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Die
Erfindung betrifft ein Zylinderkurbelgehäuse für
eine Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 und eine Brennkraftmaschine gemäß Anspruch
6.
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Zylinderkurbelgehäuse
von Brennkraftmaschinen weisen gewöhnlich mehrere, durch
Stege voneinander getrennte Zylinder auf, die in einem oberen Teil
des Zylinderkurbelgehäuses nebeneinander in einer oder
mehreren Zylinderbänken angeordnet sind, während
in einem unteren Teil des Zylinderkurbelgehäuses Lagerstühle
für die Kurbelwelle der Brennkraftmaschine vorgesehen sind.
Die Lagerstühle sind gewöhnlich an den Enden der
Zylinderbank oder Zylinderbänke sowie unterhalb von Stegen zwischen
zwei benachbarten Zylindern einer oder jeder Zylinderbank angeordnet.
Oberhalb von den Lagerstühlen, d. h. zwischen diesen und
den unteren Enden der Stege, sind häufig aufrechte Schottwände vorgesehen,
die einstückig mit den Lagerstühlen verbunden
sind, über die Oberseiten der Lagerstühle überstehen
und sich zwischen zwei gegenüberliegenden Längsseitenwänden
des Zylinderkurbelgehäuses durch einen Kurbelraum erstrecken,
um diesen in mehrere ganz oder teilweise getrennte Kurbelkammern
zu unterteilen. Die üblicherweise zu einer Mittelebene
der Lagerstühle symmetrischen Schottwände sind
ebenso wie die Lagerstühle senkrecht zu einer Längsmittelachse
der Kurbelwelle ausgerichtet. Die
DE 10 2005 004 701 A1 offenbart
zum Beispiel ein Zylinderkurbelgehäuse der eingangs genannten Art.
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Aus
"Verbrennungsmotoren" von
Eduard Köhler und Rudolf Flierl, 4. Auflage, 2006, S. 195 ist es
bekannt, dass Zylinderbohrungen von Brennkraftmaschinen im unteren
Bereich auf die Zwischenwände der Lagerstühle
stoßen und sich mit diesen verschneiden, weil die Breite
der Stege zwischen den Zylindern kleiner als die Breite der Lagerstühle
ist und weil die Zylinderkontur wegen des Auslaufs des zum Honen
der Zylinder verwendeten Honwerkzeugs nach unten verlängert
werden muss. Es findet sich dort der Hinweis, dass darauf zu achten
ist, dass sich die Schwächung des Lagerstuhls in Grenzen
hält und die Gestaltfestigkeit nicht durch scharte Ecken
oder Kanten, die in Verbindung mit der Bearbeitung entstehen, in
unzulässiger Weise herabgesetzt wird.
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Da
es vor allem bei Brennkraftmaschinen in V-Bauweise am Übergang
zwischen jeder Zylinderbank und dem Kurbelraum während
der Verbrennung in den Zylindern infolge von inneren Kräften
zu sehr hohen Spannungen und Verformungen kommt, gilt diese Vorgabe
auch für die oberhalb der Lagerstühle angeordneten
und einstückig mit diesen verbundenen Schottwände,
die aufgrund des um den Umfang der Zylinder ungleichmäßigen
Honauslaufs teilweise im Bewegungsweg des Honwerkzeugs liegen, so dass
sie durch Materialabtrag beim Honen ebenfalls geschwächt
werden können.
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Dieses
Problem ist besonders gravierend bei Brennkraftmaschinen in V-Bauweise,
bei denen die beiden Zylinderbänke in Richtung der Drehachse
der Kurbelwelle einen sogenannten Bankversatz aufweisen, weil die
Pleuel eines Zylinders der einen Zylinderbankreihe und eines benachbarten
Zylinders der anderen Zylinderbankreihe zwischen zwei in benachbarten
Lagerstühlen gelagerten Wellenzapfen auf einem gemeinsamen
Hubzapfen (common pin) oder auf zwei unmittelbar aneinandergrenzenden
Hubzapfen (split pin) der Kurbelwelle montiert sind. Bei diesen
Brennkraftmaschinen überschneidet sich der Honauslauf der
zu einer Schottwand benachbarten Zylinder in einem stärkeren
Umfang mit den beiden entgegengesetzten Stirnenden dieser Schottwand, wobei
an einem dieser Stirnenden auf einer Seite der Schottwand und am
anderen dieser Stirnenden auf der entgegengesetzten Seite der Schottwand
Material entfernt und dadurch Kerben gebildet werden. Da diese Kerben
in einem hochbelasteten Bereich des Zylinderkurbelgehäuses
liegen, wie zuvor ausgeführt, wird entweder die Konstruktion
unnötig geschwächt oder eine ungewollt massive
Ausführung der Schottwände erzwungen.
