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Die Erfindung bezieht sich auf eine
Verbrennungskraftmaschine umfassend ein Kurbelwellengehäuse mit
einem Unterteil und einem Oberteil, und eine Schmiermittelpumpe
zur Förderung
von Schmiermittel aus dem Kurbelwellengehäuse, die ein Pumpengehäuse und
einen in diesem angeordneten Verdränger aufweist.
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Derartige Verbrennungskraftmaschinen
sind allgemein bekannt. Zur Zirkulation von Schmiermittel ist üblicherweise
eine Pumpe vorgesehen, welche unter dem Unterteil aufgefangenes
Schmiermittel wieder in einen Schmiermittelkreislauf eingespeist. Entsprechende
Pumpen können
außenseitig
an dem Kurbelwellengehäuse
vorgesehen und über
geeignete Kanäle
und Bohrungen mit dem Innenraum des Kurbelwellengehäuses verbunden
werden. Weiterhin ist es bekannt, die Pumpen in das Kurbelwellengehäuse einzubetten.
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So wird beispielsweise in MTZ, 38.
Jahrgang, Seite 289 ff. eine Verbrennungskraftmaschine der eingangs
genannten Art beschrieben, bei der ein Gehäuse der Pumpe teils in das
Unterteil teils in das Oberteil des Kurbelwellengehäuses integriert
ist. Die Teilungsebene zwischen dem Unterteil und dem Oberteil des
Kurbelwellengehäuses
stellt dabei gleichzeitig die Teilungsebene für das Pumpengehäuse dar,
so daß ein
Verdränger
während
des Zusammenbaus des Unterteils und des Oberteils des Kurbelwellengehäuses eingebaut
werden muß.
Es hat sich jedoch herausgestellt, daß dies fertigungs- und montagetechnisch
ungünstig
ist und überdies Probleme
mit der Dichtigkeit der Pumpe auftreten können. Schon bei dem bekannten
Motor sind für
diesen Zweck aufwendige Maßnahmen
erforderlich, wie beispielsweise das Vorsehen von Entlastungsleitungen
in der Teilungsebene und eine aufwendige Aufbringung eines speziellen
Dichtmittels auf stegförmigen
Dichtflächen,
die zwischen den Entlastungsleitungen und eigentlichen Schmiermittel-Förderkanälen in der
Teilungsebene liegen.
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Weiterhin ist aus der
DE 100 39 089 A1 eine Verbrennungskraftmaschine
der eingangs genannten Art bekannt, bei der eine Saugstufenpumpe
und eine Druckstufenpumpe für
eine Trockensumpfschmierung an einem Kurbelwellengehäuse vorgesehen
sind. Auch dort werden Kanäle,
welche zu der Saugstufenpumpe führen,
in dem Unterteil des Kurbelwellengehäuses ausgebildet. Die Pumpen
selbst sind in einem in Umfangsrichtung geteilten Gehäuse aufgenommen,
das jeweils etwa hälftig
durch das Unterteil des Kurbelwellengehäuses und ein zusätzlich an
dieses angeschlossenes Gehäuseteil
gebildet wird. Damit wird zwar das Dichtungsproblem des Pumpengehäuses von
dem Dichtungsproblem zwischen dem Unterteil und dem Oberteil des
Kurbelwellengehäuses
entkoppelt. Jedoch geht dies auf Kosten des Fertigungs- und Montageaufwands,
da zum einen ein zusätzliches,
kompliziert geformtes Gehäuseteil
für das
Pumpengehäuse
benötigt
wird, zum anderen eine weitere Dichtungsstelle zwischen diesem Gehäuseteil
und dem Unterteil des Kurbelwellengehäuses geschaffen wird. Erschwerend
kommt hierbei hinzu, daß auch
in dem zusätzlichen
Gehäuseteil Schmiermittelkanäle vorgesehen
werden müssen, um
Verbindungen mit den Pumpenkammern in dem Pumpengehäuse herzustellen,
die wiederum einer aufwendigen Abdichtung bedürfen.
