraftmaschine der eingangs genannten Art den Bearbeitungs-und Fertigungsaufwand zu minimieren.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass die Drehachse der Kurbelwelle und / oder der Ausgleichswelle von der Anschlussebene beabstandet ist, wobei vorzugsweise die Drehachsen der Kurbelwelle und der Ausgleichswelle eine Ebene parallel zur Anschlussebene aufspannen. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Lagerung der Kurbelwelle an den stirnseitigen Außenwänden der Kurbelgehäuses erfolgt. Zwischen zwei benachbarten Zylindern ist - bei niedrigen Zylinderdrücken -keine Lagerung der Kurbelwelle erforderlich.
Die Lagerungen der Ausgleichswelie sind bevorzugt ebenfalls im Bereich der stirnseitigen Außenwände des Kurbelgehäuses angeordnet. Zusätzlich kann aber auch eine mittige Lagerung im Bereich einer Lagerzwischenwand des Kurbelgehäuses, vorzugsweise im Bereich einer zwischen den beiden Zylindern verlaufenden Normalebene auf die Drehachse der Kurbelwelle, angeordnet sein.
In einer bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung ist vorgesehen, dass zumindest ein Lager der Kurbelwelle und/oder der Ausgleichswelle ungeteilt ausgeführt ist. Die Kurbelwelle kann dabei aus mehreren Teilen, nämlich einem Hauptwellenteil und daran anschließenden Lagerzapfenteilen bestehen, wobei die Lagerzapfen an den Enden des Mittelteiles der Kurbelwelle angeschraubt sind. Die Länge des Hauptwellenteiles der Kurbelwelle entspricht dabei maximal der inneren axialen Erstreckung des Kurbelgehäuses, sodass der Hauptwellenteil in das Kurbelgehäuse eingesetzt werden kann. Danach werden die Lagerzapfen von « * * » * « · 4
beiden Stirnseiten in die als Tunnellager ausgebildeten Kurbelwellenlager eingesetzt und an den Hauptwellenteil angeschraubt.
Alternativ zu ungeteilten Lagern kann auch vorgesehen sein, dass zumindest ein Lager der Kurbelwelle und/oder der Ausgleichswelle geteilt ausgebildet ist, wobei die Teilungsebene des Lagers von der Anschlussebene beabstandet ist. Nach Einsetzen der Kurbelwelle und der Ausgleichswelle werden dabei Lagerbügel am Kurbelgehäuse angeschraubt. Dabei können jeweils für ein Lager der Kurbelwelle und ein benachbartes Lager der Ausgleichswelle ein gemeinsamer Lagerbügel eingesetzt werden.
Die Erfindung eignet sich besonders für Brennkraftmaschinen, bei denen das Kurbelgehäuse, der Zylinderblock und der Zyiinderkopf einteilig ausgeführt sind, insbesonders mit zwei nebeneinander angeordneten Zylindern. Um eine einfache Fertigung zu ermöglichen, ist es Vorteilhaft, wenn die Anschlussflächen für die Ölwanne in einer einzigen Anschlussebene angeordnet sind.
Die Erfindung wird in folgenden Anhand der Figuren nähe erläutert.
Es zeigen Fig. 1 eine erfindungsgemäße Brennkraftmaschine in einer stirnseitigen Ansicht, Fig. 2 diese Brennkraftmaschine in einem Schnitt gemäß der Linie II - II Fig. 3, Fig. 3 diese Brennkraftmaschine in einem Schnitt gemäß einer Linie III-III in Fig. 2, Fig. 4 die Brennkraftmaschine in einer Untersicht, bei entfernter Ölwanne, Fig. 5 die Brennkraftmaschine in einer isometrischen Ansicht im Schnitt analog zu Fig. 3, Fig. 6 eine erfindungsgemäße Brennkraftmaschine in einer zweiten Ausführungsvariante mit Lagerbügeln in einer stirnseitigen Ansicht, Fig. 7 die Brennkraftmaschine in einer Untersicht, bei entfernter Ölwanne und Fig. 8 die Brennkraftmaschine in einem Schnitt gemäß der Linie VIII - VIII in Fig. 6.
Funktionsgleiche Teile sind mit gleichem Bezugszeichen versehen.
Die in den Fig. 1 bis 5 dargestellte Brennkraftmaschine 1 weist ein Kurbelgehäuse 2 auf, welches einteilig mit einem Zylinderblock 3 und einem Zylinderkopf 4 ausgebildet ist. Details des Zylinderkopfes 4 sind nicht dargestellt. Im Zylinderblock 3 sind durch Zylinderbuchsen 5 gebildete Zylinder 6 für hin- und hergehende Kolben 7 angeordnet, welche über Pleuelstangen 8 auf eine im Kurbelgehäuse 2 gelagerte Kurbeiwelle 9 einwirken. * * ** I I · * · »<t Μ * » * ♦ * I t t * ****** *i I * ****** I 1 * · ******* t · * ' 1 1 * 4* * t » I » t f · *
* Kurbelgehäuse 2, Zylinderblock 3 und Zylinderkopf 4 sind als Monoblock M ausgebildet.