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Ausgehend
hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Zylinderkurbelgehäuse
der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass eine
Schwächung der Schottwände im Zuge einer Bearbeitung
der Zylinder ohne eine Veränderung der Abmessungen der
Schottwände vermieden werden kann.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,
dass die Schottwände bei Betrachtung von oben oder unten
in Bezug zu einer Drehachse der Kurbelwelle schräg ausgerichtet
sind, während die Lagerstühle selbst vorzugsweise
weiterhin senkrecht zur Drehachse der Kurbelwelle ausgerichtet bleiben.
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Durch
eine solche schräge Ausrichtung der Schottwände
wird bei Brennkraftmaschinen in V-Anordnung mit einem Bankversatz
der beiden Zylinderbänke keine oder eine erheblich geringere Überschneidung
zwischen dem Honauslauf der Zylinder bzw. dem Bewegungsweg des Honwerkzeugs
einerseits und der zum Zylinder benachbarten Schottwand andererseits
erzielt, wodurch eine Schwächung der Schottwände
verhindert oder zumindest beträchtlich vermindert werden
kann. Durch diese Tatsache wird in diesem hochbelasteten Bereich
eine Kerbwirkung vermieden, so dass die Schottwände weniger massiv ausgebildet
werden können bzw. bei unveränderter Ausbildung
die Belastbarkeit des Kurbelgehäuses zunimmt.
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Wenn
die Lagerstühle senkrecht zur Drehachse der Kurbelwelle
und die Schottwände schräg zur Drehachse der Kurbelwelle
ausgerichtet sind, hat dies zur Folge, dass die Schottwände
bei dem erfindungsgemäßen Zylinderkurbelgehäuse
asymmetrisch zu den Mittelebenen der zugehörigen Lagerstühle
ausgerichtet sind.
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Im
folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Es zeigen:
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1 eine
schematische Oberseitenansicht von Zylindern, Lagerstühlen
und Schottwänden eines Zylinderkurbelgehäuses
einer Brennkraftmaschine in V-Anordnung mit Bankversatz;
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2 eine
vergrößerte perspektivische Ansicht eines Teils
eines Lagerstuhls und einer Schottwand bei Betrachtung von oben
durch einen Zylinder des Zylinderkurbelgehäuses.
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Das
in der Zeichnung teilweise schematisch dargestellte Zylinderkurbelgehäuse 1 einer
6-Zylinder-Brennkraftmaschine in V-Anordnung umfasst in einem oberen
Teil zwei V-förmig angeordnete Zylinderbänke 2, 3,
die jeweils drei in einer Reihe nebeneinander angeordnete Zylinder 4 umfassen.
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Wie
am besten in 1 dargestellt, weisen die beiden
Zylinderbänke 2, 3 der Brennkraftmaschine
einen sogenannten Bankversatz V auf. Dies bedeutet, dass die Längsmittelachsen 5 der
Zylinder 4 der einen Zylinderbank 2 in Bezug zu
den Längsmittelachsen 6 benachbarter Zylinder 4 der
jeweils anderen Zylinderbank 3 in Längsrichtung
der Brennkraftmaschine bzw. in axialer Richtung der Kurbelwelle
um ein als Bankversatz V bezeichnetes Maß gegeneinander
versetzt sind, wie in 1 am Beispiel der mittleren Zylinder 4 jeder
Zylinderbank 2, 3 angezeigt. Der Bankversatz V
ermöglicht es, ein Pleuel eines Zylinder 4 der
einen Zylinderbank 2 und ein Pleuel eines benachbarten
Zylindern 4 der anderen Zylinderbank 3 auf einem
gemeinsamen Hubzapfen (common pin) oder auf zwei unmittelbar aneinandergrenzenden
Hubzapfen (split pin) der Kurbelwelle zu montieren.
