DE10357175B4

DE10357175B4 - Bodenplatte für ein Kurbelgehäuse

Info

Publication number: DE10357175B4
Application number: DE10357175A
Authority: DE
Inventors: Georg Dipl.-Ing. Ruetz
Original assignee: MTU Friedrichshafen GmbH
Current assignee: Rolls Royce Solutions GmbH
Priority date: 2003-12-06
Filing date: 2003-12-06
Publication date: 2006-03-16
Anticipated expiration: 2023-12-07
Also published as: EP1694955A1; US7398756B2; DE502004010921D1; KR100794406B1; JP4318722B2; WO2005054653A1; JP2007513284A; KR20060096470A; EP1694955B1; DE10357175A1; US20060213476A1

Abstract

Bodenplatte (1) zum Verschließen eines Kurbelgehäuses (2) einer Brennkraftmaschine, wobei in der Bodenplatte (1) Kanäle für Schmier- und Kühlmittel integriert sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Bodenplatte (1) aus ebenen Einzelplatten (EP(i)) gleichen Umfangs besteht, wobei die Einzelplatten (EP(i)) unmittelbar aufeinander geschichtet sind und die Kanäle aus den Einzelplatten (EP(i)) ausgeschnitten sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Bodenplatte für ein Kurbelgehäuse nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie ein Herstellungsverfahren hierfür.

Aus der DE 198 55 562 C1 ist ein Kurbelgehäuse mit Kammern bekannt. Diese Kammern dienen u. a. als Ölvorratsräume. Aus der DE 100 33 416 C1 ist eine Bodenplatte zum Verschließen dieses Kurbelgehäuses bekannt. Die Bodenplatte erstreckt sich über die gesamte Grundfläche des Kurbelgehäuses. Auf der Bodenplatte sind die Pumpen, Wärmetauscher und Filter angeordnet. In der Bodenplatte integriert sind die Kanäle zur Medien-Führung, z. B. für das Schmiermittel und das Kühlwasser. Auf der Kraftseite und der Kraftgegenseite sind in der Bodenplatte jeweils eine Vertiefung zum Sammeln von Schmiermittel ausgeführt. Im weiteren Text wird diese Vertiefung als Saugstelle bezeichnet. Das aus dem Kurbelwellenraum herabtropfende Schmiermittel wird über eine Fluid-Führungseinrichtung diesen Saugstellen zugeführt. Das Schmiermittel in der Saugstelle wird dann über einen Kanal in der Bodenplatte von einer Saugpumpe in die Kammern des Kurbelgehäuses gefördert.

In der Praxis wird die Bodenplatte aus Aluminium-Guss hergestellt. Die Packungsdichte und freie Kanallänge der Boden platte werden hierbei maßgeblich durch die kleinstmögliche Kernhöhe und die Mindestwandstärke bestimmt. Problematisch ist daher, dass die Integration von zusätzlichen Funktionen, z. B. Vorwärmung, nur über eine Neukonstruktion der Bodenplatte mit einem entsprechend größeren Volumen möglich ist.

Die US 42 94 333 beschreibt eine Ölwanne für eine Brennkraftmaschine, wobei zwischen dem Kurbelgehäuse und der Ölwanne ein Adapter angeordnet ist. Der Adapter wird dazu benützt, um bei einem Kurbelgehäuse eine verbesserte Ölwanne anzubringen ohne das Kurbelgehäuse ändern zu müssen. Die Verwendung des Adapters verursacht jedoch eine Volumenzunahme der Gesamtanordnung.

Aus der Patentschrift DD 274 149 A3 ist ebenfalls eine Ölwanne für eine Brennkraftmaschine bekannt, wobei zwischen dem Kurbelgehäuse und der Ölwanne eine Platte angeordnet ist. Über diese Platte können verschiedene Ölwannen für dieselbe Brennkraftmaschine oder verschiedene Brennkraftmaschinen mit derselben Ölwanne verwendet werden. Die Verwendung der Platte verursacht ebenfalls eine Volumenzunahme der Gesamtanordnung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Bodenplatte zu entwickeln, welche eine größere Wahlfreiheit gestattet.

Die Aufgabe wird durch eine Bodenplatte mit den Merkmalen von Anspruch 1 und ein entsprechendes Herstellungsverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 5 gelöst. Die Ausgestaltungen hierzu sind in den jeweils abhängigen Ansprüchen dargestellt.

Die Erfindung sieht vor, dass die Bodenplatte aus ebenen Einzelplatten gleichen Umfangs besteht, wobei die Einzelplatten unmittelbar aufeinander geschichtet sind und die Kanäle aus den Einzelplatten ausgeschnitten sind. Diese Einzelplatten können gleich dick sein oder eine unterschiedliche Dicke aufweisen. Hergestellt wird die Bodenplatte indem die Einzelplatten mittels Kleben oder Löten zu der Bodenplatte kompaktiert werden. Die Kanäle der Einzelplatten werden mittels Laserschneiden oder Wasserstrahlschneiden hergestellt.

