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Die Erfindung betrifft ein Zylinderkurbelgehäuse einer
Brennkraftmaschine mit den Merkmalen des Oberbegriffes des
Anspruches 1.
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Aus der Patentschrift DE 43 24 609 C2 ist ein
Zylinderkurbelgehäuse einer Brennkraftmaschine mit mehreren
Zylindern bekannt, das seitliche Versteifungselemente in Form
von Längs- und Hochprofilen aufweist. Diese hohlen Profile sind
in das Zylinderkurbelgehäuse in das Gussteil integriert. Es
sind seitlich mehrere Längsprofile und an jedem Grundlager ein
Hochprofil vorgesehen, wobei die Längsprofile in
Maschinenlängsrichtung verlaufen und die Hochprofile dem
Verlauf der Seitenwand des Zylinderkurbelgehäuses folgen, d. h.
von oben zuerst parallel der Zylinderrichtung und im Bereich
des Kurbelraumes nach außen aufgeweitet. Die Hohlräume der
Profile sind durchgehend durchströmbar ausgeführt.
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Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber ein
Zylinderkurbelgehäuse mit einer versteifenden Struktur aus
Längs- und Hochprofilen bereitzustellen, bei dem eine möglichst
zylindernahe Lagerung einer seitlichen Nockenwelle realisierbar
ist.
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Diese Aufgabe wird durch ein Zylinderkurbelgehäuse mit den
Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
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Das erfindungsgemäße Kurbelgehäuse zeichnet sich dadurch aus,
dass eine seitliche Nockenwelle unterhalb des hohlen oberen
Längsprofils gelagert ist und dass das hohle Hochprofil im
Bereich der Lagerung der Nockenwelle zweigeteilt ist, wobei die
Längsprofile in Maschinenlängsrichtung verlaufen und die
Hochprofile dem Verlauf der Seitenwand des
Zylinderkurbelgehäuses folgen, d. h. von oben zuerst parallel
der Zylinderrichtung und im Bereich des Kurbelraumes nach außen
aufgeweitet. Bei einer Lagerung der seitlichen Nockenwelle
unterhalb des Längsprofils und nicht außerhalb neben dem
Längsprofil hat man den Vorteil einer schmalen
Maschinenbauweise, da die Nockenwelle den Umriss der
Brennkraftmaschine nicht wesentlich vergrößert, jedoch ist man
in der Festlegung der Höhe der Nockenwellenmitte, d. h. der
vertikalen Lage, nicht mehr frei. Da in der von zwei
benachbarten Längsprofilen aufgespannten Ebene senkrecht zu
diesen noch die Hochprofile in jeder Grundlagerebene verlaufen,
ist bei einer Nockenwellenanordnung unterhalb eines
Längsprofils das Hochprofil unterbrochen. Die Hochprofile sind
genauso wie die Lager der Nockenwelle in den Grundlagerebenen
angeordnet, d. h. in Ebenen senkrecht zur Motorlängsrichtung,
die jeweils zwischen zwei Zylindern aufgespannt sind.
Erfindungsgemäß wird das Hochprofil im Bereich der
Nockenwellenlager zweigeteilt, damit eine durchgängige
Strömungsverbindung mit möglichst gleichbleibendem Querschnitt
bestehen bleibt und damit eine gleichmäßige bzw. symmetrische
Belastung des Hochprofils bei Biegung oder Torsion des
Zylinderkurbelgehäuses auftritt. Die Nockenwellengasse, d. h.
der Raum, in der die Nockenwelle sich bewegt, kann ebenfalls
als Längsprofil ausgebildet sein und stellt damit ein zweites
Längsprofil unterhalb des oberen dar. Auf diese Weise kann zur
Herstellung ein einteiliger Gießkern für die versteifende
Struktur aus Hoch- und Längsprofilen verwendet werden, was
erhebliche Vorteile bei den Fertigungskosten und der Qualität
bzw. Toleranz der Lage der einzelnen Gießkerne zueinander
ergibt.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung ist jeweils ein
Teilabschnitt des geteilten Hochprofils in
Maschinenlängsrichtung gesehen vor und ein Teilabschnitt hinter
der Lagerung der Nockenwelle angeordnet. Auf diese Weise bleibt
trotz der Kreuzung mit der Nockenwelle ein geschlossenes
Hochprofil erhalten und der Platzbedarf für die Umgehung der
Lagerung der Nockenwelle stört nicht den Umriss der Maschine.
