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Die Erfindung betrifft ein Kurbelgehäuse einer Brennkraftmaschine, die einen äußeren Kühlmittelmantel, einen Ablasskanal, der durch eine Außenwand das Kurbelgehäuse von außen in den äußeren Kühlmittelmantel führt, und ein Verschlusselement, das mit einem Verschlussabschnitt in dem Ablasskanal sitzt und diesen verschließt, umfasst.
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Ein solches Kurbelgehäuse ist zum Beispiel aus der
EP 0 457 051 A1 bekannt. Die
EP 0 457 051 A1 zeigt ein Zylinder-Kurbelgehäuse einer flüssigkeitsgekühlten Hubkolben-Brennkraftmaschine mit V-förmig angeordneten Zylindern, die von Kühlkanälen umgeben sind. Zur Erzielung einer gleichmäßigeren Kühlung und zur Einrichtung eines günstigen Kühlmittelablasses an der schwungradseitigen Stirnseite des Zylinder-Kurbelgehäuses ist ein Querkanal vorgesehen, der die Kühlkanäle der Zylinderreihen miteinander verbindet und der einen nach unten verlaufenden Kanalabschnitt aufweist, über den das Kühlmittel abgelassen werden kann. Der Kanalabschnitt ist durch eine untere Wand begrenzt, in der eine nach unten weisende Gewindebohrung vorgesehen ist, in die eine Ablassschraube dichtend eingeschraubt ist.
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DE 102 41 478 A1 zeigt einen Kühlmittelkanal eines Kraftfahrzeugs mit einer Kühlmittelpumpe und einer im Bereich eines Kühlmittelkanals angeordneten Ablassschraube. Die Ablassschraube ist innerhalb einer Gehäusewand der Kühlmittelpumpe angeordnet. Die Ablassschraube weist einen mit dem Kühlmittelkanal einer Kurbelgehäusewand verbindbaren, mit der Umgebung kommunizierenden Kühlmittelkanal auf, sodass Kühlmittel durch Lösen der Ablassschraube abgelassen werden kann, ohne diese vollständig entfernen zu müssen.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Kurbelgehäuse bereit zu stellen, bei dem zwei separate, voneinander getrennte Kühlmittelmäntel durch einfache Maßnahmen entleert werden können.
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Die Aufgabe wird durch ein Kurbelgehäuse einer Brennkraftmaschine gelöst, die einen äußeren Kühlmittelmantel, einen Ablasskanal, der durch eine Außenwand das Kurbelgehäuse von außen in den äußeren Kühlmittelmantel führt, und ein Verschlusselement, das mit einem Verschlussabschnitt in dem Ablasskanal sitzt und diesen verschließt, umfasst. Hierbei weist das Kurbelgehäuse ferner einen inneren Kühlmittelmantel und einen Verbindungskanal auf, der den inneren Kühlmittelmantel mit dem äußeren Kühlmittelmantel verbindet, wobei das Verschlusselement einen Verlängerungsabschnitt aufweist, der in dem Verbindungskanal aufgenommen ist und mit diesem einen spaltförmigen Durchlass bildet.
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Das eine Verschlusselement verschließt somit einerseits den äußeren Kühlmittelmantel und trennt andererseits den äußeren Kühlmittelmantel vom inneren Kühlmittelmantel bis auf den spaltförmigen Durchlass. Somit wird lediglich ein einziges Element, nämlich das Verschlusselement, benötigt, um beide Kühlmittelmäntel, d. h. den äußeren Kühlmittelmantel und den inneren Kühlmittelmantel, zu verschließen. Zum Entleeren der beiden Kühlmittelmäntel muss lediglich das eine Verschlusselement entfernt werden. Sodann kann die Kühlflüssigkeit, die sich im äußeren Kühlmittelmantel befindet, durch den Ablasskanal nach außen ablaufen. Die Kühlflüssigkeit, die sich im inneren Kühlmittelmantel befindet, läuft zunächst durch den Verbindungskanal in den äußeren Kühlmittelmantel und von dort durch den Ablasskanal nach außen ab.
