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Die Erfindung betrifft eine Kurbelwellenlagerung für eine Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Brennkraftmaschine nach dem Anspruch 3.
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Aus der
DE 1 251 587 B ist bereits eine Kurbelwellenlagerung für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs bekannt, mit einem zweiteiligen Lagerstuhl, der ein Lagerstuhloberteil und ein Lagerstuhlunterteil, die sich in einer Kontaktfläche gegenseitig berühren, aufweist, und mit zwei schräg angeordneten Lagerstuhlschrauben, die das Lagerstuhloberteil und das Lagerstuhlunterteil durchgreifen und die Kontaktfläche durchqueren.
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Weiter sind bereits Kurbelwellenlagerungen für Brennkraftmaschinen, mit zwei Zylinderkopfschrauben, die in das Lagerstuhloberteil eingreifen, bekannt.
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Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, eine verschleißarme Brennkraftmaschine bereitzustellen, die eine Kurbelwellenlagerung mit einer hohen Festigkeit aufweist. Diese Aufgabe wird durch eine erfindungsgemäße Kurbelwellenlagerung entsprechend dem Anspruch 1 und eine Brennkraftmaschine entsprechend dem Anspruch 3 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
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Die Erfindung geht aus von einer Kurbelwellenlagerung für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, mit einem zumindest zweiteiligen, separat zu einem Kurbelgehäuse ausgebildeten Lagerstuhl, der ein Lagerstuhloberteil und ein Lagerstuhlunterteil, die sich in einer Kontaktfläche gegenseitig berühren, aufweist, mit zumindest einer Zylinderkopfschraube, die in das Lagerstuhloberteil zumindest eingreift, und mit zumindest einer schräg zur Zylinderkopfschraube angeordneten Lagerstuhlschraube, die in das Lagerstuhloberteil und in das Lagerstuhlunterteil zumindest eingreift und die Kontaktfläche durchquert.
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Es wird vorgeschlagen, dass die Kontaktfläche zumindest in einem Bereich um die Lagerstuhlschraube schräg zur Zylinderkopfschraube angeordnet ist. Dadurch kann ein Abstand zwischen der zumindest einen, in das Lagerstuhloberteil eingreifenden Zylinderkopfschraube und der zumindest einen, in das Lagerstuhloberteil eingreifenden Lagerstuhlschraube vergrößert und eine Einleitung einer durch die Lagerstuhlschraube resultierenden Querkraft zumindest reduziert werden, wodurch bei gleichzeitiger Vermeidung eines Verzugs des Kurbelgehäuses ein ausreichender Abstand zwischen der Zylinderkopfschraube und der Lagerstuhlschraube und eine Reduzierung einer Belastung des Lagerstuhls realisiert werden kann. Dabei kann durch die Vermeidung des Verzugs des Kurbelgehäuses eine Reibung und ein Ölverbrauch gering gehalten werden und durch die schräge Anordnung der Lagerstuhlschraube und der Kontaktfläche relativ zu der Zylinderkopfschraube eine Festigkeit der Kurbelwellenlagerung erhöht werden. Dadurch kann eine verschleißarme Brennkraftmaschine, die eine Kurbelwellenlagerung mit einer hohen Festigkeit aufweist, bereitgestellt werden. Unter einer „Lagerstuhlschraube, die schräg zur Zylinderkopfschraube angeordnet ist”, soll insbesondere verstanden werden, dass eine Längsachse der Lagerstuhlschraube und eine Längsachse der Zylinderkopfschraube sich in einem Punkt schneiden und/oder mit einem Winkel ungleich Null, insbesondere mit einem Winkel zwischen 0 und 90°, zueinander orientiert sind. Unter einer „Kontaktfläche, die schräg zur Zylinderkopfschraube angeordnet ist”, soll insbesondere verstanden werden, das die Kontaktfläche zumindest eine Normale aufweist, die bei einer Verlängerung die Längsachse der Zylinderkopfschraube in einem Punkt schneidet und/oder die mit einem Winkel ungleich Null, insbesondere in einem Winkel zwischen 0 und 90°, zur Längsachse der Zylinderkopfschraube orientiert ist. Unter „vorgesehen” soll insbesondere speziell ausgelegt, ausgestattet und/oder angeordnet verstanden werden.
