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Die Erfindung betrifft ein Gehäuseteil für ein Kurbelgehäuse einer Verbrennungskraftmaschine gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
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Die
DE 83 09 053 U1 offenbart ein Kurbelwellenlager für Brennkraftmaschinen mit einem drehfest in einer Lageröffnung des Kurbelgehäuses angeordneten Lagerring. Zwischen dem Lagerring und der Wand der Lageröffnung ist eine elastische Schicht in Folienstärke angeordnet.
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Aus der
DE 10 2004 054 182 A1 ist ein Kurbeltrieb einer Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs bekannt, wobei der Kurbeltrieb eine einteilige Kurbelwelle sowie zumindest ein einteiliges Pleuel aufweist, die miteinander zerstörungsfrei verbaut sind.
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Der
DE 601 17 646 T2 ist ein Verbrennungsmotor mit einem Zylinder als bekannt zu entnehmen. In dem Zylinder bewegt sich ein Kolben hin und her. Der Verbrennungsmotor umfasst eine Kurbelwelle, die drehbar in dem Zylinderblock installiert ist, wobei die Kurbelwelle einen Kurbelstift und ein Gegengewicht umfasst. Es ist ferner ein Mechanismus zum variieren des Verdichtungsverhältnisses vorgesehen.
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Darüber hinaus ist es aus dem Serienbau von Verbrennungskraftmaschinen bekannt, die Kurbelwelle in dem Kurbelgehäuse in axialer Richtung mittels wenigstens eines Axiallagerelements zu lagern. Es hat sich gezeigt, dass die Montage des Axiallagerelements zeit- und kostenintensiv sein kann. Dies führt zu relativ hohen Kosten der Verbrennungskraftmaschine.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Gehäuseteil für ein Kurbelgehäuse einer Verbrennungskraftmaschine bereitzustellen, welches die Kosten der Verbrennungskraftmaschine besonders gering hält.
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Diese Aufgabe wird durch ein Gehäuseteil für ein Kurbelgehäuse einer Verbrennungskraftmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
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Ein solches Gehäuseteil für ein Kurbelgehäuse einer Verbrennungskraftmaschine umfasst wenigstens einen Lagerteil zur Lagerung einer Welle, insbesondere einer Kurbelwelle, der Verbrennungskraftmaschine.
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Erfindungsgemäß ist das Gehäuseteil zumindest bereichsweise mit einem Kunststoff versehen, durch welchen wenigstens ein Axiallagerelement zur axialen Lagerung der Welle gebildet ist. Durch das Versehen des Gehäuseteils mit dem Kunststoff, wobei der Kunststoff beispielsweise an das Gehäuseteil angeformt, insbesondere angespritzt, ist, ist das Axiallagerelement zeit- und damit kostengünstig in bzw. an dem Gehäuseteil angeordnet. Somit kann eine zeit- und kostenaufwendige Anordnung des Axiallagerelements im Rahmen der Montage der Verbrennungskraftmaschine vermieden werden. Dies führt zu besonders geringen Kosten der Verbrennungskraftmaschine.
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In besonders vorteilhafter Ausgestaltung weist das Gehäuseteil wenigstens einen Verbindungsflansch auf, mittels welchem das Gehäuseteil mit zumindest einem weiteren Gehäuseteil des Kurbelgehäuses zu verbinden ist. Dabei ist der Verbindungsflansch zumindest bereichsweise mit dem Kunststoff versehen, wobei das Gehäuseteil unter Vermittlung des Kunststoffes mit dem weiteren Gehäuseteil zu verbinden ist. Mittels des Kunststoffes sind die Gehäuseteile in ihrem miteinander verbundenen Zustand insbesondere schwingungstechnisch voneinander entkoppelt. So kann eine Übertragung von Schwingungen und insbesondere von Köperschall zwischen den Gehäuseteilen vermieden oder zumindest gedämpft werden. Damit einher geht die Vermeidung der Entstehung von unerwünschten Geräuschen. Infolge dieser Entkopplung weist die Verbrennungskraftmaschine somit ein besonders vorteilhaftes Geräuschverhalten (NVH-Verhalten, NVH – noise vibration harshness) auf. Dies kommt dem Fahrkomfort für Insassen eines Kraftwagens, insbesondere eines Personenkraftwagens, mit der Verbrennungskraftmaschine mit dem erfindungsgemäßen Gehäuseteil zugute.
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Der Kunststoff bildet eine Kunststofftrennschicht zwischen den Gehäuseteilen, über die die Gehäuseteile miteinander verbunden bzw. verbindbar sind. Die Kunststofftrennschicht dient dazu, Schwingungen und damit Geräusche zu dämpfen, so dass die Schwingungen und damit einhergehende Geräusche nicht unerwünschterweise in den Fahrgastraum des Kraftwagens gelangen bzw. übertragen werden können.
