DE10026216B4

DE10026216B4 - Zylinder-Kurbelgehäuse für eine Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE10026216B4
Application number: DE2000126216
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl.-Ing. Schöffmann; Frank Dipl.-Ing. Beste
Original assignee: AVL List GmbH
Current assignee: AVL List GmbH
Priority date: 1999-08-19
Filing date: 2000-05-26
Publication date: 2004-12-16
Anticipated expiration: 2020-05-27
Also published as: DE10026216A1; AT3760U1

Abstract

Zylinder-Kurbelgehäuse (1) für eine Brennkraftmaschine in Leichtbauweise mit zumindest einem in eine Außenstruktur (2) eingegossenen Eingussstück (4), wobei Außenstruktur (2) und Eingussstück (4) aus verschiedenen Werkstoffen bestehen, mit Hauptlagerwänden (3) zur Abstützung der Kurbelwelle, wobei zumindest eine Hauptlagerwand (3) ein Eingussstück (4) aufweist, welches zumindest teilweise in die Außenstruktur (2) eingegossen ist, wobei am Eingussstück (4) ein Lagerbügel (10) befestigbar ist. Um Gewicht weiter einzusparen und trotzdem hohe Verbrennungsdrücke zu ermöglichen, ist vorgesehen, dass das Eingussstück (4) einstofflich mit dem Lagerbügel (10) und zum Kurbelraum hin freistehend ausgebildet ist, und dass der Lagerbügel (10) durch einen Bruchtrenn-Vorgang vom Eingussstück (4) getrennt ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Zylinder-Kurbelgehäuse für eine Brennkraftmaschine in Leichtbauweise mit zumindest einem in eine Außenstruktur eingegossenen Eingussstück, wobei Außenstruktur und Eingussstück aus verschiedenen Werkstoffen bestehen, mit Hauptlagerwänden zur Abstützung einer Kurbelwelle, wobei zumindest eine Hauptlagerwand ein Eingussstück aufweist, welches zumindest teilweise in die Außenstruktur eingegossen ist, und wobei ein Lagerbügel fest mit dem Eingussstück verbindbar ist.

Aus einem älteren Vorschlag der Anmelderin, nämlich der österreichischen Gebrauchsmusteranmeldung GM 308/99, ist ein Zylinder-Kurbelgehäuse der eingangs genannten Art bekannt. Ähnliche Kurbelgehäuse mit einer Außenstruktur aus Leichtmetall und Eingussstücken aus einem anderen metallischen Werkstoff sind weiters aus der DE 196 40 719 C1 und der DE 198 10 464 C1 bekannt. Mit diesen Kurbelgehäusen lassen sich bei geringem Baugewicht hohe Zylinderdrücke erzielen. Zur Schmierölversorgung des Kurbelwellenlagers ist im Eingussstück dabei jeweils ein Ölzuführkanal vorgesehen, welcher sich von einem Ölzuführkanal in der Außenstruktur fortsetzt. In Folge unterschiedlichen Dehnungsverhaltens zwischen Außenstruktur und Eingusstücken kann es im Bereich der Trennfläche zwischen Außenstruktur und Eingussstück zu mehr oder weniger starken Ölleckagen kommen.

Aus der DE 196 48 206 A1 oder der DE 43 02 303 A1 ist ein Gehäuse für eine Brennkraftmaschine bekannt, bei der die Lagerhalbschalen und die Lagerdeckel als ein Stück gegossen sind und die Lagerdeckel nach Fertigbearbeitung der Lagerbohrung durch Bruchtrennen unterbrochen sind. Nach Einlegen von Lagerschalen werden Lagerhalbschalen und Lagerdeckel miteinander durch das Zylinder-Kurbelgehäuse und den Zylinderkopf durchdringende Zugankerschrauben auf ihren Bruchflächen verspannt. Weiters ist aus der DE 196 47 465 A1 ein Gehäuse mit einer Lageranordnung mit einem aus Leichtmetall gebildeten Gehäuse und in diesem eingegossenen bruchgetrennten Lagerdeckeln aus einer Schwermetallverbindung bekannt, wobei auch die Gehäusewände mittels vorbestimmter mechanischer Trennfugen vorgetrennt sind.

Aufgabe der Erfindung ist es, das bekannte Zylinder-Kurbelgehäuse weiterzuentwickeln, so dass zusätzlich Gewicht eingespart werden kann, wobei Ölleckagen zwischen Außenstruktur und Eingussstücken vermieden werden sollen.

