DE10012955A1 - Hubkolbenbrennkraftmaschine - Google Patents

Abstract

Es wird eine Hubkolbenbrennkraftmaschine mit einem Motorblock mit einem Zylinderkopf, mit einem Zylinder-Kurbelgehäuse, mit Teilen von Kurbelwellen-Lagerbohrungen, Kurbelwellen-Lagerdeckeln und einer gegenseitigen Verschraubung mindestens von Zylinderkopf und Kurbelgehäuse mittels Zugankerverschraubungen durch miteinander fluchtende Bohrungen und in den Durchgangsbohrungen eingesetzten Gewindehülsen zur Verfügung gestellt, dessen Komponenten kostengünstig und montagefreundlich bei gleichzeitig optimierter Kraftanleitung miteinander verbunden werden können, was dadurch erreicht wird, dass eine Gewindehülse (1) ausgebildet ist, die mindestens über einen Teil ihrer Länge ein- oder mehrfach geschlitzt ausgebildet und in ihrem Radius geringfügig aufspreizbar ist und die ein Innengewinde (12) aufweist, welches im eingebauten unverschraubten Zustand ein geringfügig kleineres Maß als das Außengewinde (13) einer Zugankerschraube (2) oder einer Lagerdeckelschraube (3) besitzt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Hubkolbenbrennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches.

Es ist eine Brennkraftmaschine mit Motorblock, Zylinderkopf und Kurbelwellen- Lagerdeckel bekannt, DE 31 10 274 C2, die durch gemeinsame Gewindestangen-Anordnungen verbunden sind, wobei in den Motorblock eingelassene Kupplungsmuttern der gegenseitig Verspannung und Krafteinleitung dienen, welche drehfest in unrunden Ausnehmungen des Motorblocks verankert sind.

Nachteilig an dieser bekannten Technik ist, dass nur die relativ geringen Auflageflächen der Kupplungsmuttern zu Krafteinleitung in die Bauteile des Motorblockes herangezogen werden können. Weiterhin beanspruchen die Kupplungsmuttern im entsprechenden Bauteil ein erhebliches Bauvolumen und spezielle Berücksichtigung bei der Konstruktion, was die Fertigung dieses Bauteils unnötig verteuert.

Weiterhin ist ein Gehäuse für eine Hubkolbenbrennkraftmaschine bekannt, DE 196 04 547 A1, bei dem eingegossene, mit Querstreben untereinander verbundene Gewindehülsen der Verschraubung und Verspannung der Komponenten der Hubkolbenbrennkraftmaschine dienen.

Auch hier ist die geringe Fläche der krafteinleitenden Muttern oder Schraubenköpfe als nachteilig anzusehen, ebenso wie die Montage der zum Teil sehr langen Hülsen einen unnötigen Fertigungsaufwand erzeugen.

Aufgabe der Erfindung ist es eine Hubkolbenbrennkraftmaschine mit einem Motorblock zur Verfügung zu stellen, dessen Komponenten kostengünstig und montagefreundlich bei gleichzeitig optimierter Kraftanleitung miteinander verbunden werden können.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt in Verbindung mit den Oberbegriffsmerkmalen erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches angegebene Technische Lehre.

Bei einem Motorblock, der sich aus einem Zylinderkopf, einem Zylinder- Kurbelgehäuse mit Teilen von Kurbelwellenlagerbohrungen, Kurbelwellenlagerdeckeln und einer gegenseitigen Zugankerverschraubung zusammensetzt, bei der Zugankerschrauben durch miteinander fluchtende Bohrungen der beteiligten Komponenten in Gewindehülsen eingreifen, beinhaltet die Ausführung einer Gewindehülse als Spannhülse, die mindestens über einen Teil ihrer Länge ein- oder mehrfach geschlitzt ausgebildet und in ihrem Radius geringfügig aufspreizbar ist und zudem ein Innengewinde aufweist, welches im eingebauten unverschraubten Zustand einen geringfügig kleineren Innendurchmesser als der Außendurchmesser der darin einzuschraubenden Zugankerschraube besitzt, den Vorteil, dass eine solche Spannhülse zum einen kostengünstig herstellbar ist und zum anderen ein verbessertes Handling in der Fertigung und bei der Montage liefert.

Während des Einschraubens einer Zugankerschraube wird der Durchmesser der Spannhülse aufgeweitet, wobei sich diese, eine Presspassung erzeugend, an die Innenwand einer Bohrung anlegt, sodass die Haltekraft über ihre gesamte Mantelfläche in das entsprechende Motorbauteil eingeleitet werden kann. Der vorteilhafte gerade Kraftfluss eines zugankerverschraubten Motorblockes, beispielsweise bei der Verschraubung eines Zylinderkopfes mit einem Zylinder- Kurbelgehäuse und den Kurbelwellen-Lagerdeckeln und gegebenenfalls mit einer Lagertraverse oder mit einem Leiterrahmen, wird hier beibehalten, jedoch die Krafteinleitung auf eine größere Fläche verteilt, sodass sich diese Zugankerverbindung insbesondere für Leichtmetall-Zylinderkurbelgehäuse, vorzugsweise solche aus Aluminium oder anderen Leichtmetallen oder Legierungen daraus verwenden lässt.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich mit und in Kombination aus den nachfolgenden Unteransprüchen.