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Vor diesem Hintergrund liegt der
Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Verbrennungskraftmaschine mit
einem geteilten Kurbelwellengehäuse
im Hinblick auf die Schmiermittelrückführung fertigungstechnisch und
montagetechnisch zu verbessern.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine
Verbrennungskraftmaschine der eingangs genannten Art vorgeschlagen,
bei der das den Verdränger
umschließende
Pumpengehäuse
in Umfangsrichtung ungeteilt in das Unterteil des Kurbelwellengehäuses integriert
ist.
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Dies ermöglicht gegenüber dem
obengenannten Stand der Technik eine Vereinfachung der Fertigung
unter den Gesichtspunkten der zur Verfügung stehenden Fertigungsverfahren
und der Bauteilanzahl sowie eine Flexibilisierung der Montage. So kann
nunmehr die Pumpe mit dem Unterteil des Kurbelwellengehäuses unabhängig von
dem Zusammenbau des Unterteils mit dem Oberteil desselben montiert
werden. Insbesondere wird dadurch die Möglichkeit geschaffen, die Pumpe
an dem Unterteil vorzumontieren und diese Baueinheit anschließend an
dem Oberteil zu befestigen.
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Darüber hinaus bleibt die Teilungsebene
zwischen dem Unterteil und dem Oberteil des Kurbelwellengehäuses von
der Abdichtung des Pumpengehäuses
unbeeinflußt.
Da das Pumpengehäuse
in Umfangrichtung ungeteilt ist, werden mit einer Längsteilung
verbundene Dichtungsprobleme, wie sie insbesondere mit innenverzahnten
Pumpen auftreten können,
an dem Pumpengehäuse
vermieden.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung
der Erfindung ist in dem Unterteil eine im wesentlichen zylindrische
Kavität
für das
Pumpengehäuse
ausbildet. Diese läßt sich
einerseits günstig
fertigen. Andererseits erlaubt sie eine besonders einfache Montage der
einzelnen Elemente der Pumpe.
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Vorzugsweise verläuft die Teilungsebene zwischen
dem Unterteil und dem Oberteil des Kurbelwellengehäuses über dem
Pumpengehäuse.
Auf diese Weise wird der Zusammenbau des Unterteils mit dem Oberteil
des Kurbelwellengehäuses
durch das Pumpengehäuse
nicht beeinträchtigt,
sondern kann vielmehr unabhängig
von dem Pumpengehäuse
erfolgen, das seinerseits keine in die Teilungsebene des Kurbelwellengehäuses hineinragenden
Abschnitte aufweist. Vorzugsweise ist das Pumpengehäuse so angeordnet,
daß dieses
seitlich an dem Unterteil absteht.
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In einer weiteren, vorteilhaften
Ausgestaltung verläuft
eine Dichtungsfläche
zwischen dem Unterteil und dem Oberteil über dem Pumpengehäuse. Das
Pumpengehäuse
sitzt somit eng an der für
die Kurbelwelle vorgesehenen Kavität, wodurch eine kompakte Gestaltung
der Baueinheit erzielt wird.
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Bevorzugt wird das Unterteil als
Druckgußteil ausgebildet,
das sich so besonders günstig
herstellen läßt.
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In vorteilhafter Weiterbildung kann
außerdem
eine Stirnwand des Pumpengehäuses
integral mit dem Unterteil ausgebildet werden. Die gegenüberliegende
Stirnwand wird hingegen vorzugsweise durch einen öffenbaren
Deckel gebildet, der das Pumpengehäuse abdichtet. Werden die Stirnenden des
Pumpengehäuses
parallel zu einem entsprechenden Stirnende des Kurbelwellengehäuses angeordnet,
kann bei einem frontseitigen Verschluß des Kurbelwellengehäuses die
Pumpe auch nach dem Zusammenbau des Unterteils mit dem Oberteil
eingebaut werden.
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Vorzugsweise ist in dem Deckel eine
Durchführung
für eine
Welle vorgesehen, die den Verdrängen,
beispielsweise einen Rotor, antreibt und ihrerseits über ein
Hüllgetriebe
von einer in dem Kurbelwellengehäuse
angeordneten Kurbelwelle angetrieben wird. Dies ermöglicht einen
Antrieb der Pumpe unter Vermeidung jeglicher nach außen gerichteter Dichtungsprobleme.