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Zur Realisierung einer besonders hohen Festigkeit ist es insbesondere vorteilhaft, wenn die Kontaktfläche zumindest in dem Bereich um die Lagerstuhlschraube zumindest im Wesentlichen senkrecht zu der Lagerstuhlschraube angeordnet ist. Dadurch kann die Kontaktfläche um den selben Winkel schräg gestellt werden wie die Lagerstuhlschraube, wodurch die Einleitung der Querkraft durch die Lagerstuhlschrauben vermieden werden kann. Darunter, dass „die Kontaktfläche zumindest im Wesentlichen senkrecht zu der Lagerstuhlschraube angeordnet ist” soll insbesondere verstanden werden, dass die zumindest eine Normale der Kontaktfläche und die Längsachse der Lagerstuhlschraube zumindest im Wesentlichen parallel zueinander orientiert sind. Unter „im Wesentlichen” soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Abweichung von einer senkrechten oder einer parallelen Orientierung verstanden werden, die maximal 20 Grad, vorteilhaft maximal 10 Grad und besonders vorteilhaft maximal 5 Grad beträgt.
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Weiter wird eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs mit einer erfindungsgemäßen Kurbelwellenlagerung vorgeschlagen, wodurch eine verschleißarme Brennkraftmaschine mit einer stabilen Kurbelwellenlagerung bereitgestellt werden kann.
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Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn die Kurbelwellenlagerung zur Ausbildung eines geschränkten Kurbeltriebs vorgesehen ist, wodurch eine Laufruhe, insbesondere im Leerlauf, verbessert werden kann. Ferner kann dadurch eine kompakte, verbrauchsarme Brennkraftmaschine bereitgestellt werden. Unter einem „geschränkten Kurbeltrieb” soll insbesondere verstanden werden, dass zwischen einer Mitte der Kurbelwelle und einer Mitte von Kolben der Brennkraftmaschine ein Versatz vorliegt.
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Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Figurenbeschreibung. In der einzigen Figur ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Figur, die Figurenbeschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
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1 zeigt stark schematisiert einen Teil einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs. Die Brennkraftmaschine weist einen Zylinderkopf 19, ein Kurbelgehäuse 10 und eine Kurbelwellenlagerung 20 auf. Zur Ausbildung einer Brennkraftmaschine in Leichtbauweise besteht das Kurbelgehäuse 10 aus einem Leichtmetall. Das Kurbelgehäuse 10 ist aus Aluminium. Die Kurbelwellenlagerung 20 bildet einen geschränkten Kurbeltrieb aus. Die Brennkraftmaschine weist ein geschränktes, hochbelastetes Triebwerk auf.