Im Kurbelgehäuse 2 ist weiters eine Ausgleichswelle 10 gelagert, welche durch ein Antriebsrad 11 der Kurbelwelle 9 angetrieben wird.
Das Kurbelgehäuse 2 weist an der Unterseite eine Anschlussfläche 12 für eine Ölwanne 13 auf, wobei die Anschlussfläche 12 in einer Anschlussebene γ normal auf die Zylinderachse 5a angeordnet ist. Die Drehachsen 9a der Kurbelwelle 9 und 10a der Ausgleichswelle 10 spannen eine Ebene ε auf, welche von der Anschlussebene γ beabstandet ist, wobei der Abstand mit a bezeichnet ist. Die Ebene ε ist dabei zwischen der Anschlussebene γ und dem Zylinder 5 angeordnet.
Die Kurbelwelle 9 ist in zwei Lagern 14, 15 an den stirnseitigen Außenwänden 2a, 2b gelagert, wobei die Kurbelwelle 9 gebaut ausgeführt ist und aus einem mittleren Hauptweilenteil 15, sowie zwei Lagerzapfen 17, 18 besteht welche am mittleren Hauptwellenteil 16 über Schrauben 19 befestigt sind.
Der mittlere Hauptwellenteil 16 der Kurbelwelle 9 ist dabei so kurz ausgeführt, dass er von unten, also von der Seite der noch nicht montierten Ölwanne 13 in den Monoblock M eingelegt werden kann. Der hintere Lagerzapfen 17 und der vordere Lagerzapfen 18 werden von außen durch die stirnseitigen Außenwänden 2a, 2b des Monoblocks M eingesetzt und mit dem mittleren Hauptwellenteil 16 der Kurbelwelle 9 über die Schraube 19 verschraubt. Der vordere Lagerzapfen 18 kann dabei mit einer Riemenscheibe für den Antrieb von Hilfsmaschinen und der hintere Lagerzapfen 17 mit einem Schwungrad einteilig ausgeführt sein. Die Lagerzapfen 17, 18 sind in - in den Außenwänden eingepresste - Lagerbüchsen 14a, 15a gelagert.
Die Ausgleichswelle 10 kann mit drei Lagern 20, 21, 22 gelagert ausgeführt sein. Die äußeren Lager 20, 22 sind dabei in den stirnseitigen Außenwänden 2a, 2b des Kurbelgehäuses 2 angeordnet. Das mittlerer Lager 21 ist in einer Lagerzwischenwand 23 positioniert, welches im Bereich einer zwischen den beiden Zylindern 5 verlaufenden Normalebene η auf die Drehachse 9 oder Kurbelwelle 9 angeordnet ist. Die Lager 20, 21, 22 der Ausgleichswelle 10 sind - wie die Lager 17, 18 der Kurbelwelle 9 - als Tunnellager ausgebildet. Die Ausgleichswelle 10 wird als glatte Welle von außen in den Monoblock M eingeschoben und die • · · · I I · * · · * * « ··♦** t * · · ··♦♦#- «Γ i * • ·· · » · *J * ··♦·*·· ·»· «v « « V * * * 4 · * « * * · * Ausgleichsgewichte 24, 25 dabei auf der Ausgleichswelle 10 aufgefädelt. Diese
Ausgleichsgewichte 24, 25 werden nach Einschieben der Ausgleichswelle 10 in die Lager 20, 21, 22 mit jeweils zwei nicht weiter dargestellten Schrauben von der dem Ausgleichsgewicht 24, 25 gegenüberliegenden Seite aus an der Ausgleichswelle 10 befestigt. Die Abdichtung der Ausgleichswelle 10 nach außen erfolgt über konventionelle, hier nicht weiter dargestellte Wellendichtringe oder -deckel -separate Dichtringträger sind nicht erforderlich.
Der Vorteil der in den Fig. 1 bis 5 gezeigten Ausführung liegt darin, dass eine einfache Bearbeitung des Monoblocks M möglich ist und dass eine äußerst geringe Teileanzahl realisiert werden kann.
Die Fig. 6 bis 8 zeigen eine weitere Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine 1 mit einem Monoblock M, welcher Kurbelgehäuse 2, Zylinderblock 3 und Zylinderkopf 4 ausbildet.
Wie in den Fig. 1 bis 5, sind auch hier im Kurbelgehäuse 2 eine Kurbelwelle 9 und eine Ausgleichswelle 10 gelagert. Zum Unterschied zu ersten Ausführungsvariante sind hier jedoch die Lager 14, 15 der Kurbelwelle 9, und die Lager 20, 21, 22 der Ausgleichswelle 10 nicht als Tunnellager sondern als geteilte Lager ausgebildet. Die Teilungsebene der Lager 14, 15, 20, 21, 22 liegt dabei in der durch die Drehachsen 9a und 10a der Kurbelwelle 9 und Ausgleichswelle 10 aufgespannten Ebene ε, welche von der Anschlussebene γ beabstandet ist. Die Lager 14, 15, 20, 21, 22 weisen dabei Lagerbügel 26, 27, 28 auf, welche über Schrauben 29 am Kurbelgehäuse 2 befestigt sind. Die Lager 14, 20, einerseits und 15, 22 andererseits, welche jeweils im Bereich einer stirnseitigen Außenwand 2a, 2b des Kurbelgehäuse 2 angeordnet sind, können dabei jeweils einteilige Lagerbügel 26, 28 aufweisen. Die stirnseitigen Abdichtungen der Ölwanne 13 werden durch separate Elemente gebildet.
