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Die Erfindung betrifft einen Zylinderblock für eine Hubkolbenbrennkraftmaschine, aufweisend eine Open-Deck-Konstruktion mit einem Blockgehäuse und wenigstens einer in das Blockgehäuse eingesetzten Zylinderlaufbuchse. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Hubkolbenbrennkraftmaschine.
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In Hubkolbenbrennkraftmaschinen wird unter anderem eine Open-Deck-Konstruktion realisiert, bei der Zylinderlaufbuchsen eines Zylinderblocks derart in ein Blockgehäuse des Zylinderblocks eingesetzt sind, dass zwischen den Zylinderlaufbuchsen und dem Blockgehäuse ein durchgehender Kühlmittelraum ausgebildet ist. Durch diese freistehende Anordnung der Zylinderlaufbuchsen ist der Kühlmittelraum in einem an eine Deckplattenfläche des Zylinderblocks angrenzenden oberen Zylinderbereich offen, so dass auch in dem oberen Zylinderbereich eine ausreichende Kühlwirkung vorhanden ist. Der Kühlmittelraum kann bei einer Montage der Hubkolbenbrennkraftmaschine mittels einer speziellen Zylinderkopfdichtung verschlossen werden.
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Die Bauteile eines Zylinderblocks mit Open-Deck-Konstruktion werden üblicherweise unter Verwendung eines Hochdruckgießverfahrens mit Dauerformen hergestellt. Solche Verfahren sind nicht dazu geeignet, Hinterschneidungen auszubilden, was nicht vorteilhaft bezüglich bestimmter Maschineneigenschaften ist. Beispielsweise kann eine Zylinderlaufbuchse ohne solche Hinterschneidungen unter mechanischer Belastung leicht verformt werden, was es möglichst weitgehend zu verhindern gilt, beispielsweise um die Erzeugung von Blow-by-Gasen zu reduzieren. Da die Zylinderlaufbuchsen in dem oberen Zylinderbereich nicht radial abgestützt sind, können die Zylinderlaufbuchsen in dem oberen Zylinderbereich besonders stark verformt werden.
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Die
KR 100 765 955 B1 offenbart eine Hülseneinheit mit einer Hülseneinheitsstützvorrichtung. An einer quadratischen Platte sind mehrere kreisförmige Löcher ausgebildet. Mehrere Verstärkungsstab-Stützstangen sind mit einem vorbestimmten Abstand um die Platte herum angeordnet. Verstärkungsstangen sind zwischen Verstärkungsstab-Stützstangen, zwischen dem jeweiligen Verstärkungsstab-Stützstab und einer jeweiligen Hülse und zwischen den Hülsen verteilt angeordnet. Die Hülseneinheitsstützvorrichtung weist lange, quadratische Körper zum Tragen der Hülseneinheit, eine Vielzahl von Stützplatten, die an einer Oberseite der Körper befestigt sind, Muttern und Bolzen auf, die mit den Muttern verbunden sind.
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Die US 2004 / 0 231 630 A1 offenbart eine Hubkolbenbrennkraftmaschine mit Ersatzzylinderlaufbuchsen, die größer als die ursprünglichen Zylinderlaufbuchsen sind und in der Nähe ihrer oberen Enden durch eine Aluminiumlegierungsplatte mit einem durchgehenden Flansch, der in einen Zylinderblock ragt, seitlich gestützt werden. Der Flansch hat eine innere Umfangsfläche mit einem Profil, das passend in die oberen äußeren zylindrischen Flächen der Ersatzzylinderlaufbuchsen eingreift, um den Ersatzzylinderlaufbuchsen einen seitlichen Halt zu geben und Wärme von den Ersatzzylinderlaufbuchsen auf ein Kühlmittel und den Zylinderblock zu übertragen.
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Die
DE 198 47 865 A1 offenbart eine Zylinderlaufbuchse für eine Brennkraftmaschine mit einem Zylinderkopf, der über Zylinderkopfschrauben mit einem Kurbelgehäuse zur Aufnahme einer Zylinderlaufbuchse verbunden ist, die von einem Stützring konzentrisch umgeben ist, die sich bis in den oberen Totpunktbereich der Brennkraftmaschine erstreckt. Das eine Ende des Stützrings liegt ebenso wie das eine Ende des Kurbelgehäuses im oberen Totpunktbereich in etwa auf einer Querebene und bildet eine annähernd durchgehende, plane Dichtfläche, gegen die der Zylinderkopf mittel- oder unmittelbar anliegt. Das eine im Totpunktbereich liegende Ende der Zylinderlaufbuchse ist mit Abstand zur Unterseite des Zylinderkopfs angeordnet.