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Die Kurbelwellenlagerung 20 weist einen zweiteiligen Lagerstuhl 11 auf, der eine nicht dargestellte Kurbelwelle der Brennkraftmaschine drehbar aufnimmt. Dazu umfasst die Kurbelwellenlagerung 20 ein nicht dargestelltes Wälzlager. Um einen Verzug des Kurbelgehäuses 10 zu vermeiden, ist der Lagerstuhl 11 separat zu dem Kurbelgehäuse 10 ausgebildet. Der Lagerstuhl 11 weist ein Lagerstuhloberteil 12 und ein Lagerstuhlunterteil 13 auf, die jeweils als eine Halbschale ausgebildet sind. Das Lagerstuhloberteil 12 und das Lagerstuhlunterteil 13 berühren sich gegenseitig in einer Kontaktfläche 14. Das Lagerstuhloberteil 12 weist eine dem Lagerstuhlunterteil 13 zugewandte Fläche und das Lagerstuhlunterteil 13 eine dem Lagerstuhloberteil 12 zugewandte Fläche auf, die aufeinander anliegen und dadurch die Kontaktfläche 14 ausbilden. Die Kontaktfläche 14 bildet damit eine Trennfläche bzw. eine Trennstelle des Lagerstuhls 11 aus, in der der Lagerstuhl 11 in den Lagerstuhloberteil 12 und den Lagerstuhlunterteil 13 geteilt ist. In diesem Ausführungsbeispiel liegt die Kontaktfläche 14 in einer Ebene. Grundsätzlich ist es aber auch denkbar, dass die Kontaktfläche 14 auf der einen Seite der Kurbelwelle und die Kontaktfläche 14 auf der andere Seite der Kurbelwelle auf verschiedenen Ebenen liegen.
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Zur Befestigung des Lagerstuhloberteils 12 an dem Kurbelgehäuse 10 weist die Kurbelwellenlagerung 20 Zylinderkopfschrauben 15, 16 auf, die gleichzeitig den Zylinderkopf 19 an dem Kurbelgehäuse 10 befestigen. Die Zylinderkopfschrauben 15, 16 verlaufen entlang einer Hochachse 21 der Brennkraftmaschine durch den Zylinderkopf 19 und bis zu dem Lagerstuhloberteil 12 durch das Kurbelgehäuse 10. Die Hochachse 21 ist dabei parallel zu einer Kolbenbewegungsrichtung, in die sich Kolben der Brennkraftmaschine in einem Betrieb bewegen, orientiert. Die Zylinderkopfschrauben 15, 16 greifen dabei in das Lagerstuhloberteil 12 ein. Sie sind in das Lagerstuhloberteil 12 von oben eingeschraubt. Die Zylinderkopfschrauben 15, 16 weisen jeweils eine Längsachse 22, 23 auf, die parallel zueinander orientiert sind. Die Längsachsen 22, 23 sind senkrecht zur Hochachse 21 der Brennkraftmaschine orientiert.
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Zur Befestigung des Lagerstuhlunterteils 13 an dem Lagerstuhloberteil 12 weist die Kurbelwellenlagerung 20 Lagerstuhlschrauben 17, 18 auf, die schräg zu den Zylinderkopfschrauben 15, 16 angeordneten sind. Die Lagerstuhlschrauben 17, 18 sind schräg zu der Hochachse 21 der Brennkraftmaschine angeordnet. Sie sind damit schräg zu der Kolbenbewegungsrichtung angeordnet. Den Lagerstuhlschrauben 17, 18 fehlt relativ zu den Zylinderkopfschrauben 15, 16 eine parallele und senkrechte Anordnung. Zur Verschraubung greifen die Lagerstuhlschrauben 17, 18 durch das Lagerstuhlunterteil 13 hindurch und greifen in das Lagerstuhloberteil 12 ein. Die Lagerstuhlschrauben 17, 18 durchqueren dabei die Kontaktfläche 14, in der sich das Lagerstuhloberteil 12 und das Lagerstuhlunterteil 13 gegenseitig kontaktieren. Das Lagerstuhloberteil 12 und das Lagerstuhlunterteil 13 berühren sich gegenseitig jeweils um die Lagerstuhlschrauben 17, 18 herum. Die Lagerstuhlschrauben 17, 18 sind jeweils um den Umfang herum von der Kontaktfläche 14 umgeben. Die Lagerstuhlschrauben 17, 18 sind von unten schräg in das Lagerstuhloberteil 12 eingeschraubt. Die Lagerstuhlschrauben 17, 18 weisen jeweils eine Längsachse 24, 25 auf, die schräg zu den Längsachsen 22, 23 der Zylinderkopfschrauben 15, 16 orientiert sind. Die Längsachse 24, 25 der Lagerstuhlschrauben 17, 18 sind dabei parallel zueinander orientiert. Die Längsachsen 24, 25 der Lagerstuhlschrauben 17, 18 weisen jeweils zu den Längsachsen 22, 23 der Zylinderkopfschrauben 15, 16 einen Winkel 26 ungleich Null und ungleich 90° auf. Dabei schneiden sich die Längsachse 24 der Lagerstuhlschraube 17 und die Längsachse 22 der Zylinderkopfschraube 15 in einem Schnittpunkt 29 und die Längsachse 25 der Lagerstuhlschraube 18 und die Längsachse 23 der Zylinderkopfschraube 16 in einem Schnittpunkt 30.