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Zur Vermeidung einer statischen Überbestimmtheit des Verschlusselements einerseits gegenüber dem Ablasskanal und andererseits gegenüber dem Verbindungskanal ist vorgesehen, dass der Verlängerungsabschnitt mit dem Verbindungskanal einen spaltförmigen Durchlass bildet, sodass Fertigungs- und Montagetoleranzen durch den spaltförmigen Durchlass ausgeglichen werden können. Ein direkter Kontakt zwischen dem Verbindungselement und dem Kurbelgehäuse in axialer Richtung wird vermieden, sodass sich in Abhängigkeit von Fertigungs- und Montagetoleranzen unterschiedliche Spaltmaße des spaltförmigen Durchlasses ergeben. Ein radialer Kontakt des Verschlusselements mit dem Verbindungskanal ist nicht ausgeschlossen.
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Der Verlängerungsabschnitt des Verschlusselements ragt durch den äußeren Kühlmittelmantel hindurch und taucht mit einem Endabschnitt in den Verbindungskanal ein. Dies bedeutet, dass nur ein Teil des Verlängerungsabschnitts in dem Verbindungskanal sitzt. Darüber hinaus kann der Verlängerungsabschnitt auch lediglich in einen Anfangsbereich des Verbindungskanals eintauchen, ohne ihn vollständig zu durchdringen.
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In einer Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass der Verbindungskanal in einer Zwischenwand zwischen dem äußeren Kühlmittelmantel und dem inneren Kühlmittelmantel angeordnet ist, wobei die Zwischenwand auf einer der Außenwand gegenüberliegenden Seite des äußeren Kühlmittelmantels angeordnet ist. Hierbei können der Ablasskanal und der Verbindungskanal entlang einer gemeinsamen Längsachse angeordnet sein.
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Der Verlängerungsabschnitt kann mit dem Verbindungskanal einen Ringspalt bilden, der koaxial zu einer Längsachse des Verbindungskanals angeordnet sein kann. Der Verlängerungsabschnitt und der Verbindungskanal können hierbei zylindrisch ausgestaltet sein. Hierbei ist ein Außendurchmesser des Verlängerungsabschnitts zumindest in dem Bereich, in dem er in den Verbindungskanal eintaucht, kleiner als ein Innendurchmesser des Verbindungskanals. Somit wird der spaltförmige Durchlass in Form eines Ringspalts gebildet. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Querschnitte des Verlängerungsabschnitts und des Verbindungskanals eine von einem Kreis abweichende Kontur aufweisen.
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Der Verbindungskanal kann in verschiedene Abschnitte aufgeteilt sein. Der Verbindungskanal kann einen Aufnahmeabschnitt aufweisen, in dem der Verlängerungsabschnitt des Verschlusselements aufgenommen ist bzw. eintaucht. Hierbei kann der Aufnahmeabschnitt in Richtung zum inneren Kühlmittelmantel in einen Leitungsabschnitt übergehen, der gegenüber dem Aufnahmeabschnitt einen kleineren Innendurchmesser aufweist.
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Zwischen dem Aufnahmeabschnitt und dem Leitungsabschnitt kann eine Ringfläche gebildet sein, wobei der Verlängerungsabschnitt des Verschlusselements stirnseitig einen Ringspalt zur Ringfläche bildet. Der Verlängerungsabschnitt kann zumindest in dem Bereich, in dem er in den Aufnahmeabschnitt eintaucht, einen Außendurchmesser aufweist, der größer ist als ein Innendurchmesser des Leitungsabschnitts. Hierbei kann der Ringspalt zur Ringfläche im Wesentlichen die gleiche Spaltbreite aufweisen, wie ein Ringspalt zwischen dem Verlängerungsabschnitt und dem Verbindungskanal. Somit wird ein Labyrinth gebildet, bei dem Kühlmittel, das zwischen dem inneren Kühlmittelmantel und dem äußeren Kühlmittelmantel fließt, Verwirbelungen bildet, die eine zusätzliche Dichtfunktion bzw. einen Druckabfall gewährleisten.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist der Ablasskanal ein Innengewinde auf, in das der Verschlussabschnitt des Verschlusselements mit einem entsprechenden Außengewinde eingeschraubt ist. Somit wird eine einfache Befestigung des Verschlusselements am Kurbelgehäuse ermöglicht.
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Das Verschlusselement kann einen Kopfabschnitt aufweisen, der aus dem Ablasskanal außen herausragt, wobei der Kopfabschnitt einen Außendurchmesser aufweist, der größer ist als ein Innendurchmesser des Ablasskanals.
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Zur Erzielung einer zuverlässigen Dichtwirkung kann zwischen dem Kopfabschnitt des Verschlusselements und der Außenwand des Kurbelgehäuses ein Dichtelement angeordnet sein.