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Die
CN 103 807 046 A offenbart eine Zylinderlaufbuchse mit einem Zylinderlaufbuchsenkörper, an dessen oberen Ende eine Stützschulter angeordnet ist und an dessen Außenmantelfläche mehrere umlaufende Nuten angeordnet sind.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verformung von Zylinderlaufbuchsen eines Zylinderblocks mit Open-Deck-Konstruktion zu reduzieren.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch einen Zylinderblock mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst, der wenigstens eine an dem Blockgehäuse ausgebildete Gewindedurchgangsbohrung, deren Längsmittelachse bezüglich einer Längsmittelachse der Zylinderlaufbuchse radial verläuft, und wenigstens einen in die Gewindedurchgangsbohrung eingeschraubten Gewindebolzen aufweist, wobei der Gewindebolzen in radial abstützendem Kontakt mit einer Außenmantelfläche der Zylinderlaufbuchse steht.
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Es ist darauf hinzuweisen, dass die in der nachfolgenden Beschreibung einzeln aufgeführten Merkmale sowie Maßnahmen in beliebiger technisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen. Die Beschreibung charakterisiert und spezifiziert die Erfindung insbesondere im Zusammenhang mit der Figur zusätzlich.
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Erfindungsgemäß ist die Zylinderlaufbuchse mittels des Gewindebolzens außen radial an dem Blockgehäuse abgestützt, wodurch Verformungen der Zylinderlaufbuchse weitestgehend reduziert werden. Hierdurch kann die Dauerhaftigkeit des Zylinderblocks verbessert werden. Zudem kann die Erzeugung von Blow-by-Gasen reduziert werden.
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Die Gewindedurchgangsbohrung ist eine Gewindebohrung in Form einer Durchgangsbohrung an dem Blockgehäuse, durch die der Gewindebolzen hindurchgeführt ist, um in körperlichen Kontakt mit der Zylinderlaufbuchse gebracht werden zu können und gleichzeitig von außerhalb des Blockgehäuses zugänglich zu sein. Hierzu kann an einem außerhalb des Blockgehäuses angeordneten Bolzenabschnitt des Gewindebolzens wenigstens eine Mitnehmerkontur zur Betätigung des Gewindebolzens mittels eines Werkzeugs angeordnet sein. Die Mitnehmerkontur kann an einem endseitigen Bolzenkopf des Gewindebolzens ausgebildet sein. Die Stärke der radialen Abstützung der Zylinderlaufbuchse kann über ein Anziehmoment eingestellt werden, mit dem der Gewindebolzen angezogen wird. Die Gewindeverbindung zwischen dem Blockgehäuse und dem Gewindebolzen kann selbsthemmend ausgebildet sein, um zu verhindern, dass sich der Gewindebolzen, beispielsweise aufgrund von betriebsbedingten Vibrationen, selbststätig löst.
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Der Zylinderblock kann auch zwei oder mehrere in das Blockgehäuse eingesetzte Zylinderlaufbuchsen aufweisen, die in einer Reihe nebeneinander angeordnet und miteinander verbunden sein können. Der Zylinderblock kann für jede Zylinderlaufbuchse wenigstens einen eigenen Gewindebolzen oder für wenigstens zwei Zylinderlaufbuchsen wenigstens einen gemeinsamen Gewindebolzen aufweisen.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Zylinderblock wenigstens eine an dem Blockgehäuse ausgebildete weitere Gewindedurchgangsbohrung, deren Längsmittelachse bezüglich der Längsmittelachse der Zylinderlaufbuchse radial verläuft und die umfangsversetzt zu der Gewindedurchgangsbohrung angeordnet ist, und wenigstens einen in die weitere Gewindedurchgangsbohrung eingeschraubten weiteren Gewindebolzen auf, wobei der weitere Gewindebolzen in radial abstützendem Kontakt mit der Außenmantelfläche der Zylinderlaufbuchse steht. Hierdurch kann die radiale Abstützung der Zylinderlaufbuchse weiter verbessert werden, insbesondere durch eine gleichmäßigere Verteilung der mittels der Gewindebolzen in die Zylinderlaufbuchse eingeleiteten mechanischen Kräfte.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass die Gewindebolzen um einen Winkel umfangsversetzt zueinander angeordnet sind, der kleiner als 90° ist. Hierdurch kann die Zylinderlaufbuchse radial einseitig mittels der beiden Gewindebolzen abgestützt werden.
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Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist der Zylinderblock mehrere in Reihe nebeneinander angeordnete und miteinander verbundene Zylinderlaufbuchsen auf, wobei die Gewindebolzen in radial abstützendem Kontakt mit der Außenmantelfläche derjenigen Zylinderlaufbuchse stehen, die ein Ende der durch die Zylinderlaufbuchsen gebildeten Reihe bildet. Hierdurch kann die gesamte Reihe aus Zylinderlaufbuchsen mittels der Gewindebolzen abgestützt werden, indem sich die Zylinderlaufbuchsen zusätzlich paarweise aneinander abstützen. Die Zylinderlaufbuchsen können monolithisch miteinander verbunden sein.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung stehen die Gewindebolzen in radial abstützendem Kontakt mit einem den übrigen Zylinderlaufbuchsen abgewandten Flächenabschnitt der Außenmantelfläche der Zylinderlaufbuchse. Hierdurch wird die Reihe aus Zylinderlaufbuchsen endseitig mittels der Gewindebolzen abgestützt. Eine solche Abstützung kann zusätzlich auch an dem anderen Ende der Reihe aus Zylinderlaufbuchsen gegeben sein.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass die Gewindebolzen in radial abstützendem Kontakt mit einem zylinderkopfseitig angeordneten oberen Zylinderabschnitt der Zylinderlaufbuchse stehen. Dies ist von Vorteil, da der obere Zylinderbereich am anfälligsten für Verformungen ist und somit einer radialen Abstützung am meisten bedarf.