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Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist durch den Kunststoff ein Dichtungselement, insbesondere eine Labyrinth-Dichtung, zur Abdichtung des Gehäuseteils gebildet. Dadurch kann auch die Montage eines separaten Dichtungselements vermieden werden. Das erfindungsgemäße Gehäuseteil weist eine sehr hohe Funktionsintegration auf, wobei der Kunststoff die Funktion der Axiallagerung der Welle, die Schwingungs- und damit Geräuschdämpfung sowie die Abdichtung des Gehäuseteils übernehmen kann. Dies hält die Kosten des erfindungsgemäßen Gehäuseteils und damit der Verbrennungskraftmaschine in einem besonders geringen Rahmen. Ferner weist das Gehäuseteil ein nur sehr geringes Gewicht auf, da das Axiallagerelement, die Kunststofftrennschicht sowie das wenigstens eine Dichtungselement aus dem Kunststoff gebildet sind.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der Figur alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Die Zeichnung zeigt in der einzigen Figur ausschnittsweise eine schematische Perspektivansicht eines Gehäuseteils eines Kurbelgehäuses für eine Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine, wobei das Gehäuseteil einen mit einem Kunststoff versehen Verbindungsflansch aufweist, über den das Gehäuseteil mit einem weiteren Gehäuseteil des Kurbelgehäuses zu verbinden ist und wobei durch den Kunststoff auch wenigstens ein Axiallagerelement zur axialen Lagerung einer Kurbelwelle gebildet ist.
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Die Figur zeigt ein Gehäuseteil 10 für ein Kurbelgehäuse einer Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine eines Personenkraftwagens. Die Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine dient beispielsweise dazu, den Personenkraftwagen anzutreiben. Ebenso kann die Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine als so genannter Range-Extender fungieren, mittels welchem eine Batterie oder der gleichen elektrische Speichereinrichtung über einen Generator mit elektrischem Strom aufzuladen ist. Die elektrische Speichereinrichtung kann wenigstens einen Elektromotor mit dem elektrischen Strom versorgen. Der Elektromotor dient zum Antreiben des Personenkraftwagens.
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Durch das Gehäuseteil 10 ist ein steifer und fester Lagerrahmen gebildet, welcher eine Lagergasse 12 zum Lagern einer Kurbelwelle der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine aufweist. Die Lagergasse 12 umfasst eine Mehrzahl von Lagerteilen 14 des Gehäuseteils 10. Die Lagerteile 14 sind als Lageröffnungen ausgebildet, in denen die Kurbelwelle bereichsweise aufzunehmen und zumindest mittelbar an dem Gehäuseteil 10 zu lagern ist.
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Das Gehäuseteil 10 weist ferner einen Verbindungsflansch 16 auf, mittels welchem das Gehäuseteil 10 mit zumindest einem weiteren Gehäuseteil des Kurbelgehäuses zu verbinden ist. Durch das weitere Gehäuseteil des Kurbelgehäuses ist zum Beispiel wenigsten ein Brennraum in Form eines Zylinders gebildet, in dem ein Kolben relativ zum Zylinder translatorisch bewegbar aufgenommen ist. Der Kolben ist dabei gelenkig mit einem Pleuel verbunden, welches wiederum gelenkig mit der Kurbelwelle gekoppelt ist. Über das Pleuel können die translatorischen Bewegungen des Kolbens in dem Zylinder in eine rotatorische Bewegung der Kurbelwelle relativ zum Gehäuseteil 10 umgewandelt werden. Der Verbindungsflansch 16 weist eine Mehrzahl von Schrauböffnungen 18 auf, über welches das Gehäuseteil 10 mit dem weiteren Gehäuseteil verschraubt werden kann.
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Wie der Figur zu entnehmen ist, ist der Verbindungsflansch 16 mit einem Kunststoff 20 versehen. Unter Vermittlung des Kunststoffes 20 ist das Gehäuseteil 10 mit dem weiteren Gehäuseteil zu verschrauben. Dies bedeutet, dass der Kunststoff 20 eine Kunststofftrennschicht darstellt, welche zwischen dem Gehäuseteil 10 und dem weiteren Gehäuseteil angeordnet ist. Somit sind die Gehäuseteile mittels des Kunststoffes 20 insbesondere schwingungstechnisch voneinander zumindest im Wesentlichen entkoppelt, so dass die Übertragung von Schwingungen und damit von Geräuschen zwischen den Gehäuseteilen vermieden oder zumindest sehr gering gehalten wird. Dadurch ist eine unerwünschte Übertragung von Geräuschen und damit eine unerwünschte Geräuschentwicklung der Verbrennungskraftmaschine vermieden.