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Das Ansaugen und Ausstoßen von
Schmiermittel kann in herkömmlicherweise über Bohrungen und
Leitungen erfolgen. Gemäß einer
vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind in der integral mit dem
Unterteil ausgebildeten Stirnwand des Pumpengehäuses Schmiermittelkanäle ausgebildet,
die zu Kammern in dem Pumpengehäuse
hin- bzw. von diesen wegführen.
Vorzugsweise bleibt dabei der Umfang des Pumpengehäuses frei
von Kanaleinmündungen.
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Die Pumpe wird bevorzugt als Eaton-Pumpe, Flügelzellenpumpe
oder Pendelschieberpumpe ausgebildet. In einer weiteren, vorteilhaften
Ausgestaltung der Erfindung sind die Elemente der Pumpe von der
offenen Stirnseite in die zylindrische Kavität einsetzbar. Die entsprechende
Anordnung der Kavität vereinfacht
die gußtechnische
Herstellung des Unterteils und erlaubt überdies die oben bereits erwähnte Flexibilisierung
der Montage, da die Pumpe sowohl vor als auch nach dem Zusammenbau
des Unterteils mit dem Oberteil des Kurbelwellengehäuses eingesetzt
werden kann. Denkbar ist insbesondere auch eine modulare Ausgestaltung
der in die Kavität
einzusetzenden Elemente, die als Einheit in die Kavität eingeschoben
und dort festgelegt werden können. Insbesondere
kann dabei ein Zwischengehäuse
vorgesehen sein, das diese Elemente kapselt, so daß bei der
Montage nur noch das Zwischengehäuse
in der Kavität
festgelegt werden braucht.
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Außerdem kann in dem Deckel mindestens ein
Kanal ausgebildet sein, der mindestens eine Pumpenkammer innerhalb
des Pumpengehäuses mit
einer weiteren Pumpenkammer oder einem längs an der Pumpenkammer vorbeigeführten, integral
in dem Unterteil ausgebildeten Schmiermittelkanal verbindet. Dies
vereinfacht die Herstellung etwaig benötigter Schmiermittelkanäle, die
sich so vorzugsweise gußtechnisch
herstellen lassen, so daß eine
Nachbearbeitung im Prinzip entfallen kann. Die gußtechnische
Herstellung der Kanäle
ermöglicht überdies
im Vergleich zu gebohrten Kanälen
eine strömungsgünstigere
Führung
des Schmiermittels.
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Nachfolgend wird die Erfindung nun
anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die
Zeichnung zeigt in:
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1 eine
Längsschnittansicht
eines Unterteils eines Kurbelwellengehäuses für eine Verbrennungskraftmaschine
nach der Erfindung im Bereich eines integralen Pumpengehäuses,
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2 eine
Ansicht von oben auf das Unterteil aus 1,
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3 eine
Ansicht der Stirnseite des Unterteils aus 1,
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4 eine
Querschnittsansicht entlang der Linie IV-IV in 1 mit Blick auf einen Deckel des Pumpengehäuses,
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5 eine
Querschnittsansicht entlang der Linie V-V in 1 mit Blick auf einen Verdränger in dem
Pumpengehäuse,
und in
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6 eine
weitere Ansicht der Stirnseite des Unterteils entsprechend 3 in das offene Pumpengehäuse, aus
dem der Verdränger
entfernt wurde.
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Die 1 bis 6 zeigen ein Unterteil 1 eines hier
nicht näher
dargestellten Kurbelwellengehäuses einer
Verbrennungskraftmaschine für
ein Kraftfahrzeug.
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Entsprechende Konstruktionen sind
dem Fachmann allgemein bekannt und bedürfen daher an dieser Stelle
keiner näheren
Erläuterung.
Das Unterteil 1, bisweilen auch als "Bedplate" bezeichnet, wird an der Unterseite
eines Oberteils des Kurbelwellengehäuses befestigt und bildet mit
diesem zusammen eine Kavität 2 zur
Aufnahme und Lagerung einer Kurbelwelle der Verbrennungskraftmaschine.