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Selbstverständlich ist die Gewindedurchgangsbohrung durch Zusammenwirken mit dem Gewindebolzen mediumdicht, insbesondere flüssigkeitsdicht, bevorzugt kühlmitteldicht abgeschlossen. Dazu reicht grundsätzlich das Einschrauben des Gewindebolzens in die Gew8indedurchgangsbohrung, wobei aber auch zusätzliche Abdichtmaßnahmen vorgesehen werden können.
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Die obige Aufgabe wird zudem durch eine Hubkolbenbrennkraftmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 7 gelöst, die wenigstens einen Zylinderblock nach einer der oben genannten Ausgestaltungen oder einer Kombination von wenigstens zwei dieser Ausgestaltungen miteinander aufweist.
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Die Hubkolbenbrennkraftmaschine kann ein Ottomotor oder ein Dieselmotor sein. Das Kraftfahrzeug kann ein herkömmliches bzw. konventionelles Kraftfahrzeug oder ein Hybridelektrofahrzeug sein.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der folgenden Figurenbeschreibung offenbart. Es zeigt
- 1 eine schematische und perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels für einen erfindungsgemäßen Zylinderblock.
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1 zeigt eine schematische und perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels für einen erfindungsgemäßen Zylinderblock 1 für eine nicht gezeigte Hubkolbenbrennkraftmaschine.
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Der Zylinderblock 1 weist eine Open-Deck-Konstruktion mit einem Blockgehäuse 2 und mehreren in das Blockgehäuse 2 eingesetzten Zylinderlaufbuchsen 3 auf. Die Zylinderlaufbuchsen 3 sind in einer Reihe nebeneinander angeordnete und miteinander verbunden.
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Zudem weist der Zylinderblock 1 eine an dem Blockgehäuse 2 ausgebildete Gewindedurchgangsbohrung 4 auf, deren Längsmittelachse 5 bezüglich einer Längsmittelachse 6 der in 1 rechts gezeigten Zylinderlaufbuchse 3 radial verläuft. Des Weiteren weist der Zylinderblock 1 einen in die Gewindedurchgangsbohrung 4 eingeschraubten Gewindebolzen 7 auf, der in radial abstützendem Kontakt mit einer Außenmantelfläche 8 der Zylinderlaufbuchse 3 steht.
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Darüber hinaus weist der Zylinderblock 1 eine an dem Blockgehäuse 2 ausgebildete weitere, in 1 verdeckt angeordnete Gewindedurchgangsbohrung auf, deren Längsmittelachse 9 bezüglich der Längsmittelachse 6 der Zylinderlaufbuchse 3 radial verläuft und die umfangsversetzt zu der Gewindedurchgangsbohrung 4 angeordnet ist. Zudem weist der Zylinderblock 1 einen in die weitere Gewindedurchgangsbohrung eingeschraubten weiteren Gewindebolzen 10 auf, der in radial abstützendem Kontakt mit der Außenmantelfläche 8 der Zylinderlaufbuchse 3 steht. Dabei sind die Gewindebolzen 7 und 10 um einen Winkel α umfangsversetzt zueinander angeordnet sind, der kleiner als 90° ist.
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Wie 1 zeigt, stehen die Gewindebolzen 7 und 10 in radial abstützendem Kontakt mit der Außenmantelfläche 8 derjenigen Zylinderlaufbuchse 3, die ein Ende der durch die Zylinderlaufbuchsen 3 gebildeten Reihe bildet. Zudem stehen die Gewindebolzen 7 und 10 in radial abstützendem Kontakt mit einem den übrigen Zylinderlaufbuchsen 3 abgewandten Flächenabschnitt der Außenmantelfläche 8 der in 1 rechts gezeigten Zylinderlaufbuchse 3. Ferner stehen die Gewindebolzen 7 und 10 in radial abstützendem Kontakt mit einem zylinderkopfseitig angeordneten oberen Zylinderabschnitt dieser Zylinderlaufbuchse 3.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Zylinderblock
- 2
- Blockgehäuse
- 3
- Zylinderlaufbuchse
- 4
- Gewindedurchgangsbohrung
- 5
- Längsmittelachse von 4
- 6
- Längsmittelachse von 2
- 7
- Gewindebolzen
- 8
- Außenmantelfläche von 2
- 9
- Längsmittelachse
- 10
- Gewindebolzen
- α
- Winkel zwischen 7 und 10
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- KR 100765955 B1 [0004]
- DE 19847865 A1 [0006]
- CN 103807046 A [0007]
