DE102008029026A1 - Internal combustion engine i.e. V-engine, has crankcase bearing parts with projections and recesses whose opposite surfaces run parallel to crankshaft axis of rotation and formed as fitting surfaces, where one part is formed as bed plate - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Brennkraftmaschine, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 17.The The invention relates to an internal combustion engine according to the The preamble of claim 1, as well as a method for the production an internal combustion engine, according to the preamble of claim 17.
In modernen Brennkraftmaschinen wird bei der Kurbelwellenlagerung an Stelle von mehreren getrennten, in jedem Lagerstuhl separat montierten Lagerdeckeln zunehmend häufiger ein integraler Leiterrahmen (Bedplate) verwendet, der die Lagerdeckel sämtlicher Lagerstühle in einem einzigen Bauteil vereint. Dieser Leiterrahmen weist mehrere zu den Lagerstuhlhälften des Zylinderkurbelgehäuses komplementäre Lagerstuhlhälften auf, die nach der Montage der Kurbelwelle von unten her entlang einer gemeinsamen Trennebene mit den Lagerstuhlhälften des Zylinderkurbelgehäuses zur Anlage gebracht und im Bereich der Lagerstühle durch sogenannte Hauptlagerschrauben mit dem Zylinderkurbelgehäuse verschraubt werden. Dadurch wird nicht nur eine sehr steife Lagerstuhlstruktur geschaffen, sondern es entfällt auch die Notwendigkeit, die einzelnen Lagerdeckel zusätzlich seitlich zu verschrauben, um sie am Kippen zu hindern. Außerdem wird die Gefahr einer Vertauschung bzw. fehlerhaften Montage von Lagerdeckeln vermieden.In modern internal combustion engines is at the crankshaft bearing Place of several separate bearing caps separately mounted in each bearing block increasingly common an integral lead frame (bedplate) used, the bearing caps of all camp chairs united in a single component. This lead frame has several to the bearing seat halves of the cylinder crankcase complementary bearing halves on the, after the assembly of the crankshaft from below along a common Parting plane with the bearing block halves of the cylinder crankcase brought to the plant and in the field of storage chairs by so-called main bearing bolts with the cylinder crankcase be screwed. This will not only be a very stiff storage chair structure but it also eliminates the need to additionally bolt the individual bearing caps laterally, to prevent them from tipping over. In addition, there is a risk of confusion or incorrect assembly of bearing caps avoided.
Da jedoch bei V-Motoren erhebliche Kräfte senkrecht zur Drehachse der Kurbelwelle in das Zylinderkurbelgehäuse eingeleitet werden, muss der Leiterrahmen mit sehr hohen Vorspannkräften gegen das Zylinderkurbelgehäuse angepresst werden, um Querverschiebungen zwischen dem Leiterrahmen und dem Zylinderkurbelgehäuse zu verhindern. Da diese Vorspannkräfte von den zur Befestigung des Leiterrahmens am Zylinderkurbelgehäuse dienenden Hauptlagerschrauben aufgebracht werden müssen, wird eine verhältnismäßig große Anzahl dieser Schrauben benötigt, gewöhnlich vier im Bereich von jedem Lagerstuhl, von denen jeweils zwei auf jeder Seite der Kurbelwelle angeordnet werden. Jedoch führen die Bohrungen für die Hauptlagerschrauben zu einer Schwächung dieses sehr hoch belasteten Bereichs der Lagerstuhlstruktur, was nach Möglichkeit vermieden werden sollte.There However, V-motors considerable forces perpendicular to the axis of rotation the crankshaft introduced into the cylinder crankcase The ladder frame must have very high pretensioning forces pressed against the cylinder crankcase to transverse displacements between the ladder frame and the cylinder crankcase to prevent. Because these preload forces from those for attachment the lead frame on the cylinder crankcase main bearing screws must be applied, a proportionate large number of these screws needed, usually four in the area of each camp chair, two of each on each side of the crankshaft are arranged. However, lead the holes for the main bearing screws to a weakening this very heavily loaded area of the camp chair structure, what should be avoided if possible.
Aus
der
Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Brennkraftmaschine und ein Verfahren der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass sich bei einer Kurbelwellenlagerung mit einem Leiterrahmen (Bedplate) auf einfache Weise eine zur Übertragung von Querkräften geeignete, formschlüssige Verbindung zwischen dem ersten, in das Zylinderkurbelgehäuse integrierten und dem zweiten, als Leiterplatte ausgebildeten Kurbelwellenlagerteil herstellen lässt, um die zur Befestigung des zweiten Kurbelwellenlagerteils am ersten Kurbelwellenlagerteil erforderlichen Vorspannkräfte zu verringern.outgoing This is the object of the invention, an internal combustion engine and to improve a method of the type mentioned in the introduction, that at a crankshaft bearing with a lead frame (Bedplate) easily one for the transmission of Transverse forces suitable, positive connection between the first, integrated into the cylinder crankcase and the second, designed as a circuit board crankshaft bearing part make to those for attachment of the second crankshaft bearing part required on the first crankshaft bearing part preload forces reduce.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass ein Paar von gegenüberliegenden, parallel zu einer Drehachse der Kurbelwelle verlaufenden Oberflächen der Vorsprünge und Vertiefungen als Passflächen ausgebildet sind, vorzugsweise als geschliffene oder gefräste Passflächen. Unter dem Begriff ”parallel zu einer Drehachse der Kurbelwelle verlaufende Oberflächen” werden dabei Oberflächen verstanden, deren durch die Drehachse der Kurbelwelle verlaufende Flächennormale senkrecht zu dieser Drehachse ist.These The object is achieved according to the invention that one pair of opposite, parallel to one Rotary axis of the crankshaft extending surfaces of the Protrusions and depressions formed as mating surfaces are, preferably as ground or milled mating surfaces. Under the term "parallel to a rotational axis of the crankshaft running surfaces "become surfaces understood, extending through the axis of rotation of the crankshaft Surface normal is perpendicular to this axis of rotation.
