DE10028162B4

DE10028162B4 - Kurbelgehäuse

Info

Publication number: DE10028162B4
Application number: DE2000128162
Authority: DE
Inventors: Rolf Heinemann
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2000-06-07
Filing date: 2000-06-07
Publication date: 2004-02-12
Anticipated expiration: 2020-06-08
Also published as: DE10028162A1

Abstract

Kurbelgehäuse einer Hubkolbenbrennkraftmaschine aus Leichtmetall mit Lagerstühlen zur Lagerung einer Kurbelwelle mit Auflagerflächen und im wesentlichen dazu rechtwinkligen seitlichen Passflächen des Kurbelgehäuses für einen Kurbelwellenlagerdeckel und mit einer Übergangszone im Winkelbereich zwischen einer Auflagerfläche und einer seitlichen Passfläche, wobei in der Übergangszone (8) eine Entlastungskerbe (5) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Entlastungskerbe (5) als Schlitz ausgebildet ist, dessen maximale Tiefe größer ist als seine maximale Breite.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kurbelgehäuse einer Hubkolbenbrennkraftmaschine aus Leichtmetall mit Lagerstühlen zur Lagerung einer Kurbelwelle mit Auflagerflächen und im wesentlichen dazu rechtwinkligen seitlichen Passflächen des Kurbelgehäuses für einen urbelwellenlagerdeckel und mit einer Übergangszone im Winkelbereich zwischen einer Auflagerfläche und einer seitlichen Passfläche, wobei in der Übergangs zone eine Eintlastungs Kerbe angeordnet ist.
Bei Kurbelgehäusen von Hubkolbenbrennkraftmaschinen aus Leichtmetall treten in den Übergangszonen zwischen den seitlichen Passflächen und den Auflagerflächen von Lagerstühlen zur Lagerung von Kurbelwellen aufgrund der hohen Belastungen durch den Kurbeltrieb häufig Risse im Lagerstuhl, d. h. am Einpass der Kurbelwellenlagerdeckel auf, wobei diese Risse durch die rechtwinklige Ausführung des Einpasses und der hohen, dort vorliegenden Spannung begünstigt werden. Durch diese Risse, die sich durch den gesamten Lagerstuhl bis hin zur Außenhaut eines Kurbelgehäuses erstrecken können, wird die Betriebsdauer eines solchen Kurbelgehäuses drastisch reduziert.
Um die Gefahr einer Entstehung solcher Risse in den Übergangszonen zu verringern ist es bekannt, DE 43 25 770 A1 , in den Übergangszonen Kehlnuten vorzusehen, welche durch Auftragsschweißen mit zähfesten Leichtmetall-Legierungen gefüllt werden, die anschließend durch Rollen, Drücken oder Hämmern verdichtet werden. Dieses Auffüllen einer Kehlnut, welches beispielsweise über Auftragsschweißen erfolgt, ist fertigungstechnisch sehr aufwendig und auch zeitintensiv, sodass sich die Produktionskosten eines Kurbelgehäuses deutlich vergrößern.
Aus der Schrift DE 20 58 923 A ist bereits ein Kurbelgehäuse einer Hubkolbenbrennkraftmaschine mit Lagerstühlen zur Lagerung einer Kurbelwelle mit Auflageflächen und im wesentlichen dazu rechtwinklichen Passflächen des Kurbelgehäuses für einen Kurbelwellenlagerdeckel bekannt, bei dem in einer Übergangszone im Winkelbereich zwischen einer Auflagefläche und einer seitlichen Passfläche eine Entlastungskerbe angeordnet ist. Dabei ist diese Entlastungskerbe dort jedoch lediglich als Freistich für ein Bearbeitungswerkzeug vorgesehen und kann eine mögliche Rissbildung in diesem Übergangsbereich nicht in ausreichendem Maße insbesondere bei hohen mechanischen Belastungen, vermeiden.
Analog dazu sind aus der Schrift DE 25 01 772 ebenfalls nur Freistiche in einem Querschnittsübergangsbereich vorgesehen, die dort ebenfalls dem Freigang eines Bearbeitungswerkzeuges dienen und einer Rissbildung, insbesondere bei sehr hohen mechanischen Spannungsbelastungen nicht in ausreichendem Maße entgegenwirken.
Aus der Schrift CH 496 168 ist ein weiteres Motorgehäuse für Hubkolbenbrennkraftmaschinen bekannt, bei dem Bearbeitungsfreistiche im Bereich von Querschnittsübergängen vorgesehen sind. Dabei können auch diese Freistiche mögliche Rissbildungen in diesem Bereich nicht in ausreichendem Maße vermeiden bzw. diesen entgegenwirken.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Kurbelgehäuse zur Verfügung zu stellen, bei dem die Gefahr der Rissbildung im Bereich der Übergangszonen von seitlichen Passflächen zu Auflagerflächen von Lagerstühlen der Kurbelwellenlagerung deutlich und kostengünstig zu reduzieren.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches.
Dadurch, dass im Bereich der Übergangszone mindestens eine Maßnahme zur Reduzierung der Kerbwirkung, vorzugsweise eine Entlastungskerbe angeordnet ist, wird die Gefahr einer Entstehung von Rissen erheblich vermindert.
Als vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist dazu die Übergangszone im Winkelbereich zwischen einer Auflagerfläche eines Kurbelwellenlagerdeckels und einer seitlichen Passfläche für diesen mit einer Entlastungskerbe versehen, sodass in dem Winkelbereich eine Kraftkonzentration vermieden und der Kerbfaktor drastisch abgesenkt wird.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird als weitere Maßnahme eine Kaltverfestigung der Übergangszone angewandt, welche beispielsweise durch ein Rollieren erzeugt werden kann.
Vorteilhaft ist weiterhin eine Ausgestaltung der Entlastungskerbe mit zusätzlich kalt verfestigtem Nutgrund oder auch alternativ oder zusätzlich kalt verfestigten Seitenflächen der Entlastungskerbe. Durch eine solche Maßnahme lassen sich die den Kerbfaktor absenkenden Maßnahmen in vorteilhafter Art und Weise überlagern. Auch der Kerbgrund oder die Seitenflächen lassen sich vorteilhafterweise durch ein Rollieren kaltvertestigen.
Als besonders vorteilhaft ist eine Entlastungskerbe im Kurbelgehäuse anzusehen, die bereits in einem noch unbearbeiteten rohen Kurbelgehäuse vorgegossen ist, sodass eine eventuell nachfolgende mechanische Nachbearbeitung weniger materialabtragende Bearbeitung notwendig ist.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Entlastungskerbe als Schlitz ausgebildet, der ausgehend von einer Auflagerfläche für einen Kurbelwellenlagerdeckel in einem Winkel α von bis zu 60 Grad in die Übergangszone eingebracht ist, wobei der Winkel α vorzugsweise 45 Grad beträgt.
Förderlich ist weiterhin eine Ausführung der als Schlitz ausgebildeten Entlastungskerbe mit einer Tiefe, deren Maß dem doppelten Maß der Breite entspricht. Der Kerbgrund weist hier günstigerweise einen Radius R auf, der der halben Breite der Entlastungskerbe entspricht.
Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:
1 eine geschnittene Teilansicht eines Kurbelgehäuses im Bereich des Lagerstuhls der Kurbelwelle.
Das Kurbelgehäuse 1 weist einen Lagerstuhl 2 mit einer Auflagerfläche 7 für einen Kurbelwellenlagerdeckel 4 auf, wobei sich der Kurbelwellenlagerdeckel 4 an seitlichen Passflächen 6 des Kurbelgehäuses 1 abstützt.
In der Übergangszone zwischen Passfläche 6 und Auflagerfläche 7 ist im Winkelbereich eine schlitzförmige Entlastungskerbe 5 eingebracht, die einen Winkel α von 45 Grad zur Auflagerfläche 7 des Lagerstuhles 2 aufweist.
Der Schlitz weist einen Kerbgrund 10 auf, der mit einem Radius R versehen ist, wobei dieser Radius R größer als 0,1 mm ist, vorzugsweise jedoch 1 bis 2 mm beträgt. Das Maß der Breite des Schlitzes ist größer als 0,5 mm, vorzugsweise beträgt die Breite zwischen 2 und 4 mm. Die Schlitztiefe beträgt bis zu 5 mm, vorzugsweise 2 bis 3 mm. Der Wert des Winkels α kann zwischen 0 und 60 Grad liegen, vorzugsweise beträgt er 45 Grad.