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In
einem unteren, zu einem Kurbelraum benachbarten Teil des Zylinderkurbelgehäuses 1 sind vier
nach unten zu offene Lagerstühle 7 ausgebildet, die
zusammen mit Hauptla gerdeckeln (nicht dargestellt) zur drehbaren
Lagerung von Wellenzapfen der Kurbelwelle dienen. Die beiden äußeren
der vier Lagerstühle 7 sind an den beiden entgegengesetzten Stirnenden
der beiden Zylinderbänke 2, 3 angeordnet,
während die beiden inneren Lagerstühle jeweils zwischen
zwei Paaren von Zylindern 4 der Zylinderbänke 2, 3 angeordnet
sind. Die Lagerstühle 7 sind quer zu der in 1 in
strichpunktierten Linien dargestellten Drehachse 8 der
Kurbelwelle ausgerichtet, die wiederum senkrecht zu einer Mittelebene 9 jedes Lagerstuhls 7 ist.
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Um
das Innere eines Kurbelraums in drei teilweise voneinander getrennte
Kurbelkammern zu unterteilen, ist auf der Oberseite der beiden inneren
Lagerstühle 7 jeweils oberhalb eines Haupt- oder
Kurbelwellenlagers 13 (2) eine nach
oben in den Kurbelwellenfreigang überstehende aufrechte Schottwand
10 am Lagerstuhl 7 angeformt. Die Breite der Schottwand 10 ist
dabei kleiner als diejenige des Lagerstuhls 7.
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Anders
als die Schottwände bekannter Zylinderkurbelgehäuse,
die ebenso wie die Lagerstühle dieser Zylinderkurbelgehäuse
in Bezug zur Drehachse der Kurbelwelle orthogonal bzw. quer ausgerichtet sind,
weisen die Schottwände 10 bei dem in der Zeichnung
dargestellten Zylinderkurbelgehäuse 1 bei Betrachtung
von oben in Bezug zur Drehachse 8 der Kurbelwelle eine
schräge Ausrichtung auf, wie am besten in 1 dargestellt.
Die Richtung der Neigung der schrägen Schottwände 10 in
Bezug zu der zur Drehachse 8 der Kurbelwelle orthogonalen
Mittelebene 9 des jeweils zugehörigen Lagerstuhls 7 entspricht
der Richtung, in der die Zylinder 4 der beiden Zylinderbänke 2, 3 gegeneinander
versetzt sind.
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Mit
anderen Worten sind die Mittelebenen 11 der schrägen
Schottwände 10 so ausgerichtet, dass sie in Richtung
der Mitte von Stegen 12 zwischen den unteren Enden benachbarten
Zylinder 4 jeder Zylinderbank 2, 3 zielen,
wie in 1 dargestellt.
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Durch
die schräge Ausrichtung der Schottwände 10 weist
jedes der entgegengesetzten, in der Nähe der Zylinder 4 der
beiden Zylinderbänke 3, 4 angeordneten
Stirnenden einer Schottwand 10 von beiden benachbarten
Zylindern 4 ungefähr den gleichen Abstand auf,
während im Falle einer zur Drehachse 8 der Kurbelwelle
orthogonalen Ausrichtung jedes Stirnende näher bei einem
der beiden benachbarten Zylinder 4 als beim anderen liegt.
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Daher
ragen die schräg ausgerichteten Schottwände 10 bei
gleicher Breiten-, Höhen- und Längenabmessung
innerhalb des Honauslaufs 14 der Zylinder 4 nicht
oder weniger weit in den Bewegungsweg eines zum Honen der Zylinder
verwendeten Honwerkzeugs, so dass die Gefahr einer Schwächung
der Schottwände 10 durch Materialabtrag und eine
dadurch verursachte Kerbwirkung in diesem hochbeanspruchten Bereich
des Zylinderkurbelgehäuses 1 geringer ist.
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- 1
- Zylinderkurbelgehäuse
- 2
- Zylinderbank
- 3
- Zylinderbank
- 4
- Zylinder
- 5
- Längsmittelachse
- 6
- Längsmittelachse
- 7
- Lagerstuhl
- 8
- Drehachse
Kurbelwelle
- 9
- Längsmittelebene
Lagerstuhl
- 10
- Schottwand
- 11
- Längsmittelebene
Schottwand
- 12
- Steg
- 13
- Kurbelwellenlager
- 14
- Honauslauf
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102005004701
A1 [0002]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- - ”Verbrennungsmotoren” von
Eduard Köhler und Rudolf Flierl, 4. Auflage, 2006, S. 195 [0003]