Erfindungsgemäß erfolgt dies dadurch, dass das Eingussstück einstofflich mit dem Lagerbügel und zu einem Kurbelraum hin freistehend ausgebildet ist, und dass der Lagerbügel durch einen Bruchtrenn-Vorgang vom Eingussstück getrennt ist, und dass das Eingussstück im Bereich eines Kurbelwellenlagers eine zumindest teilweise mit dem Werkstoff der Außenstruktur ausgegossene radiale Öffnung aufweist, in welcher ein Ölzuführkanal angeordnet ist, welcher einen Ölverteilerkanal mit dem Kurbelwellenlager verbindet. Der Ölzuführkanal kann durch eine Bohrung gebildet sein. Das Schmieröl wird somit innerhalb des Materials der Außenstruktur vom Hauptverteilerkanal zu den einzelnen Kurbelwellenlagern geführt, ohne dass Trennfugen zufolge von Materialübergängen zwischen der Außenstruktur und dem Eingussstück passiert werden müssen. Auf diese Weise werden eventuelle Leckagen zufolge der Trennfugen vermieden. Da der Lagerbügel durch einen Bruchtrenn-Vorgang vom eingegossenen Bereich des Eingussstückes abgetrennt wird, ergibt sich ein besonders guter Formschluss zwischen dem Lagerbügel und dem restlichen Eingussstück. Dies ermöglicht geringere Schraubenkräfte der Lagerbügelschrauben und damit eine Gewichtsreduktion durch eine schlankere Auslegung.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das Eingussstück zumindest einen seitlichen Formschlussbereich zur formschlüssigen Verbindung mit der umgebenden Außenstruktur aufweist. Der Formschlussbereich kann dabei durch zumindest eine Nut, eine Rippe, einen Steg oder dgl. gebildet werden.

Um eine sichere Befestigung des Zylinderkopfes bzw. der Lagerbügel zu erreichen, ist vorgesehen, dass das Eingussstück Durchgangsbohrungen zur Aufnahme von Zylinderkopfschrauben und/oder Kurbelwellenlagerschrauben aufweist. Um eine separate Montage bzw. Demontage von Zylinderkopf und Kurbeltrieb zu ermöglichen, ist es vorteilhaft, wenn jede Durchgangsbohrung ein Gewinde zur Befestigung einer Zylinderkopfschraube und einer Kurbelwellenlagerschraube aufweist. Genauso ist eine im Eingussstück gesicherte Zuganker-Verschraubung möglich, um den Zylinderkopf und/oder den Kurbeltrieb zu montieren.

Die Außenstruktur besteht vorteilhafterweise zumindest überwiegend aus Leichtmetall, wie etwa einer Aluminium- oder Magnesiumlegierung, oder aus Kunststoff. Als Werkstoff für die Eingussstücke wird Stahlguss oder Grauguss mit Lamellengraphit, Kugelgraphit oder Vermikulargraphit verwendet.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen
1 eine dreidimensionale Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Zylinder-Kurbelgehäuses,
2 eine Schrägansicht eines Eingussstückes samt Lagerbügel,
3 das Zylinder-Kurbelgehäuse in einem Längsschnitt gemäß der Linie III-III in 4, und
4 das Zylinder-Kurbelgehäuse in einem Querschnitt gemäß der Linie IV-IV in 3.
Das in den 1, 3 und 4 dargestellte Zylinder-Kurbelgehäuse 1 ist in Leichtbauweise ausgeführt und weist eine Außenstruktur 2 aus einer Aluminium- oder Magnesiumlegierung auf. Im Bereich der Hauptlagerwände 3 ist jeweils in die Außenstruktur 2 ein Eingussstück 4 eingegossen, wobei das Eingussstück 4 Durchgangsbohrungen 5a zur Aufnahme von nicht weiter dargestellten Zylinder kopfschrauben bzw. Lagerbügelschrauben aufweist. Jede Durchgangsbohrung 5a weist ein Gewinde 5b auf, in welches von einer Seite eine Zylinderkopfschraube zur Befestigung eines nicht weiter dargestellten Zylinderkopfes und von der anderen Seite eine Lagerbügelschraube zur Befestigung eines Lagerbügels 10 eingeschraubt werden kann. Der Zylinderkopf, das Zylinder-Kurbelgehäuse 1 und die Lagerbügeln 10 können auch durch Zugankerschrauben miteinander verbunden sein.
Das Eingussstück 4 und der Lagerbügel 10 sind in einem Stück hergestellt und in einem darauffolgenden Bruchtrennvorgang voneinander getrennt worden. Mit Bezugszeichen 4' ist die Bruchtrennfläche des Eingussstückes 4 und mit Bezugszeichen 10' die Bruchtrennfläche des Lagerbügels 10 bezeichnet. Um die Bruchtrennung im eingegossenen Zustand durchführen zu können, ist das Eingussstück zum Kurbelraum 21 hin freigestellt.
Das Eingussstück 4 weist einen seitlichen Formschlussbereich 13 auf, über welchen das Eingussstück 4 mit der Außenstruktur 2 fest verbunden ist. Der Formschlussbereich 13 kann aus Rippen, Gurten, Stegen oder dgl. bestehen.
Das Eingussstück 4 weist im Bereich des Kurbelwellenlagers 15 eine vom Werkstoff der Außenstruktur 2 zumindest zum Teil ausgegossene radiale Öffnung 20 auf. Dieser Materialausguss weist einen radial zur Lagerschale 14 des Kurbelwellenlagers 15 führenden gebohrten Ölzuführkanal 17 auf, welcher von einer parallel zur Kurbelwellenachse 18 angeordneten Ölverteilerkanal 16 ausgeht. Der Ölzuführkanal 17 ist in den Materialausguss so eingeformt, dass die Wände des Ölzuführkanals 17 ausschließlich durch die Außenstruktur 2 gebildet werden, und somit keine Trennfugen zwischen der Außenstruktur 2 und dem Eingussstück 4 im Bereich der Schmierölzuführung für das Kurbelwellenlager 15 auftreten. Leckagen zufolge Trennfugen werden somit vermieden.
Die Außenstruktur 2 des Zylinder-Kurbelgehäuses 1 samt den Zylindern 19 besteht aus einem Leichtmetall, beispielsweise aus einer Aluminium- oder Magnesiumlegierung, oder aus Kunststoff. Als Werkstoff für das Eingussstück 4 kann Stahlguss aber auch Gusseisen mit Lamellengraphit, mit Kugelgraphit oder mit Vermikulargraphit eingesetzt werden. Mit dem erfindungsgemäßen Zylinder-Kurbelgehäuse 1 können bei geringem Motorgewicht hohe Zylinderdrücke realisiert werden. Das Zylinder-Kurbelgehäuse-Konzept eignet sich daher besonders für selbstzündende Brennkraftmaschinen.