Das Lager, das die Nockenwelle trägt, ist zur Zylinderseite hin
und auf der gegenüberliegenden Seite, der Außenwand des
Hochprofils, mit dem Zylinderkurbelgehäuse einstückig
verbunden.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das
Hochprofil durch Verschlusselemente in wenigstens einen oberen
und einer unteren Hohlraum geteilt. Durch das Einbringen von
Verschlusselementen lassen sich die Hohlräume der Längs- und
Hochprofile einfach in zwei getrennte Abschnitte unterteilen,
um darin unterschiedlichen Medien zu führen, ohne jedoch den
Vorteil eines gemeinsamen Gießkerns zu verlieren, der einfach
herzustellen ist und durch seine Eigenstabilität genaue
Gussrohteile ermöglicht.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind ein auf der
der Lagerung der Nockenwelle gegenüberliegenden Seite des
Zylinderkurbelgehäuses angeordneter oberer Hohlraum des
Hochprofils und ein oberes Längsprofil von Kühlmittel
durchströmbar. Auf diese Weise lässt sich der Hohlraum der
Versteifungsprofile ideal als Kühlmittelverteilerleitung zu den
einzelnen Zylindern nutzen, da er über die gesamte Länge des
Zylinderkurbelgehäuses reicht und einen nahezu gleichgroßen
Querschnitt aufweist. Eine möglichst gleichmäßige
Kühlmittelzufuhr ist nur auf einer Maschinenseite notwendig,
der Kühlmittelrücklauf erfolgt zum Beispiel über den
Zylinderkopf.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung steht ein unterer
Hohlraum der Längs- und Hochprofile mit einem Ölraum des
Zylinderkurbelgehäuses in Verbindung und dient als
Druckölleitung oder Leitung zur Kurbelgehäuseentlüftung.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind auf der
Seite des Zylinderkurbelgehäuses, auf der die Lagerung der
Nockenwelle angeordnet ist, in einem oberen Hohlraum des
Hochprofils und/oder im Längsprofil Übertragungselemente eines
Ventiltriebes angeordnet. Da die Nockenwelle in oder unter
einem Längsprofil gelagert ist, das mit dem oberen Längsprofil
in Verbindung steht, d. h. beide Profile sind mit Schmieröl oder
Ölnebel gefüllt, ist es von Vorteil diese Räume für die
Übertragungselemente des Ventiltriebes wie zum Beispiel
Stößelstangen zu nutzen. Dadurch wird der Umriss der
Brennkraftmaschine bzw. des Kurbelgehäuses trotz der Längs-,
Hochprofile, einer seitlichen Nockenwelle und des Stößeltriebes
nicht wesentlich vergrößert.
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Weitere Merkmale und Merkmalskombinationen ergeben sich aus der
Beschreibung sowie den Zeichnungen. Konkrete
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen vereinfacht
dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher
erläutert. Es zeigen:
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Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Zylinderkurbelgehäuse in einer
perspektivischen Darstellung,
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Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine Nockenwellenlagergasse in
Richtung der Linie II-II in Fig. 1,
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Fig. 3 einen Gießkern der Nockenwellenseite des
Zylinderkurbelgehäuses in einer perspektivischen Darstellung,
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Fig. 4 einen Gießkern der der Nockenwelle gegenüberliegenden
Seite des Zylinderkurbelgehäuses in einer perspektivischen
Darstellung und
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Fig. 5 einen Gießkern der der Nockenwelle gegenüberliegenden
Seite des Zylinderkurbelgehäuses in einer seitlichen
Draufsicht.
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In Fig. 1 ist ein Zylinderkurbelgehäuse 1 mit mehreren
Zylindern 2 und einem Kurbelraum 3 gezeigt. Jeweils zwischen
zwei Zylindern 2 befindet sich im Kurbelraum 3 ein Grundlager
4. Im Übergang vom zylindrischen Oberteil des
Zylinderkurbelgehäuses 1 zum Kurbelraum 3 ist an der Außenseite
des Zylinderkurbelgehäuses ein Hohlraum 5, die sogenannte
Nockenwellenlagergasse, angeordnet, in dem eine nichtgezeigte
Nockenwelle gelagert ist. Dieser Hohlraum 5 ist als Längsprofil
ausgebildet. Oberhalb dieses Hohlraumes 5 befindet sich ein
weiteres oberes Längsprofil 6, das zur Längsversteifung des
Zylinderkurbelgehäuses 1 und insbesondere zur Versteifung des
Zylinderdecks 7 dient und ebenfalls hohl ausgeführt ist.
Weiterhin sind in diesem Längsprofil 6 nicht gezeigte Stößel
einer Ventilbetätigung untergebracht. Die Führungen 8 und die
Durchtritte 9 für die Stößel sind im Zylinderkurbelgehäuse 1
vorgesehen. Am unteren Ende des Zylinderkurbelgehäuses ist
ebenfalls ein versteifendes, hohles Längsprofil 10 angeordnet.