Durch die erfindungsgemäße Merkmalskombination wird im Bereich von jedem Lagerstuhl der Lagerstuhlstruktur quer zur Drehachse der Kurbelwelle bzw. quer zur Längsmittelachse einer von den Lagerstühlen umschlossenen Hauptlagergasse eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Zylinderkurbelgehäuse und dem am Zylinderkurbelgehäuse befestigten Leiterrahmen geschaffen. Über diese formschlüssige Verbindung können bei V-Motoren die in das Zylinderkurbelgehäuse eingeleiteten Querkräfte in den Leiterrahmen übertragen werden. Da die Querkräfte somit nicht mehr über die Hauptlagerschrauben in den Leiterrahmen übertragen werden müssen, können die von den Hauptlagerschrauben aufzubringenden Vorspannkräfte erheblich reduziert werden, da zur Aufnahme der Querkräfte größere Vorspannkräfte als zur Aufnahme der in Längsrichtung der Hauptlagerschrauben wirkenden Kräfte erforderlich sind. Dies wiederum gestattet es, den Leiterrahmen gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung im Bereich von jedem Lagerstuhl mit nur zwei Hauptlagerschrauben am Zylinderkurbelgehäuse festzu schrauben, wodurch infolge des Wegfalls von Bohrungen eine Steigerung der Festigkeit der Lagerstuhlstruktur zu erwarten ist.By the feature combination of the invention is in the area of each bearing chair of the camp chair structure across to Rotary axis of the crankshaft or transverse to the longitudinal center axis a main camp gate enclosed by the camp chairs a positive connection between the cylinder crankcase and the lead frame attached to the cylinder crankcase created. About this positive connection can in V-engines into the cylinder crankcase introduced transverse forces transmitted to the lead frame become. Since the lateral forces are thus no longer over transfer the main bearing bolts to the ladder frame must be able to apply the from the main bearing bolts Preload forces are greatly reduced, since for recording the lateral forces greater preload forces as for receiving the longitudinal direction of the main bearing screws acting forces are required. This in turn allows it, the lead frame according to a preferred embodiment of Invention in the range of each bearing chair with only two main bearing screws festzu screw on the cylinder crankcase, thereby causing the elimination of drilling an increase in the strength of the bearing block structure is to be expected.
Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Vertiefungen und die in die Vertiefungen eingreifenden Vorsprünge jeweils nur ein einziges Paar von gegenüberliegenden Passflächen aufweisen, während sich die übrigen gepaarten Oberflächen im Abstand gegenüberliegen und einen mit einem Dichtmittel gefüllten Spalt begrenzen. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind die Passflächen eben, da sich ebene Passflächen am leichtesten bearbeiten lassen.A particularly preferred embodiment of the invention provides that the recesses and the projections engaging in the recesses in each case only a single pair of opposite pass surfaces, while the other paired surfaces are spaced apart and define a filled with a sealant gap. According to a further preferred embodiment of the invention, the mating surfaces are flat, since flat mating surfaces are the easiest to edit.
Die beste Übertragung von Querkräften zwischen den beiden Kurbelwellenlagerteilen wird erreicht, wenn die Passflächen senkrecht zur Trennebene und parallel zur Drehachse der Kurbelwelle bzw. zur Längsmittelachse der Hauptlagergasse ausgerichtet sind. Die beiden Passflächen können jedoch auch unter einem steilen Winkel zur Trennebene und parallel zur Drehachse der Kurbelwelle bzw. zur Längsmittelachse der Hauptlagergasse ausgerichtet sein, um das Einführen der Vorsprünge in die Vertiefungen zu erleichtern.The best transfer of shear forces between the Both crankshaft bearing parts is achieved when the mating surfaces perpendicular to the parting plane and parallel to the axis of rotation of the crankshaft or are aligned to the longitudinal central axis of the main bearing lane. However, the two mating surfaces can also be under a steep angle to the parting plane and parallel to the axis of rotation of the Crankshaft or to the longitudinal center axis of the main bearing lane be aligned to the insertion of the projections to facilitate in the wells.