Die Spannhülsen können vorteilhafterweise mit einem Bund versehen sein, welcher der genauen Höhenfixierung der Spannhülsen in einer Durchgangsbohrung dient, wobei dieser Bund ebenfalls mit mindestens einem Schlitz versehen ist, sodass sich die Spannhülse auch im Bereich Ihres Bundes aufspreizen lässt.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Spannhülse auf ihrer äußeren Umfangsfläche mit einer regelmäßig oder unregelmäßig strukturierten Oberfläche versehen, die zum einen die Haltekraft der Hülse in der Durchgangsbohrung erhöht, zum anderen durch das Eindrehen der Zugankerschraube eine derartig große Spannung zwischen Spannhülse und Bohrungswand erzeugt, dass sich deren Material geringfügig plastisch verformt, sodass eine quasi formschlüssige Verbindung zwischen Spannhülse und Bohrungswand erzeugt wird. Die Oberfläche kann dabei aus einer Rändelung bestehen oder auch aus radial umlaufenden Nuten oder Einstichen oder auch andersförmige Erhebungen und Vertiefungen aufweisen.

Als besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform der Erfindung anzusehen, bei der die Spannhülse im eingebauten unverschraubten Zustand bei Umgebungstemperatur eine Presspassung mit der Bohrung aufweist, was einfach dadurch erzeugt werden kann, dass die Montage der Spannhülse im unterkühlten Zustand der Spannhülse und/oder im erwärmten Zustand des Motorblockes erfolgt.

Eine solche Spannhülse kann jedoch bei einer andern vorteilhaften Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung auch in einen Motorblock eingegossen sein.

Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch einen Motorblock in Seitenansicht und

Fig. 2 eine 3-D-Darstellung einer Gewindehülse.

Die Hubkolbenbrennkraftmaschine besteht aus einem Motorblock mit einem Zylinderkopf 5, einem Zylinder-Kurbelgehäuse mit Teilen von Kurbelwellen- Lagerbohrungen 10 sowie Kurbelwellen-Lagerdeckeln 4 und durch miteinander fluchtende Durchgangsbohrungen der Komponenten sich erstreckende Zugankerverschraubungen, welche aus langen Zugankerschrauben 2 und kürzeren Lagerdeckelschrauben 3 bestehen, die von beiden Seiten in die im Zylinder-Kurbelgehäuse 6 gelagerten Spannhülsen 1 eingedreht sind.

Eine Spannhülse 1 ist dabei mit einem Innengewinde 12 versehen und weist einen über ihre Länge verlaufenden wellenförmigen Schlitz 11 auf, sodass sie durch das Einschrauben der Zugankerschraube 2 bzw. der Lagerdeckelschraube 3 im Radius aufgeweitet werden kann, wobei dadurch, dass das Innengewinde 12 der Spannhülse 1 einen geringeren Außendurchmesser als das Außengewinde 13 beispielsweise der Zugankerschraube 2 aufweist, eine sehr hohe radial wirkende Flächenpressung zwischen der Mantelfläche der Spannhülse 1 und der Bohrung erzeugt wird.

Die Mantelfläche der Spannhülse 1 ist mit Rändelungen 8 oder mit Nuten 9 oder auch Freistichen versehen, in welche Material des Zylinder-Kurbelgehäuses 6, welches aus einer Aluminiumlegierung besteht, aufgrund überschrittener Festigkeitswerte hinein kriecht oder fließt. Dadurch wird eine formschlüssige Verbindung erzeugt, die es ermöglicht, sehr hohe axiale Kräfte in das Zylinder- Kurbelgehäuse 6 einzuleiten, ohne dass die Spannhülse ihren Sitz in der Durchgangsbohrung verändern kann.

Claims (8)

1. Hubkolbenbrennkraftmaschine mit einem Motorblock mit einem Zylinderkopf, mit einem Zylinder-Kurbelgehäuse mit Teilen von Kurbelwellen- Lagerbohrungen, Kurbelwellen-Lagerdeckeln und einer gegenseitigen Verschraubung mindestens von Zylinderkopf und Kurbelgehäuse mittels Zugankerverschraubungen durch miteinander fluchtende Bohrungen der einzelnen Komponenten und in den Durchgangsbohrungen eingesetzten Gewindehülsen, dadurch gekennzeichnet, dass eine Gewindehülse als Spannhülse (1) ausgebildet ist, die mindestens über einen Teil ihrer Länge ein- oder mehrfach geschlitzt ausgebildet und in ihrem Radius geringfügig aufspreizbar ist und die ein Innengewinde (12) aufweist, welches im eingebauten unverschraubten Zustand ein geringfügig kleineres Maß als das Außengewinde (13) einer Zugankerschraube (2) oder einer Lagerdeckelschraube (3) besitzt.

2. Hubkolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannhülse (1) einen Bund (7) mit einem axial verlaufenden Schlitz aufweist.

3. Hubkolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannhülse (1) auf ihrer äußeren Umfangsfläche mit einer regelmäßig oder unregelmäßig strukturierten Oberfläche versehen ist.

4. Kolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche mit einer Rändelung (8) versehen ist.

5. Hubkolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche mit radial umlaufenden Nuten (9) oder Einstichen ausgestattet ist.

6. Hubkolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannhülse (1) im eingebauten unverschraubten Zustand eine Presspassung mit der Bohrung aufweist und im unterkühlten Zustand der Spannhülse (1) und/oder im erwärmten Zustand in die entsprechenden Komponente des Motorblockes darin eingesetzt ist.

7. Hubkolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannhülse (1) in die entsprechende Komponente des Motorblockes eingegossen ist.

8. Hubkolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch äußere Bereiche der Umfangsfläche der Spannhülse (1) im verschraubten Zustand eine Spannung erzeugt ist, die größer ist als die Festigkeit des Materials des Motorblockes, welches in innere Bereiche der strukturierten Oberfläche ausweicht und die Spannhülse (1) formflüssig in einer Bohrung verriegelt ist.