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Die Erfindung betrifft ein Kurbelgehäuse für eine Brennkraftmaschine, wobei in wenigstens einem Zylinder der Brennkraftmaschine eine Zylinderlaufbuchse eingesetzt ist, die zumindest eine Pulsationsöffnung zur Strömungsführung aufweist.
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Das Kurbelgehäuse ist Bestandteil der Brennkraftmaschine. Diese weist beispielsweise zusätzlich einen Zylinderkopf auf, welcher mit dem Kurbelgehäuse verbunden ist und den wenigstens einen Zylinder abschließt beziehungsweise verschließt. Bevorzugt weist die Brennkraftmaschine selbstverständlich mehrere Zylinder auf, welche wenigstens teilweise, insbesondere vollständig, in dem Kurbelgehäuse ausgebildet sind. Um die Dauerfestigkeit der Brennkraftmaschine zu verbessern, ist in wenigstens einem der Zylinder, insbesondere in jedem Zylinder, eine Zylinderlaufbuchse eingesetzt. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn das Kurbelgehäuse aus einem Leichtmetall beziehungsweise einer Leichtmetalllegierung, beispielsweise Aluminium beziehungsweise einer Aluminiumlegierung, besteht. Die Zylinderlaufbuchse besteht bevorzugt aus einem festeren Material als das Kurbelgehäuse, beispielsweise aus Eisen beziehungsweise Stahl. Besonders bevorzugt ist die Zylinderlaufbuchse aus Grauguss hergestellt.
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Die Brennkraftmaschine wird betrieben, indem in einen Brennraum des Zylinders Kraftstoff und Luft eingebracht wird, beispielsweise in Form eines Kraftstoff-Luft-Gemischs. Nachfolgend wird der Kraftstoff gezündet, sodass er zusammen mit der Luft verbrennt. Dadurch wird ein in dem Zylinder längsverschieblich angeordneter Kolben nach unten gedrängt. Auf der dem Brennraum abgewandten Seite des Kolbens entstehend durch dessen zyklische Bewegungen Druckpulsationen. Um diese auszugleichen, ist häufig eine Ventilationsbohrung in dem Kurbelgehäuse vorgesehen, welche zwei der Zylinder der Brennkraftmaschine strömungstechnisch miteinander verbindet, jeweils in einem Bereich, welcher bei jeder Stellung des Kolbens auf dessen dem Brennraum abgewandter Seite liegt. Durch die Ventilationsbohrung kann in dem Kurbelgehäuse vorliegende Luft zwischen den Zylindern strömen, um einen Druckausgleich zu bewirken. Auch in der Zylinderlaufbuchse ist eine Öffnung vorgesehen, nämlich die Pulsationsöffnung, welche ebenfalls der Strömungsführung dient.
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Aus dem Stand der Technik ist beispielsweise die Druckschrift
DE 10 2006 028 801 A1 bekannt, welche ein Kurbelgehäuse zeigt, bei welchem Zylinderlaufbuchsen im Bereich einer Öffnung eine Ausnehmung aufweisen, die nahezu bis zu einem unteren Umkehrpunkt des Kolbenringes reicht.
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Insbesondere durch die Ausbildung der Pulsationsöffnung in der Zylinderlaufbuchse kann es jedoch vorkommen, dass die Zylinderlaufbuchse in axialer Richtung – bezogen auf eine Längsmittelachse des jeweiligen Zylinders – ungewollt wandert, sich also verlagert, obwohl die Zylinderlaufbuchse bevorzugt mit ihrem unteren Rand an einem ortsfesten Anschlag des Kurbelgehäuses anliegt. Der genaue Hintergrund dieses „Buchsenwanderns” ist bislang unbekannt.
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Es ist nun Aufgabe der Erfindung, ein Kurbelgehäuse vorzustellen, bei welchem dieses Buchsenwandern auch bei dem Vorliegen einer oder mehrerer Pulsationsöffnungen weitestgehend vermieden wird.
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Dies wird erfindungsgemäß mit einem Kurbelgehäuse mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Dabei ist vorgesehen, dass die Pulsationsöffnung randgeschlossen in einer Wandung der Zylinderlaufbuchse ausgebildet ist. Das bedeutet, dass die Pulsationsöffnung die Ränder der Zylinderlaufbuchse, insbesondere den unteren Rand, nicht durchgreift, sondern vielmehr beabstandet von diesem in der Zylinderlaufbuchse vorliegt. Mit einer derartigen Ausgestaltung der Pulsationsöffnung wird eine bessere Formstabilität der Zylinderlaufbuchse in radialer Richtung, wiederum bezogen auf die Längsmittelachse des Zylinders, erzielt. Aufgrund dieser höheren Formstabilität wird die Flächenpressung zwischen der Zylinderlaufbuchse und einer Innenwandung des jeweiligen Zylinders im Bereich des unteren Rands vergrößert, sodass die Zylinderlaufbuchse zuverlässig in dem Zylinder festgesetzt ist.