Claims

Zylinder-Kurbelgehäuse (1) für eine Brennkraftmaschine in Leichtbauweise mit zumindest einem in eine Außenstruktur (2) eingegossenen Eingussstück (4), wobei Außenstruktur (2) und Eingussstück (4) aus verschiedenen Werkstoffen bestehen, mit Hauptlagerwänden (3) zur Abstützung einer Kurbelwelle, wobei zumindest eine Hauptlagerwand (3) ein Eingussstück (4) aufweist, welches zumindest teilweise in die Außenstruktur (2) eingegossen ist, und wobei ein Lagerbügel (10) fest mit dem Eingussstück (4) verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Eingussstück (4) einstofflich mit dem Lagerbügel (10) und zu einem Kurbelraum (21) hin freistehend ausgebildet und der Lagerbügel (10) durch einen Bruchtrenn-Vorgang vom Eingussstück (4) getrennt ist, und dass das Eingussstück (4) im Bereich eines Kurbelwellenlagers (15) eine zumindest teilweise mit dem Werkstoff der Außenstruktur (2) ausgegossene radiale Öffnung (20) aufweist, in welcher ein Ölzuführkanal (17) angeordnet ist, welcher einen Ölverteilerkanal (16) mit dem Kurbelwellenlager (15) verbindet.
Zylinder-Kurbelgehäuse (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Eingussstück (4) zumindest einen seitlichen Formschlussbereich (13) zur formschlüssigen Verbindung mit der umgebenden Außenstruktur (2) aufweist.
Zylinder-Kurbelgehäuse (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Formschlussbereich (13) durch zumindest eine Rippe, einen Steg, eine Nut oder dgl. gebildet ist.
Zylinder-Kurbelgehäuse (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Eingussstück (4) Durchgangsbohrungen (5a) zur Aufnahme von Befestigungsschrauben für einen Zylinderkopf und/oder für den Lagerbügel (10) aufweist, wobei die Befestigungsschrauben vorzugsweise als Zugankerschrauben ausgebildet sind.
Zylinder-Kurbelgehäuse (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass jede Durchgangsbohrung (5a) ein Gewinde (5b) zur Befestigung und/oder Sicherung der vorzugsweise als Zugankerschraube ausgebildeten Befestigungsschraube aufweist.
Zylinder-Kurbelgehäuse (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenstruktur (2) zumindest überwiegend aus Leichtmetall, vorzugsweise aus einer Aluminium- oder Magnesiumlegierung, oder aus Kunststoff besteht.
Zylinder-Kurbelgehäuse (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Eingussstück (4) aus Stahlguss besteht.
Zylinder-Kurbelgehäuse (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Eingussstück (4) aus Gusseisen mit Lamellengraphit, mit Kugelgraphit oder mit Vermikulargraphit besteht.
Zylinder-Kurbelgehäuse (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Ölzuführkanal (17) durch eine Bohrung gebildet ist.