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Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. 6.
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Beispielsweise aus der 35 32 695 C1 sind bereits turboaufgeladene Brennkraftmaschinen bekannt, die neben einem Motor einen Abgasturbolader umfassen. In einer Turbine des Abgasturboladers wird Abgas des Motors entspannt, wobei die Turbine einen Verdichter des Abgasturboladers antreibt, welcher dem Motor zuzuführende Reinluft verdichtet. Der Abgasturbolader ist üblicherweise als separate Baugruppe ausgebildet und am Motor über eine Flanschverbindung befestigt. Im Bereich der Flanschverbindung liegen sich eine Flanschfläche des Motors und eine Flanschfläche des Abgasturboladers gegenüber. Zwischen dem Motor und dem Abgasturbolader einer Brennkraftmaschine wird zumindest Öl ausgetauscht, wobei hierzu in die Flanschflächen von Motor und Abgasturbolader Bohrungen integriert sind. Über in die Flanschflächen von Motor und Abgasturbolader integrierte Ölzulaufbohrungen wird unter relativ hohem Druck stehendes Öl ausgehend vom Motor dem Abgasturbolader zugeführt. Über ebenfalls in die Flanschflächen integrierte Ölablaufbohrungen wird hingegen unter relativ niedrigem Druck stehendes Öl vom Abgasturbolader dem Motor zugeführt.
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Im Bereich der Flanschverbindung ist es von Bedeutung, eine von den Flanschflächen von Motor und Abgasturbolader gebildete Trennfuge abzudichten, umso zu vermeiden, dass insbesondere das unter relativ hohem Druck stehende Öl unter Druck aus der Trennfuge austritt und so aus der Flanschverbindung zwischen Motor und Abgasturbolader herausspritzt. Durch das Herausspritzen von Öl kann sich ein Ölnebel bilden, der sich an heißen Abschnitten des Motors sowie Abgasturboladers entzünden kann. Hierdurch entsteht eine erhebliche Brandgefahr.
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Es besteht daher ein Bedarf an einer Flanschverbindung zwischen dem Abgasturbolader und dem Motor einer Brennkraftmaschine, die eine verbesserte Abdichtung gewährleistet und so die Brandgefahr durch aus der Flanschverbindung herausspritzendes Öl minimiert. Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung das Problem zugrunde, eine neuartige Brennkraftmaschine zu schaffen.
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Nach einem ersten Aspekt der Erfindung wird dieses Problem durch eine Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 1 gelöst. Hiernach liegen mittlere Bereiche der Flanschflächen von Motor und Abgasturbolader, in welchen die Ölzulaufbohrungen und die Ölablaufbohrungen integriert sind, in montiertem Zustand von Motor und Abgasturbolader unter Bildung eines Dichtbereichs aneinander, wobei seitlich des Dichtbereichs in die Flanschflächen von Motor und Abgasturbolader stufenartige Vorsprünge und Rücksprünge derart integriert sind, dass sich seitlich des Dichtbereichs die Flanschflächen von Motor und Abgasturbolader unter Bildung eines Spalts gegenüberliegen.
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Nach einem zweiten Aspekt der Erfindung wird dieses Problem durch eine Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 6 gelöst. Hiernach ist die Olablaufbohrung der Flanschfläche des Motors und/oder der Flanschfläche des Abgasturboladers derart konturiert, dass ein Ölsammelbereich derselben die Ölzulaufbohrung der Flanschfläche allseitig umschließt.
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Beide Aspekte der hier vorliegenden Erfindung, die entweder alleine oder auch in Kombination miteinander zum Einsatz kommen können, reduzieren das Herausspritzen von Öl aus der Flanschverbindung zwischen Motor und Abgasturbolader erheblich, so dass eine Brandgefahr deutlich gemindert wird. Des Weiteren gewährleistet die Flanschverbindung zwischen Abgasturbolader sowie Motor eine leichte Montage sowie Demontage des Abgasturboladers an der Brennkraftmaschine.
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Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
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1: eine schematisierte Draufsicht auf eine Flanschfläche eines Motors einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
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2: eine schematisierte Draufsicht auf eine Flanschfläche eines Abgasturboladers korrespondierend zur Flanschfläche des Motors der 1;
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3: einen Querschnitt durch die Flanschfläche des Motors entlang der Schnittrichtung III-III in 1;
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4: einen weiteren Querschnitt durch die Flanschfläche des Motors entlang der Schnittrichtung IV-IV in 1;
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5: einen Querschnitt durch die Flanschfläche des Abgasturboladers entlang der Schnittrichtung V-V in 2;
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6: einen weiteren Querschnitt durch die Flanschfläche des Abgasturboladers entlang der Schnittrichtung VI-VI in 2;
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7: einen Querschnitt durch die Flanschfläche des Motors und die Flanschfläche des Abgasturboladers in zusammengebautem Zustand analog zu 3 und 5;
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8: eine schematisierte Draufsicht auf eine Flanschfläche eines Motors oder Abgasturboladers der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine nach einem zweiten Ausführungsbeispiel;
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9: einen Querschnitt durch die Flanschfläche entlang der Schnittrichtung IX-IX in 8;
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10: eine schematisierte Draufsicht auf eine Flanschfläche eines Motors bzw. Abgasturboladers der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine nach einem dritten Ausführungsbeispiel; und
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11: einen Querschnitt durch die Flanschfläche entlang der Schnittrichtung XI-XI in 10.