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Dies ist insbesondere dann der Fall, falls in dem Zylinder auf der der Brennkammer abgewandten Seite des Kolbens ein Anschlag vorgesehen ist, an welchem die Zylinderlaufbuchse in axialer Richtung anliegt, sodass ihre Bewegung in axialer Richtung zumindest in die von der Brennkammer abgewandten Richtung verhindert wird. Der Anschlag kann beispielsweise in Form eines nach innen ragenden Haltestegs beziehungsweise Radialvorsprungs vorliegen. Dieser Haltesteg ist beispielsweise in Umfangsrichtung vollständig umlaufend ausgeführt. Selbstverständlich kann der Haltesteg jedoch auch unterbrochen ausgestaltet sein, sodass er insoweit aus mehreren in Umfangsrichtung voneinander beabstandeten Haltestegsegmenten besteht. Bevorzugt weist der Haltesteg in radialer Richtung Abmessungen auf, welche der Wandstärke der Zylinderlaufbuchse entsprechen oder kleiner sind als diese.
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Wie bereits eingangs ausgeführt, besteht das Kurbelgehäuse bevorzugt aus Leichtmetall beziehungsweise einer Leichtmetalllegierung. Als Leichtmetall kommt beispielsweise Aluminium zum Einsatz. Die Zylinderlaufbuchse besteht dagegen bevorzugt aus Eisen beziehungsweise Stahl, beispielsweise Grauguss; das Material der Zylinderlaufbuchse weist also bevorzugt eine höhere Festigkeit auf als das Material des Kurbelgehäuses. Die Zylinderlaufbuchse weist beispielsweise eine Wandstärke von 0,5 mm bis 3 mm, insbesondere von 1 mm bis 2 mm, auf. Sie ist mithin bevorzugt als Dünnwandzylinderlaufbuchse ausgebildet. Die Zylinderlaufbuchse wird beispielsweise in den Zylinder thermisch gefügt beziehungsweise eingeschrumpft. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn die Brennkraftmaschine kompakt baut, sodass zwischen den Zylindern lediglich ein geringer Zylinderabstand vorliegt, welcher zu sehr dünnen Stegen zwischen den Zylindern führt.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Pulsationsöffnung mit einer Ventilationsbohrung des Kurbelgehäuses fluchtet. Darunter ist zu verstehen, dass nach einer Montage der Zylinderlaufbuchse in dem Zylinder die Pulsationsöffnung im Bereich der Ventilationsbohrung vorliegt, sodass Fluid aus dem Zylinder durch die Pulsationsöffnung hindurch zu der Ventilationsbohrung gelangen und in diese eintreten kann. Die Ventilationsbohrung liegt bevorzugt in dem vorstehend beschriebenen Steg vor, welcher jeweils zwei der Zylinder der Brennkraftmaschine voneinander separiert. Mithilfe der Ventilationsbohrung kann ein Druckausgleich zwischen diesen Zylindern hergestellt werden. Wie bereits angedeutet, mündet die Ventilationsbohrung dabei jeweils in Bereiche der Zylinder ein, welche bei jeder Stellung des Kolbens auf der der Brennkammer abgewandten Seite des Kolbens vorliegen. Mithilfe der Ventilationsbohrung können die durch die zyklische Bewegung der Kolben entstehenden Druckpulsationen ausgeglichen werden. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn die Kolben, welche in den über die Ventilationsbohrungen miteinander verbundenen Zylindern angeordnet sind, zumindest zeitweise unterschiedliche Bewegungsrichtungen aufweisen.
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Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Pulsationsöffnung und die Ventilationsbohrung unterschiedliche Strömungsquerschnitte aufweisen. Durch geeignete Wahl der Durchströmungsquerschnitte wird sichergestellt, dass das Fluid ohne oder zumindest nahezu ohne Strömungsverluste durch die Pulsationsöffnung zu der Ventilationsbohrung gelangen kann. Mithilfe der unterschiedlichen Strömungsquerschnitte können dabei beispielsweise bei der Montage der Zylinderlaufbuchse auftretende Positionstoleranzen ausgeglichen werden. Beispielsweise verfügt die Pulsationsöffnung über einen größeren Strömungsquerschnitt als die Ventilationsbohrung. Auch umgekehrte Größenverhältnisse können jedoch vorgesehen sein.
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Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Pulsationsöffnung im Bereich eines unteren Rands der Zylinderlaufbuchse angeordnet ist. Der untere Rand liegt an der der Brennkammer des Zylinders abgewandten Seite der Zylinderlaufbuchse vor. Insbesondere ist der untere Rand also einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine zugewandt. Wie bereits erwähnt, kann der untere Rand an dem Anschlag des Zylinders anliegen, um eine positionssichere Anordnung der Zylinderlaufbuchse in dem Zylinder zu erzielen.