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Wie der Figur ferner zu entnehmen ist, ist an den Lagerteilen 14 ein jeweiliger Lagerdeckel 22 angeordnet, der ebenso aus einem Kunststoff gebildet ist. Insbesondere können die Lagerdeckel 22, wobei es sich bezogen auf die Hochrichtung des Kurbelgehäuses um untere Lagerdeckel 22 handelt, durch den Kunststoff 20 gebildet, das heißt in den Kunststoff 20 integriert (einstückig mit diesem ausgebildet) sein. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, wenigstens einen Kurbelwellenlagerdeckel mit einer Kunststoffumspritzung in das Gehäuseteil 10 (Lagerrahmen) aufzunehmen. Dadurch ist auch die Kurbelwelle von dem Gehäuseteil 10 schwingungstechnisch entkoppelt, so dass eine unerwünschte Übertragung von Schwingungen und damit von Geräuschen vermieden oder zumindest gering gehalten werden kann.
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Die Lagerdeckel 22 dienen beispielsweise zur Aufnahme einer metallischen Lagerschale, durch welche ein Gleitlager zum Lagern der Kurbelwelle gebildet ist. Mit anderen Worten, ist die Kurbelwelle unter Vermittlung der beispielsweise aus Kunststoff gebildeten oder mit Kunststoff versehenen Lagerdeckel 22 an dem Gehäuseteil 10 zu lagern und somit ebenso von dem Gehäuseteil 10 insbesondere schwingungstechnisch entkoppelt.
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Aus den geschilderten Entkopplungen resultiert ein besonders vorteilhaftes Geräuschverhalten der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine, was dem Fahrkomfort von Insassen des Personenkraftwagens besonders zugute kommt.
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Damit die Gehäuseteile miteinander verschraubt werden können, weist der Kunststoff 20 Durchgangsöffnungen 24 auf, welche Zugang zu den Schrauböffnungen 18 des Verbindungsflansch 16 gewähren, um so die Gehäuseteile so miteinander zu verschrauben.
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Durch den Kunststoff 20, mit welchem der Verbindungsflansch 16 versehen ist, ist ferner wenigstens ein Axiallagerelement gebildet, welches einem der Lagerteile 14 zugeordnet ist und welches zur axialen Lagerung der Kurbelwelle dient. Der Kunststoff 20 dient somit nicht nur zur schwingungstechnischen Entkopplung des Gehäuseteils 10 von dem weiteren Gehäuseteil sondern auch zur axialen Lagerung der Kurbelwelle.
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Ist eine Mehrzahl von Axiallagerelementen zur axialen Lagerung der Kurbelwelle vorgesehen, so sind vorzugsweise alle Axiallagerelemente durch den Kunststoff 20 gebildet. Dadurch kann eine Anordnung und Montage von separaten Axiallagerelementen zur axialen Lagerung der Kurbelwelle im bzw. an dem Gehäuseteil 10 entfallen, was die Kosten des Gehäuseteils 10 und damit der gesamten Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine in einen besonders geringen Rahmen hält.
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Vorzugsweise ist durch den Kunststoff auch wenigstens ein Dichtungselement, insbesondere eine Labyrinth-Dichtung, gebildet, durch welches die Gehäuseteile gegenseitig abgedichtet sind. Dadurch kann auch die Montage eines separaten Dichtungselements bzw. einer flüssigen Dichtung zum Abdichten der Gehäuseteile entfallen, was zu besonders geringen Kosten der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine führt.
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Vorzugsweise weist des labyrinthartige und durch das Anspritzen bzw. Umspritzen des Verbindungsflansches 16 mit dem Kunststoff 20 gebildete Dichtungselement eine Drainagefunktion auf. Somit ist eine besonders hohe Funktionsintegration des Kunststoffes 20 realisiert, woraus eine sehr geringe Teileanzahl, ein geringes Gewicht, ein geringer Bauraumbedarf sowie geringe Kosten der Verbrennungskraftmaschine resultieren.
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Ferner ist dadurch ein besonders flexibler und einfacher Montageprozess des Gehäuseteils 10 geschaffen. Ein weiterer Vorteil des Gehäuseteils 10, welches als Lagerrahmen fungiert, ist, dass es bei unterschiedlichen Bauvarianten der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine verwendet werden kann. So kann das Gehäuseteil 10 beispielsweise dann verwendet werden, wen die Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine eine Stelleinrichtung zum variablen Einstellen wenigstens eines Verdichtungsverhältnisses der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine aufweist, wobei wenigstens eine Verstellwelle der Stelleinrichtung zumindest mittelbar an dem Gehäuseteil 10 zu lagern ist. Ebenso kann das Gehäuseteil 10 dann verwendet werden, wenn die Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine die Stelleinrichtung nicht aufweist. Dies halt die Kosten der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine über die unterschiedlichen Bauvarianten hinweg aufgrund von Skaleneffekten besonders gering.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Gehäuseteil
- 12
- Lagergasse
- 14
- Lagerteil
- 16
- Verbindungsflansch
- 18
- Schrauböffnungen
- 20
- Kunststoff
- 22
- Lagerdeckel
- 24
- Durchgangsöffnungen
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 8309053 U1 [0002]
- DE 102004054182 A1 [0003]
- DE 60117646 T2 [0004]