Neben der Passfläche besitzt jeder Vorsprung zweckmäßig eine parallel zur Trennebene ausgerichtete Oberfläche, die einem Boden der Vertiefung in einem geringen Abstand gegenüberliegt, eine zur Passfläche entgegengesetzte Oberfläche, die in einem geringen Abstand von einer gegenüberliegenden Oberfläche der Vertiefung angeordnet ist, sowie zwei entgegengesetzte, senkrecht zur Drehachse der Kurbelwelle bzw. zur Längsmittelachse der Hauptlagergasse ausgerichtete parallele Oberflächen, die zwei benachbarten, ebenfalls senkrecht zur Drehachse der Kurbelwelle bzw. zur Längsmittelachse der Hauptlagergasse ausgerichteten parallelen Oberflächen der Vertiefung in einem geringen Abstand gegenüberliegen.Next the mating surface has every projection appropriate a surface aligned parallel to the parting plane, which is opposite to a bottom of the recess at a small distance, a to the mating surface opposite surface, the at a short distance from one opposite Surface of the recess is arranged, and two opposite, perpendicular to the axis of rotation of the crankshaft or to the longitudinal central axis the main bearing lane aligned parallel surfaces, the two adjacent, also perpendicular to the axis of rotation of the crankshaft or aligned to the longitudinal center axis of the main bearing lane parallel surfaces of the recess in a small Distance opposite.
Vorzugsweise weist jede Lagerstuhlhälfte zwei Vorsprünge oder zwei Vertiefungen auf, die im gleichen Abstand beiderseits einer Hauptlagergasse des Lagerstuhls angeordnet sind. In diesem Fall können die Passflächen der beiden Vorsprünge bzw. der beiden Vertiefungen entweder beide auf den zur Hauptlagergasse hin weisenden Innenseiten der Vorsprünge und Vertiefungen oder beide auf den von der Hauptlagergasse weg weisenden Außenseiten der Vorsprünge und Vertiefungen angeordnet sein.Preferably each bearing block half has two projections or two depressions on the same distance on both sides of a Main bearing lane of the bearing chair are arranged. In this case Can the mating surfaces of the two projections or the two wells either both on the main lane facing inner sides of the projections and depressions or both on the outside of the main lane facing away the projections and depressions may be arranged.
Die Vorsprünge können über den in das Zylinderkurbelgehäuse integrierten ersten Kurbelwellenlagerteil überstehen und in Vertiefungen des Leiterrahmens eingreifen, oder umgekehrt.The Protrusions can over the into the crankcase survive integrated first crankshaft bearing part and engage in recesses of the lead frame, or vice versa.
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Passflächen geschliffene oder gefräste Passflächen sind, die in einem einzigen Arbeitsgang zusammen mit den entlang der Trennebene gegeneinander anliegenden Oberflächen der beiden Kurbelwellenlagerteile sowie den anderen Oberflächen der Vorsprünge und Vertiefungen endbearbeitet werden.A Another preferred embodiment of the invention provides that the Mating surfaces ground or milled mating surfaces that are in a single operation along with the along the parting plane against abutting surfaces of the both crankshaft bearing parts and the other surfaces the projections and depressions are finished.
Vorteilhaft umgibt die Trennebene die Vorsprünge und Vertiefungen an allen Seiten und wird bei dem einzigen Arbeitsgang zuerst bearbeitet, so dass sie bei der anschließenden Bearbeitung der Vorsprünge und Vertiefungen als Bezugsebene dienen kann.Advantageous The dividing plane surrounds the projections and recesses all sides and is processed first in the single operation, allowing them in the subsequent processing of the projections and depressions may serve as reference plane.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:in the The following is the invention with reference to an illustrated in the drawing Embodiment explained in more detail. Show it:
Der
in der Zeichnung dargestellte Lagerstuhl
Die
beiden Lagerstuhlhälften
Die
obere Lagerstuhlhälfte
Die
Lagerstuhlhälften
Bei
dem in
Die
Abmessungen der Vertiefungen
Im
Unterschied dazu sind bei dem in
Durch
die spielfreie Anlage der geschliffenen Passflächen
Die
quaderförmigen Vorsprünge
- 11
- Lagerstuhlbearing block
- 22
- obere Lagerstuhlhälfteupper Bearing block half
- 33
- untere Lagerstuhlhälftelower Bearing block half
- 44
- HauptlagergasseMain bearing
- 55
- Unterseite obere Lagerstuhlhälftebottom Upper bearing half
- 66
- Oberseite untere Lagerstuhlhälftetop lower bearing half
- 77
- Trennebeneparting plane
- 88th
- Vorsprüngeprojections
- 99
- Vertiefungenwells
- 1010
- HauptlagerschraubenMain bearing bolts
- 1111
- DurchgangsbohrungenThrough holes
- 1212
- Gewindebohrungenthreaded holes
- 1313
- Passflächemating surface
- 1414
- Passflächemating surface
- 1515
- Längsmittelachse HauptlagergasseLongitudinal central axis Main bearing
- 1616
- Spaltgap
- 1717
- Passflächemating surface
- 1818
- Passflächemating surface
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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