In der Teilungsebene 3 zwischen dem Unterteil 1 und
dem Oberteil des Kurbelwellengehäuses
ist eine Dichtung vorgesehen. Da jedoch in der Teilungsebene 3 die Anordnung
von Schmiermittelkanälen
vermieden wird, läßt sich
eine gute Dichtung ohne größeren Aufwand
realisieren. Weiterhin wird das Unterteil 1 zu seiner Unterseite
hin durch eine Platte oder Wanne verschlossen, in der sich im Betrieb
Schmiermittel, insbesondere Öl
ansammelt.
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Um dieses Schmiermittel bzw. Öl wieder
in einen Schmiermittelkreis einzuspeisen, ist eine Pumpe 4 vorgesehen,
die innerhalb des Kurbelwellengehäuses angeordnet ist. Diese
Pumpe 4 umfaßt
ein Pumpengehäuse 5 und
einen in diesem angeordneten Verdränger 6, der über die
Kurbelwelle angetrieben wird. Die 1 und 5 zeigen als Beispiel für eine Pumpe 4 eine
Eaton-Pumpe mit einem rotierenden Verdränger 6 bzw. Rotor,
dessen Rotationsachse parallel zu der Kurbelwellenrotationsachse
verläuft.
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Gemäß der Erfindung ist das Pumpengehäuse 5 vollständig in
das Unterteil 1 des Kurbelwellengehäuses integriert, das hierfür eine im
wesentlichen kreiszylindrische Kavität 7 ausbildet. Diese
Kavität 7 für das Pumpengehäuse 5 ist
in Umfangsrichtung ungeteilt. Damit entfällt die Notwendigkeit einer
Längsdichtung,
so daß entsprechende
Dichtungsprobleme gar nicht entstehen können.
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Die Kavität 7 für das Pumpengehäuse 5 befindet
sich seitlich der Kavität 2 für die Kurbelwelle unmittelbar
an einem Stirnende des Unterteils 1. Dabei bildet die Kavität 7 für das Pumpengehäuse 5 eine
seitliche Ausbauchung an dem Unterteil 1 unterhalb der
Teilungsebene 3. Das Pumpengehäuse 5 steht lediglich
seitlich an dem Unterteil 1 ab, so daß der Zusammenbau von Unterteil 1 und
Oberteil des Kurbelwellengehäuses
nicht beeinträchtigt
wird. Wie den 3 bis 6 weiter entnommen werden
kann, ist die Kavität 7 bzw.
das Pumpengehäuse 5 eng
neben der Kavität 2 angeordnet,
so daß sich
das Pumpengehäuse 5 unterhalb
eines Abschnitts der Dichtungsfläche
zwischen dem Unterteil 1 und dem Oberteil befindet.
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Die Zu- und Abfuhr von Schmiermittel
in das Pumpengehäuse 5 erfolgt über dessen
Stirnwände. Eine
rückseitige
Stirnwand 8 des Pumpengehäuses 5 ist dabei integral
mit dem Unterteil 1 ausgebildet ist. Die gegenüberliegende
Stirnwand 9 wird hingegen durch einen öffenbaren Deckel 10 gebildet,
der das Pumpengehäuse 5 abdichtet.
Entsprechende Kanäle in
dem Unterteil 1 verbinden über die rückseitige Stirnwand 8 die
Pumpe 4 mit der Wanne unter dem Unterteil 1, um
ein Ansaugen von Schmiermittel zu ermöglichen. Weitere Kanäle, die
ebenfalls in dem Unterteil 1 ausgebildet sein können, verbinden
die Ausstoßseite
der Pumpe 4 mit weiteren Komponenten des Schmiermittelkreislaufs.
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Nicht nur in der integral mit dem
Unterteil 1 ausgebildeten Stirnwand 8 des Pumpengehäuses 5, sondern
auch in dem Deckel 10 sind Schmiermittelkanäle ausgebildet,
welche entweder Kammern innerhalb des Pumpengehäuses 5 untereinander
verbinden, oder aber eine Verbindung zu integral in dem Unterteil 1 ausgebildeten,
an dem Pumpengehäuse 5 vorbeileitenden
Schmiermittelkanälen 16 und 17 herstellen.