Claims

Kurbelgehäuse einer Hubkolbenbrennkraftmaschine aus Leichtmetall mit Lagerstühlen zur Lagerung einer Kurbelwelle mit Auflagerflächen und im wesentlichen dazu rechtwinkligen seitlichen Passflächen des Kurbelgehäuses für einen Kurbelwellenlagerdeckel und mit einer Übergangszone im Winkelbereich zwischen einer Auflagerfläche und einer seitlichen Passfläche, wobei in der Übergangszone (8) eine Entlastungskerbe (5) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Entlastungskerbe (5) als Schlitz ausgebildet ist, dessen maximale Tiefe größer ist als seine maximale Breite.
Kurbelgehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Übergangszone (8) kaltverfestigt ist.
Kurbelgehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Entlastungskerbe (5) Seitenflächen (9) und einen Kerbgrund (10) aufweist und die Seitenflächen (9) und/oder der Kerbgrund (10) kaltverfestigt ist.
Kurbelgehäuse nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kaltverfestigung durch ein Rollieren erzeugt ist.
Kurbelgehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Entlastungskerbe (5) in einem noch unbearbeiteten rohen Kurbelgehäuse (1) vorgegossen ist.
Kurbelgehäuse nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Entlastungskerbe (5) mechanisch erzeugt oder auf ein Sollmaß gebracht ist.
Kurbelgehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die als Schlitz ausgebildete Entlastungskerbe (5) ausgehend von der Auflagerfläche (7) in einem Winkel α von bis zu 60 ° in die Übergangszone (8) eingebracht ist.
Kurbelgehäuse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel α 45 Grad beträgt.
Kurbelgehäuse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Maß der Tiefe der als Schlitz ausgebildeten Entlastungskerbe (5) doppelt so groß ausgebildet ist wie das Maß der Breite.
Kurbelgehäuse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die als Schlitz ausgebildete Entlastungskerbe (5) einen Kerbgrund (10) aufweist, der im Querschnitt als Kreisabschnitt ausgebildet ist.
Kurbelgehäuse nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Kreisabschnitt einen Radius R aufweist, der der halben Breite einer Entlastungskerbe (5) mit parallelen Seitenflächen (9) entspricht.