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Um eine einfache Montage des Verschlusselements zu gewährleisten, kann der Verlängerungsabschnitt des Verschlusselements einen kleineren Außendurchmesser aufweisen als der Verschlussabschnitt des Verschlusselements bzw. als ein Innendurchmesser des Ablasskanals.
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Eine exemplarische Ausführungsform wird im Folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert.
- 1 zeigt einen Querschnitt eines erfindungsgemäßen Kurbelgehäuses,
- 2 zeigt eine vergrößerte Darstellung des Querschnitts des Kurbelgehäuses gemäß 1 im Bereich des inneren Kühlmittelmantels und des äußeren Kühlmittelmantels und
- 3 zeigt eine vergrößerte Darstellung des Querschnitts des Kurbelgehäuses gemäß 1 im Bereich des Verbindungskanals.
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Die 1 bis 3 zeigen unterschiedliche Ansichten eines erfindungsgemäßen Kurbelgehäuses 1 und werden im Folgenden zusammen beschrieben.
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1 zeigt einen Querschnitt durch das Kurbelgehäuse 1 einer Brennkraftmaschine mit einer Zylinderbohrung 2 entlang einer Zylinderachse Z. Es können mehrere Zylinderbohrungen 2 hintereinander angeordnet sein. Die Zylinderbohrung 2 dient zur Aufnahme eines hier nicht dargestellten Kolbens zum Antreiben einer ebenfalls nicht dargestellten Kurbelwelle um eine Kurbelwellenachse K.
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In dem Kurbelgehäuse 1 ist ein äußerer Kühlmittelmantel 3 und ein innerer Kühlmittelmantel 4 zum Kühlen des Kurbelgehäuses 1 angeordnet. Der innere Kühlmittelmantel 4 ist näher zur Zylinderachse Z angeordnet als der äußere Kühlmittelmantel 3.
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In einer Außenwand 5 des Kurbelgehäuses 1 ist ein Ablasskanal 6 angeordnet, der von außen in den äußeren Kühlmittelmantel 3 mündet. In dem Ablasskanal 6 sitzt ein Verschlusselement 7 zum Abdichten und Verschließen des Ablasskanals 6. Das Verschlusselement 7 weist einen Verschlussabschnitt 8 auf, der in dem Ablasskanal 6 aufgenommen ist. In dem äußeren Kühlmittelmantel 3 ist Kühlflüssigkeit aufgenommen, die durch Entfernen des Verschlusselements 7 aus dem Ablasskanal 6 aus dem äußeren Kühlmittelmantel 3 abgelassen werden kann.
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Der äußere Kühlmittelmantel 3 und der innere Kühlmittelmantel 4 sind durch eine Zwischenwand 9 voneinander getrennt. In der Zwischenwand 9 ist ein Verbindungskanal 10 angeordnet, der den inneren Kühlmittelmantel 4 mit dem äußeren Kühlmittelmantel 3 fluidisch verbindet. Damit im Betriebszustand der äußere Kühlmittelmantel 3 und der innere Kühlmittelmantel 4 voneinander getrennt sind, weist das Verschlusselement 7 einen Verlängerungsabschnitt 11 auf, der in den Verbindungskanal 10 eintaucht und teilweise in diesem aufgenommen ist und mit dem Verbindungskanal 10 einen spaltförmigen Durchlass 12 bildet. Der spaltförmige Durchlass 12 ermöglicht zwar einen Austausch des Kühlmittels, das in dem inneren Kühlmittelmantel 4 angeordnet ist, mit dem Kühlmittel, das in dem äußeren Kühlmittelmantel 3 aufgenommen ist. Jedoch reduziert der spaltförmige Durchlass 12 diesen Austausch von Kühlflüssigkeit auf ein Minimum, das gegenüber den Kühlmittelströmen innerhalb des inneren Kühlmittelmantels 4 und des äußeren Kühlmittelmantels 3 vernachlässigbar gering ist. Dadurch bleiben die Kühlmittelmäntel 3, 4 voneinander getrennt. Der Durchlass 12 vermeidet zudem eine statische Überbestimmtheit des Verschlusselements 7 gegenüber dem Ablasskanal 6 einerseits und gegenüber dem Verbindungskanal 10 andererseits. Durch den spaltförmigen Durchlass 12 ist ein Ausgleich von Fertigungs- und Montagetoleranzen möglich.