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Die hier vorliegende Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit einem Motor und einem Abgasturbolader, nämlich Details einer Flanschverbindung zur Anbindung des Abgasturboladers an den Motor der Brennkraftmaschine. Zwischen dem Motor und dem Abgasturbolader der Brennkraftmaschine wird Öl ausgetauscht, welches über in Flanschflächen des Motors und Abgasturboladers integrierte Bohrungen ausgetauscht wird. Mit Hilfe der hier vorliegenden Erfindung kann ein Herausspritzen von Öl aus der Flanschverbindung zwischen Motor und Abgasturbolader verhindert werden.
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1 bis 7 zeigen stark schematisiert ein erstes Ausführungsbeispiel einer Flanschverbindung 20 zwischen einem Motor und einem Abgasturbolader einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine, wobei 1, 3 und 4 unterschiedliche Ansichten einer Flanschfläche 21 des Motors und 2, 5 und 6 unterschiedliche Ansichten einer Flanschfläche 22 des Abgasturboladers zeigen. Wie 1, 2, 3 und 5 entnommen werden kann, ist sowohl in die Flanschfläche 21 des Motors als auch in die Flanschfläche 22 des Abgasturboladers jeweils eine Ölzulaufbohrung 23 bzw. 24 und jeweils eine Ölablaufbohrung 25 bzw. 26 integriert. Wie 7 entnommen werden kann, ergänzen sich im montiertem Zustand von Motor und Abgasturbolader jeweils die Ölzulaufbohrungen 23 und 24 sowie die Ölablaufbohrungen 25 und 26. Über die Ölzulaufbohrungen 23 und 24 wird unter relativ hohem Druck stehendes Öl ausgehend vom Motor dem Abgasturbolader zugeführt, über die Ölablaufbohrungen 25 und 26 hingegen wird unter relativ niedrigem Druck stehendes Öl vom Abgasturbolader dem Motor zugeführt.
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Im Ausführungsbeispiel der 1 bis 7 sind die Ölzulaufbohrungen 23 bzw. 24 sowie Ölablaufbohrungen 25 bzw. 26 von Motor und Abgasturbolader in mittlere Bereiche 27 bzw. 28 der Flanschflächen 21 bzw. 22 integriert, wobei in montiertem Zustand von Abgasturbolader und Motor (siehe 7) diese mittleren Bereiche 27 und 28 der Flanschflächen 21 und 22 unter Bildung eines Dichtbereichs 29 unmittelbar aneinander anliegen. In diesen Dichtbereich 29 können z. B. Dichtelemente wie O-Ringdichtungen integriert sein.
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Seitlich des von den mittleren Bereichen 27 und 28 der Flanschflächen 21 und 22 definierten Dichtbereichs 29 sind in die Flanschflächen 21, 22 von Motor und Abgasturbolader stufenartige Vorsprünge und Rücksprünge integriert, nämlich derart, dass sich seitlich des Dichtbereichs 29 die Flanschflächen 21, 22 von Motor und Abgasturbolader unter Bildung eines Spalts 30 gegenüberliegen, wobei der Spalt 30 die Dichtfläche 29 allseitig umschließt und in einer anderen Ebene als die Dichtfläche 29 verläuft. Sollte aus dem Dichtbereich 29 Öl austreten, so gelangt dies in den Bereich des Spalts 30 und kann sich in dem Spalt 30 entspannen, so dass ein Herausspritzen von Öl aus der Flanschverbindung zwischen Motor und Abgasturbolader unterbunden wird.
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Gemäß dem in 1 bis 7 gezeigten Ausführungsbeispiel wird der mittlere Bereich 27 der Flanschfläche 21 des Motors an drei Seiten von einem stufenartigen Vorsprung 31 und an einer Seite von einem stufenartigen Rücksprung 32 begrenzt. Der mittlere Bereich 28 der Flanschfläche 22 des Abgasturboladers ist hingegen an drei Seiten von einem stufenartigen Rücksprung 33 und an einer Seite von einem stufenartigen Vorsprung 34 begrenzt.