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Auf der der Nockenwelle gegenüberliegenden Seite des
Zylinderkurbelgehäuses 1 sind ebenfalls drei hohle Längsprofile
10, 11, 12 angeordnet, wobei das am unteren Ende des
Zylinderkurbelgehäuses angeordnete Längsprofil 10 dem
Längsprofil auf der Nockenwellenseite entspricht. Da auf dieser
Seite des Zylinderkurbelgehäuses weder Nockenwelle noch Stößel
vorgesehen sind, sind die Längsprofile 11, 12 einfacher, d. h.
geradlinig ohne Querschnittssprünge ausgeführt. Am Durchtritt
13 strömt ein Kühlmittel von dem als Kühlmittelverteilerleitung
ausgebildeten Längsprofil 11 in den Kühlmantel 14 um die
Zylinder 2.
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In Fig. 2 ist das erfindungsgemäßes Zylinderkurbelgehäuse 1
gemäß Fig. 1 in einem Längsschnitt durch die
Nockenwellenlagergasse 5 über einen ganzen und zwei benachbarte
halbe Zylinder 2 gezeigt. Vom Längsprofil 6 führen über den
Hohlraum der Nockenwellenlagergasse 5 hohle Hochprofile 15 bis
zur Unterkante des Zylinderkurbelgehäuses 1. Die Hochprofile 15
sind in der Grundlagerebene zwischen zwei Zylindern 2angeordnet. Die nicht gezeigte Nockenwelle ist in
Nockenwellenlagern 16 gelagert, die ihrerseits in Bereichen vor
und hinter der Schnittebene der Figur mit dem
Zylinderkurbelgehäuse 1 durch Gießen verbunden sind. Die
Schmiermittelzufuhr für die Nockenwelle erfolgt durch die
Bohrungen 17 im Nockenwellenlager 16. Die nicht gezeigten
Stößel zur Betätigung der Gaswechselventile werden in den
Führungen 8 geführt und ragen durch die Durchtritte 9 aus dem
Zylinderkurbelgehäuse 1 in den nicht gezeigten Zylinderkopf.
Durch die Nockenwellenlagergasse 5 sind die Hochprofile 15 in
ihrem geradlinigen Verlauf vom Längsprofil 6 zur Unterkante des
Zylinderkurbelgehäuses 1 unterbrochen und verlaufen im Bereich
der Nockenwellenlager 16 zweigeteilt um die Nockenwellenlager
herum. In Richtung der Nockenwellenlagergasse 5 gesehen
verläuft ein Teil des Hohlraumes des Hochprofils 15 vor und ein
Teil hinter dem Nockenwellenlager 16. Auf diese Weise ist ein
durchgängiger, nahezu gleichbleibend großer
Strömungsquerschnitt von oben bis unten gegeben.
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In Fig. 3 ist der Gießkern 18 der versteifenden Struktur des
Zylinderkurbelgehäuses 1 in einer Schrägansicht auf die
Nockenwellenseite von außen gezeigt. Der Gießkern 18 setzt sich
vor allem aus den Abschnitten für die Hochprofile 15' und die
Längsprofile 5', 6', 10' zusammen. Außerdem sind Kerne für die
Durchtritte 9' und die Führungen 8' für die
Ventilbetätigungseinrichtungen gezeigt. Da die Führungen 8' aus
einem nachträglich gebohrten Anguss bestehen, sind sie im
Gießkern, der z. B. aus Formsand besteht, als Hohlraum bzw.
Lücke ausgebildet.
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In Fig. 4 ist der Gießkern 19 der versteifenden Struktur des
Zylinderkurbelgehäuses 1 in einer Schrägansicht von innen auf
die der Nockenwelle gegenüberliegende Seite gezeigt. Der
Gießkern 19 setzt sich vor allem aus Abschnitten für die
Hochprofile 15' und für die Längsprofile 10', 11' zusammen. Am
Abschnitt für das obere Längsprofil 11' sind die Durchtritte
13' für das Kühlmittel angebracht. Die aus dem Gießkern
hervorragenden Zapfen 20' ergeben am fertigen
Zylinderkurbelgehäuse Durchbrüche und dienen beim Gießen als
Halterung und Verbindung der verschiedenen Gießkerne
untereinander und am fertigen Zylinderkurbelgehäuse als
Übergabestelle für zum Beispiel Kühlmittel vom
Zylinderkurbelgehäuse zum Zylinderkopf.
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In Fig. 5 ist der Gießkern 19 aus Fig. 4 in einer Seitenansicht
von innen nach außen in Maschinenquerrichtung gezeigt. Neben
den Abschnitten der Längsprofile 10', 11' und der Hochprofile
15' ist in dieser Figur die Übergangsstelle 21 vom Hochprofil
15' zum oberen Längsprofil 11' gezeigt. Erfindungsgemäß wird
auf der der Nockenwelle gegenüberliegenden Seite die
Profilstruktur aus Längs- und Hochprofilen um einen Gießkern 19
gegossen, jedoch die sich aus dem Gießkern ergebenden Hohlräume
durch Verschlusselemente an der Übergangsstelle 21 in zwei
getrennte Hohlräume geteilt.