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Auf einer von einem Flammdeck 13, in welches die Zylinderbohrung 2 mündet, abgewandten Seite des inneren Kühlmittelmantels 4 weist dieser einen Bohrungsabschnitt 14 auf, von dem der Verbindungskanal 10 ausgeht.
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Der Verbindungskanal 10 weist einen dem Verschlusselement 7 zugewandten Aufnahmeabschnitt 15 auf, in dem ein Endabschnitt des Verlängerungsabschnitts 11 des Verschlusselements 7 aufgenommen ist bzw. eintaucht.
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Der Aufnahmeabschnitt 15 des Verbindungskanals 10 geht in Richtung zum inneren Kühlmittelmantel 4 in einen Leitungsabschnitt 16 über, der gegenüber dem Aufnahmeabschnitt 15 einen kleineren Innendurchmesser aufweist.
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In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist zwischen dem Aufnahmeabschnitt 15 und dem Leitungsabschnitt 16 eine kreisringförmige Ringfläche 17 gebildet, die in einer Ebene quer zu einer Längsachse L des Verbindungskanals 10 angeordnet ist.
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Der Verlängerungsabschnitt 11 weist einen Außendurchmesser auf, der größer ist als der Innendurchmesser des Leitungsabschnitts 16. Darüber hinaus ist das Verschlusselement 7 nicht vollständig in den Aufnahmeabschnitt 15 eingeschoben, sodass sich zwischen dem Verlängerungsabschnitt 11 des Verschlusselements 7 und der Ringfläche 17 ein erster Ringspaltabschnitt 18 des Durchlasses 12 bildet, der kreisringförmig gestaltet ist. An diesen schließt sich ein zylindrischer zweiter Ringspaltabschnitt 19 zwischen dem Verlängerungsabschnitt 11 des Verschlusselements 7 und einer Innenwandung des Aufnahmeabschnitts 15 des Verbindungskanals 10 an, der in den äußeren Kühlmittelmantel 3 mündet. Somit ergibt sich eine Art Labyrinthdichtung, in der das Kühlmittel, das zum Beispiel vom inneren Kühlmittelmantel 4 zum äußeren Kühlmittelmantel 3 fließt, zweimal um 90° umgelenkt wird. Hierdurch ergeben sich Verwirbelungen der Strömung des Kühlmittels, wodurch eine zusätzliche Dichtfunktion gewährleistet wird, um den Volumenstrom, der zwischen dem inneren Kühlmittelmantel 4 und dem äußeren Kühlmittelmantel 3 ausgetauscht wird, möglichst gering zu halten.
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Das Verschlusselement 7 weist einen Kopfabschnitt 20 auf, der aus dem Ablasskanal 6 außen herausragt. Der Kopfabschnitt 20 hat einen Außendurchmesser, der größer ist als ein Innendurchmesser des Ablasskanals 6 und bildet somit einen vom Verschlussabschnitt 8 der Verschlusselements 7 vorstehenden Kragen. Zwischen dem Kopfabschnitt 20 des Verschlusselements 7 und der Außenwand 5 des Kurbelgehäuses 1 ist ein Dichtelement 21 angeordnet, wodurch der äußere Kühlmittelmantel 3 nach außen hin abgedichtet ist. Zum Entfernen des Verschlusselements 7 aus dem Ablasskanal 6 weist dieses einen Innensechskant 22 als Angriffsmittel für ein Werkzeug auf.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kurbelgehäuse
- 2
- Zylinderbohrung
- 3
- äußerer Kühlmittelmantel
- 4
- innerer Kühlmittelmantel
- 5
- Außenwand
- 6
- Ablasskanal
- 7
- Verschlusselement
- 8
- Verschlussabschnitt
- 9
- Zwischenwand
- 10
- Verbindungskanal
- 11
- Verlängerungsabschnitt
- 12
- Durchlass
- 13
- Flammdeck
- 14
- Bohrungsabschnitt
- 15
- Aufnahmeabschnitt
- 16
- Leitungsabschnitt
- 17
- Ringfläche
- 18
- erster Ringspaltabschnitt
- 19
- zweiter Ringspaltabschnitt
- 20
- Kopfabschnitt
- 21
- Dichtelement
- 22
- Innensechskant
- K
- Kurbelwellenachse
- L
- Längsachse
- Z
- Zylinderachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 0457051 A1 [0002]
- DE 10241478 A1 [0003]