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Der Deckel 10 weist weiterhin
eine Durchführung
für eine
Welle 11 auf, die den Verdrängen 6 bzw. Rotor
antreibt. Die Welle 11 ist in dem Deckel 10 gelagert
und wird ihrerseits über
ein Hüllgetriebe 12, hier über ein
Zahnrad 13 und eine Kette oder einen Zahnriemen 14 von
der Kurbelwelle aus angetrieben. Das Hüllgetriebe 12 sitzt
dabei an der Stirnseite des Pumpengehäuses 5 innerhalb des
Kurbelwellengehäuses.
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Da das Pumpengehäuse 5 bzw. die Kavität 6 zu
einer Stirnseite des Kurbelwellengehäuses öffnet, kann der Einbau der
Pumpe 4 unabhängig
von dem Zusammenbau des Unterteils 1 mit dem Oberteil des Kurbelwellengehäuses erfolgen.
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Vorzugsweise wird die Pumpe 4 vor
dem Zusammenbau von Unterteil 1 und Oberteil in das Unterteil 1 des
Kurbelwellengehäuses
eingebaut. Dazu werden die Elemente der Pumpe 4 von der
Stirnseite her in die Kavität 6 eingeschoben
und dort festgelegt. Anschließend
wird der Deckel 10 angebracht. Dieser ist hier in etwa
zitronenförmig
ausgebildet und weist Erhebungen 15a und 15b auf,
welche sowohl Kammern innerhalb der Pumpe 4 als auch Kanäle 16 bzw. 17
in dem Unterteil 1 überdecken.
Diese Erhebungen 15a und 15b weisen innenseitig
geeignete Überbrückungskanäle zur Verbindung
der Kammern mit den Kanälen 16 und 17 auf.
Vorzugsweise ist der Deckel 10 als Gußteil ausgebildet.
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Die Montage des Hüllgetriebes 12 erfolgt nach
der Befestigung des Deckels 10 mit oder nach dem Einbau
der Kurbelwelle in die Kavität 2.
Nach dem Zusammenbau von Unterteil 1 und Oberteil wird das
Kurbelwellengehäuse
an seiner Stirnseite mit einer Frontplatte dicht verschlossen.
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Da selbst nach einem Zusammenbau
von Unterteil 1 und Oberteil des Kurbelwellengehäuses die
Kavität 7 zunächst gut
zugänglich
bleibt, kann der Einbau der Pumpe 4 im Prinzip jedoch auch
nach einem solchen Zusammenbau vorgenommen werden.
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Dabei ist es weiterhin möglich, die
Elemente der Pumpe 4 in einem Zwischengehäuse 18 zusammenzufassen,
das als Einheit in die Kavität 7 eingeschoben
wird, was die Montage weiter erleichtert. Da sich das Zwischengehäuse 18 radial
gegen die Kavität 7 abstützt, kann
dessen Außenwand
dünner
ausgebildet werden, als dies für
eine eigenständige Pumpenaußenwand
erforderlich wäre.
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Die Erfindung wurde vorstehend im
Zusammenhang mit einer Eaton-Pumpe (Innenzahnpumpe) beispielhaft
erläutert,
die in zweiflutiger Ausführung saug-
und druckseitig zum Einsatz kommt. Alternativ können beispielsweise auch Flügelzellenpumpe
oder Pendelschieberpumpen eingesetzt werden. Jedoch ist die Erfindung
nicht auf die Verwendung einer Eaton-Pumpe oder auf die Verwendung
einer Pumpe mit einem rotierenden Verdränger beschränkt.
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In sämtlichen Fällen wird durch die vollständige Aufnahme
des Pumpengehäuses 5 in
dem Unterteil 1 die Herstellung und Montage der Verbrennungskraftmaschine erleichtert.
Zudem kann hierdurch die Dichtung zwischen dem Unterteil 1 und dem
Oberteil des Kurbelwellengehäuses
vereinfacht und an dem Pumpengehäuse 5 eine
hohe Dichtigkeit erzielt werden. Durch die Integration des Pumpengehäuses 5 in
das Unterteil 1 wird überdies
die Anzahl der Bauteile gering gehalten. Zudem läßt sich das Pumpengehäuse 5 aufgrund
der Anordnung der Kavität 7 sehr
günstig
als Druckgußteil
fertigen.