Die in den Fig. 6 bis 8 dargestellte Ausführungsvariante hat den Vorteil, dass die Kurbelwelle 9 sowie die Ausgleichswelle 10 einstückig ausgeführt werden kann.
Sowohl die in den Fig. 1 bis 5 dargestellte erste Ausführungsvariante, als auch die in den Fig. 6 bis 8 gezeigte zweite Ausführungsvariante ermöglicht eine einfache Bearbeitung der Zylinder 5 bzw. Montage der Zylinderbuchsen 6 und Kolben 7 im Monoblock M mit einer minimalen Zahl an Einzelteilen.
Claims (10)
1 56197vlp Akte/iz.: 2AA 878/2011 Klasse: F 02 F (neue) PATENTANSPRÜCHE 1. Brennkraftmaschine (1) mit zumindest einem Zylinder (6) mit einem hin- und hergehenden Kolben (7), mit einem Kurbelgehäuse (2), in welchem eine Kurbelwelle (9) sowie zumindest eine durch die Kurbelwelle (9) angetriebene Ausgleichswelle (10) gelagert ist, wobei das Kurbelgehäuse (2) zumindest eine in einer Anschlussebene (y) angeordnete Anschlussfläche (12) zum Anschluss einer Ölwanne (13) aufweist, wobei die Drehachsen (9a, 10a) der Kurbelwelle (9) und/oder der Ausgleichswelle (10) von der Anschlussebene (y) beabstandet ist, wobei zumindest ein Lager (14, 15, 20, 21, 22) der Kurbelwelle (9) und/oder der Ausgleichswelle (10) ungeteilt ausgeführt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurbelwelle (9) und/oder die Ausgleichswelle (10) aus mehreren Teilen besteht, wobei vorzugsweise zumindest ein Lagerzapfen (17, 18) getrennt zum Hauptwellenteil (16) der Kurbelwelle (9) oder der Ausgleichswelle (10) ausgebildet ist und der Lagerzapfen (17, 18) lösbar mit einem Ende des jeweiligen Hauptwellenteiles (16) verbunden ist, und dass die Länge (L) des Hauptwellenteiles (16) der Kurbelwelle (9) und/oder der Ausgleichswelle (10) maximal der kleinsten Innenlänge des Kurbelgehäuses (2) entspricht.
2. Brennkraftmaschine (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehachsen (9a, 10a) der Kurbelwelle (9) und der Ausgleichswelle (10) ♦ eine Ebene (ε) parallel zur Anschlussebene (y) aufspannen.
3. Brennkraftmaschine (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichswelle (10) zwischen den beiden äußeren Lagern (20, 22) durchgehend ausgebildet ist und das zumindest ein Ausgleichsgewicht (24, 25) lösbar mit der Ausgleichswelle (10) verbunden ist.
4. Brennkraftmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Lager (14, 15, 20, 21, 22) der Kurbelwelle (9) und/oder der Ausgleichsweile (12) geteilt ausgebildet ist, wobei die Teilungsebene des Lagers von der Anschlussebene (y) beabstandet ist. I Μ A ΓΗ nF,REICHT 2
5. Brennkraftmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 Die 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Kurbelgehäuse (2) einteilig mit dem Zylinderblock (3), vorzugsweise auch einteilig mit dem Zylinderkopf ausgebildet ist.
6. Brennkraftmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkraftmaschine (1) als Zweizylinder-Reihenmotor ausgebildet ist.
7. Brennkraftmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 , dadurch gekennzeichnet, dass die Kurbelwelle (9) zweifach gelagert ist.
8. Brennkraftmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichswelle (10) zumindest dreifach gelagert ist.
9. Brennkraftmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurbelwelle (9) und/oder die Ausgleichswelle (10) an den stirnseitigen Außenwänden (2a, 2b) des Kurbelgehäuses (2) gelagert ist.
10. Brennkraftmaschine (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichswelle (10) zusätzlich an einerzwischen den Außenwänden (2a, 2b) angeordneten Lagerzwischenwand (23) im Bereich einen zwischen den beiden Zylindern (5) verlaufenden Normalebenen (η) auf die Drehachse (9a) der Kurbelwelle (9) gelagert ist. ,
/' / ·. ./' ·--•"fi® . f ' .s 2011 01 04 Fu/Bt OipMnci. *-*150 ‘Wien, Matiah»i»;· - äs. T«l. (+*3 ·) S'ji 2, ; CMti.ll I M\rnr.FUF IΓΗΤ
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