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In montiertem Zustand von Abgasturbolader und Motor liegen die Vorsprünge 31 der Flanschfläche 21 des Motors den Rücksprüngen 33 der Flanschfläche 22 des Abgasturboladers jeweils unter Bildung des Spalts 30 gegenüber. Ebenso liegt im montiertem Zustand der Rücksprung 32 der Flanschfläche 21 des Motors dem Vorsprung 34 der Flanschfläche 22 des Abgasturboladers unter Bildung des Spalts 30 gegenüber. Abhängig hiervon verläuft der Spalt 30 abschnittsweise sowohl in einer Ebene oberhalb der Ebene des Dichtbereichs 29 als auch in einer Ebene unterhalb der Ebene des Dichtbereichs 29.
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Wie bereits erwähnt, umschließt der Spalt 30 den von den mittleren Bereichen 27 und 28 definierten Dichtbereich 29 allseitig. Der Spalt 30 ist dabei derart bemessen, dass ein Herausspritzen des Öls aus der Flanschverbindung sicher unterbunden wird.
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Die oben beschriebene Flanschverbindung 20 zwischen dem Motor und dem Abgasturbolader der Brennkraftmaschine kann über Dehnelemente wie Dehnschrauben bzw. Dehnhülsen fixiert bzw. gesichert werden. Hierdurch können z. B. durch Schwingungen verursachte Dehnungen im Bereich der Flanschverbindung 20 kompensiert werden. Hierdurch kann das Austreten bzw. Ausspritzen von Öl aus der Flanschverbindung weiter reduziert werden.
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Weiterhin ist es möglich, in den Spalt 30 der Flanschverbindung 20 ein Dichtungselement, insbesondere eine Bürstendichtung, zu integrieren. Ebenso ist es möglich, die Flanschverbindung 20 außen im Bereich des Spalts 30 mit einer Hülse zu ummanteln. Auch hierdurch kann das Austreten bzw. Ausspritzen von Öl aus der Flanschverbindung weiter reduziert werden.
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Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf 8 und 9 beschrieben, wobei 8 und 9 eine Flanschfläche 35 eines Motors bzw. eines Abgasturboladers einer Brennkraftmaschine zeigen. In die Flanschfläche 35 der 8 und 9 ist wiederum eine Ölzulaufbohrung 36 sowie eine Ölablaufbohrung 37 integriert. Gemäß 8 und 9 verfügt die Ölablaufbohrung 37 über einen Ölsammelbereich 38, wobei der Ölsammelbereich 38 gemäß 8 und 9 die Ölzulaufbohrung 36 allseitig umschließt. Aus einem sich an die Ölzulaufbohrung 36 unmittelbar anschließenden Dichtbereich austretendes Öl gelangt demnach in den Sammelbereich 38 der Ölablaufbohrung 37, wobei sich dieses Öl im Ölsammelbereich 38 entspannen kann und über die Ölablaufbohrung 37 aus dem Bereich der Flanschverbindung abgeführt wird.
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Die Flanschfläche 39 des Ausführungsbeispiels der 10 und 11 entspricht im Wesentlichen der Flanschfläche 35 des Ausführungsbeispiels der 8 und 9, weshalb zur Vermeidung unnötiger Wiederholungen für gleiche Baugruppen gleiche Bezugsziffern verwendet werden. Der einzige Unterschied zwischen dem Ausführungsbeispiel der 10 und 11 sowie dem Ausführungsbeispiel der 8 und 9 besteht in der Konturierung des Abschnitts 40 der Flanschfläche 39, welcher die Ölzulaufbohrung 36 vom Ölsammelbereich 38 der Ölablaufbohrung 37 trennt. Im Ausführungsbeispiel der 10 und 11 ist dieser Abschnitt 40 stegartig verlängert.
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Die im Ausführungsbeispiel der 1 bis 7 beschriebenen Details einer Flanschverbindung zwischen einem Abgasturbolader und einem Motor einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine können mit den Details der Ausführungsbeispiele gemäß 8 und 9 bzw. 10 und 11 kombiniert werden.
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Bezugszeichenliste
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- 20
- Flanschverbindung
- 21
- Flanschfläche
- 22
- Flanschfläche
- 23
- Ölzulaufbohrung
- 24
- Ölzulaufbohrung
- 25
- Ölablaufbohrung
- 26
- Ölablaufbohrung
- 27
- mittlerer Bereich
- 28
- mittlerer Bereich
- 29
- Dichtbereich
- 30
- Spalt
- 31
- Vorsprung
- 32
- Rücksprung
- 33
- Rücksprung
- 34
- Vorsprung
- 35
- Flanschfläche
- 36
- Ölzulaufbohrung
- 37
- Ölablaufbohrung
- 38
- Ölsammelbereich
- 39
- Flanschfläche
- 40
- Abschnitt