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Zur Erhöhung einer Festigkeit des Lagerstuhls 11 ist die Kontaktfläche 14, in der sich das Lagerstuhloberteil 12 und das Lagerstuhlunterteil 13 gegenseitig berühren, schräg zu den Zylinderkopfschrauben 15, 16 angeordnet. Die Kontaktfläche 14 ist schräg zur Hochachse 21 orientiert. Sie ist schräg zu der Kolbenbewegungsrichtung angeordnet. Der Kontaktfläche 14 fehlt relativ zu den Zylinderkopfschrauben 15, 16 eine parallele und senkrechte Anordnung. Die Längsachsen 22, 23 der Zylinderkopfschrauben 15, 16 und die Kontaktfläche 14 weisen einen Winkel 27 ungleich 90° zueinander auf. Dabei weist die Kontaktfläche 14 lediglich Normalen auf, die schräg zu den Längsachsen 22, 23 der Zylinderkopfschrauben 15, 16 orientiert sind.
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Um zu vermeiden, dass durch die Verschraubung mittels den Lagerstuhlschrauben 17, 18 Querkräfte in den Lagerstuhl 11 eingeleitet werden, ist die Kontaktfläche 14 senkrecht zu den Lagerstuhlschrauben 17, 18 angeordnet. Die Längsachsen 24, 25 der Lagerstuhlschrauben 17, 18 und die Kontaktfläche 14 weisen einen Winkel 28 von 90° zueinander auf. Dabei weist die Kontaktfläche 14 lediglich Normalen auf, die parallel zu den Längsachsen 24, 25 der Lagerstuhlschrauben 17, 18 orientiert sind.
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Eine Anliegefläche 31 des Lagerstuhlunterteils 13, an dem Schraubköpfe der Lagerstuhlschrauben 17, 18 anliegen, ist ebenfalls schräg zu den Zylinderkopfschrauben 15, 16 angeordnet. Die Anliegefläche 31 ist in dem selben Winkel 27 schräg zu den Zylinderkopfschrauben 15, 16 orientiert, wie die Kontaktfläche 14. Die Anliegefläche 31 ist senkrecht zu den Lagerstuhlschrauben 17, 18 angeordnet. Die Kontaktfläche 14 und die Anliegefläche 31 sind parallel zueinander orientiert. Dabei sind die Anliegefläche 31 des Lagerstuhlunterteils 13 und die Kontaktfläche 14 des Lagerstuhlunterteils 13 einander abgewandt.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Kurbelgehäuse
- 11
- Lagerstuhl
- 12
- Lagerstuhloberteil
- 13
- Lagerstuhlunterteil
- 14
- Kontaktfläche
- 15
- Zylinderkopfschraube
- 16
- Zylinderkopfschraube
- 17
- Lagerstuhlschraube
- 18
- Lagerstuhlschraube
- 19
- Zylinderkopf
- 20
- Kurbelwellenlagerung
- 21
- Hochachse
- 22
- Längsachse
- 23
- Längsachse
- 24
- Längsachse
- 25
- Längsachse
- 26
- Winkel
- 27
- Winkel
- 28
- Winkel
- 29
- Schnittpunkt
- 30
- Schnittpunkt
- 31
- Anliegefläche
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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