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Dabei kann es beispielsweise vorgesehen sein, dass die Pulsationsöffnung bezogen auf eine Gesamtlänge der Zylinderlaufbuchse höchstens 1%, höchstens 2,5%, höchstens 5% oder höchstens 10% von dem unteren Rand entfernt ist. Ein zwischen der Pulsationsöffnung und dem unteren Rand verbleibender Steg weist also eine Breite in axialer Richtung – bezogen auf die Längsmittelachse des Zylinders – auf, welche einen bestimmten Anteil der Gesamtlänge der Zylinderlaufbuchse in eben dieser axialen Richtung entspricht. Der Anteil ist dabei höchstens 1%, höchstens 2,5%, höchstens 5% oder höchstens 10%. Selbstverständlich können jedoch auch andere Werte vorgesehen sein.
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Schließlich kann es vorgesehen sein, dass der untere Rand kreisringförmig ist. Er ist also zum einen rund und zum anderen weist er eine ebene Abstützfläche auf, welche beispielsweise auf dem beschriebenen Anschlag zur positionssicheren Anordnung der Zylinderlaufbuchse anliegt. Alternativ kann der untere Rand selbstverständlich uneben sein, insbesondere eine Wellenform oder dergleichen aufweisen.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne dass eine Beschränkung der Erfindung erfolgt. Dabei zeigt:
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1 eine erste Ansicht einer Zylinderlaufbuchse, die in einem Zylinder eines Kurbelgehäuses einer Brennkraftmaschine eingesetzt ist, und
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2 eine zweite Ansicht der Zylinderlaufbuchse.
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Die 1 zeigt eine erste Ansicht eines Kurbelgehäuses 1, von welchem lediglich eine Zylinderlaufbuchse 2 dargestellt ist. Angedeutet ist zudem eine Längsmittelachse 3 der Zylinderlaufbuchse 2 beziehungsweise eines in dem Kurbelgehäuse 1 ausgebildeten Zylinders, in dem die Zylinderlaufbuchse 2 angeordnet ist. Das Kurbelgehäuse 1 bildet einen Bestandteil einer Brennkraftmaschine und ist beispielsweise mit einem Zylinderkopf verbunden. Letzterer begrenzt die in dem Kurbelgehäuse ausgebildeten Zylinder in wenigstens einer Richtung.
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Die Zylinderlaufbuchse 2 weist eine Wandung 4 mit einer Stärke von beispielsweise 0,5 mm bis 3 mm, bevorzugt von 1 mm bis 2 mm, auf. Sie ist im Querschnitt gesehen – also in einem Schnitt senkrecht zu der Längsmittelachse 3 – bevorzugt rund. Im Bereich eines unteren Rands 5 der Zylinderlaufbuchse 2 ist in der Wandung 4 wenigstens eine Pulsationsöffnung 6 ausgebildet. Bevorzugt liegen mehrere Pulsationsöffnungen 6 vor, welche in Umfangsrichtung (bezogen auf die Längsmittelachse 3) voneinander beabstandet sind. Insbesondere sind die mehreren Pulsationsöffnungen 6 gleichmäßig über den Umfang der Zylinderlaufbuchse 2 verteilt angeordnet und weisen identische Abmessungen auf. Die Pulsationsöffnung 6 fluchtet bevorzugt mit einer hier nicht dargestellten Ventilationsbohrung des Kurbelgehäuses 1. Das bedeutet, dass nach einer Montage der Zylinderlaufbuchse 2 in dem jeweiligen Zylinder des Kurbelgehäuses 1 beziehungsweise der Brennkraftmaschine die Ventilationsbohrung im Bereich der Pulsationsöffnung 6 vorliegt. Dabei weist die Pulsationsöffnung 6 bevorzugt einen Strömungsquerschnitt auf, der von dem Strömungsquerschnitt der Ventilationsbohrung verschieden ist. Beispielsweise ist der Strömungsquerschnitt der Pulsationsöffnung 6 größer. Alternativ kann er jedoch auch kleiner sein.
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Die Zylinderlaufbuchse 2 weist in axialer Richtung eine Länge L auf. Die Erstreckung der Pulsationsöffnung 6 in axialer Richtung ist durch die Länge l bezeichnet, während ihre Entfernung von dem unteren Rand 5 mit d gekennzeichnet ist. Die Entfernung d beträgt bezogen auf die Gesamtlänge L der Zylinderlaufbuchse 2 höchstens 1%, höchstens 2,5%, höchstens 5% oder höchstens 10%. Die Länge l dagegen beträgt beispielsweise mindestens 2,5%, mindestens 5%, mindestens 7,5% oder mindestens 10% der Gesamtlänge L. Beispielsweise erstreckt sich die Pulsationsöffnung 6 in Umfangsrichtung über mindestens 10%, mindestens 15%, mindestens 20% oder mindestens 25% des Umfangs der Zylinderlaufbuchse 2.
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Die 2 zeigt die Zylinderlaufbuchse 2 in einer weiteren Ansicht. Es wird nun deutlich, dass zwei gegenüberliegende Pulsationsöffnungen 6 vorgesehen sind, welche zueinander identische Abmessungen aufweisen. Ansonsten wird auf die vorstehenden Ausführungen verwiesen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kurbelgehäuse
- 2
- Zylinderlaufbuchse
- 3
- Längsmittelachse
- 4
- Wandung
- 5
- Rand
- 6
- Pulsationsöffnung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102006028801 A1 [0004]