Die Vorteile der Erfindung bestehen darin, dass eine höhere Packungsdichte möglich ist. Für die Kanalhöhen, Kanallängen und Komplexität der Kanal-Führung werden die herstellungstechnischen Einschränkungen auf ein Minimum reduziert. Eine nachträglich geänderte Positionierung von z. B. einer Pumpe bedeutet nicht zwangsweise eine Neukonstruktion der Bodenplatte. Aus der höheren Packungsdichte resultiert die Möglichkeit, dass zusätzliche Funktionalitäten, z. B. Vorwärmflächen, Drainage und zusätzliche Medienführungen, darstellbar sind.

In den Zeichnungen ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel dargestellt. Es zeigen:
1 eine Bodenplatte in perspektivischer Ansicht;
2 eine Einzelplatte EP(0) in Draufsicht;
3 eine Einzelplatte EP(3) in Draufsicht;
4 eine Einzelplatte EP(9) in Draufsicht;
5 eine Einzelplatte EP(n) in Draufsicht.
In 1 ist eine Bodenplatte 1 in perspektivischer Ansicht dargestellt. Eine derartige Bodenplatte ist aus der DE 100 33 416 C1 bekannt, die zum Offenbarungsgehalt dieser Anmeldung gehört. Die Bodenplatte 1 verschließt ein Kurbelgehäuse 2 einer Brennkraftmaschine an deren Unterseite. Die Bodenplatte 1 erstreckt sich hierbei über die gesamte Grundfläche des Kurbelgehäuses 2. Die Pumpen, die Filter und die Wärmetauscher sind auf der Bodenplatte 1 angeordnet. In der 1 sind diese aus Übersichtlichkeits-Gründen nicht dargestellt. Auf der Kraftseite KS ist in der Bodenplatte 1 eine erste Saugstelle 3 ausgebildet. Auf der Kraftgegenseite KGS ist eine zweite Saugstelle 4 ausgebildet. Das von einem Kurbelwellenraum herabtropfende Schmiermittel wird von einer Fluid-Führungseinrichtung 18 der ersten Saugstelle 3 und der zweiten Saugstelle 4 zugeführt. Die Saugstellen dienen als Sammelraum. Das Schmiermittel aus der ersten Saugstelle 3 wird über einen Kanal von einer ersten Saugpumpe SP1 gefördert. In 1 ist der geförderte Volumenstrom mit einem Pfeil und dem Bezugszeichen SP1 dargestellt. Das Schmiermittel der zweiten Saugstelle 4 wird von einer zweiten Saugpumpe SP2 gefördert. Dieser Volumenstrom ist in 1 mit einem Pfeil und dem Bezugszeichen SP2 dargestellt.
Von den Saugpumpen SP1 und SP2 wird ein Schmiermittel-Volumenstrom in die Schmiermittel-Vorratsräume 5 (Kammern) des Kurbelgehäuses 2 gefördert. Das Bezugszeichen WTS bezeichnet einen Schmiermittel-Volumenstrom zum Wärmetauscher. Das Bezugszeichen WTW bezeichnet einen Wasser-Volumenstrom zum Wärmetauscher. Mit dem Bezugszeichen FIL ist ein Schmiermittel-Volumenstrom zu einem Ölfilter dargestellt. In Richtung der Kraftseite KS sind an der Bodenplatte 1 zwei Flanschflächen 6 ausgebildet. Über diese kann z. B. ein Schwungradgehäuse oder Kupplungsgehäuse mit dem Kurbelgehäuse 2 und der Bodenplatte 1 verbunden werden.
Die Bodenplatte 1 besteht aus mehreren Einzelplatten gleichen Umfangs. In der 1 sind diese geschichteten Einzelplatten mit dem Bezugszeichen EP(i) dargestellt. Die Zahl in der Klammer gibt den Abstand der Einzelplatte von der Bezugsfläche Null an. Die Einzelplatte EP(0) bezeichnet also diejenige Einzelplatte, welche unmittelbar am Kurbelgehäuse 2 zur Anlage kommt. Die Einzelplatte EP(n) bezeichnet diejenige Einzelplatte, welche die Bodenplatte gegenüber der Umwelt abschließt. Die Einzelplatten EP(i) können gleich dick oder eine unterschiedliche Dicke aufweisen. Eine Dicke von ca. 2 bis 5 mm hat sich bewährt. Die Kanäle in den Einzelplatten werden über Laserschneiden oder Wasserstrahlschneiden hergestellt. Danach werden die Einzelplatten über eine Klebe- oder Lötverbindung zu einer Medienfluss-Management-Platte kompaktiert.
In der 2 ist die Einzelplatte EP(0) in Draufsicht dargestellt. Diese kommt unmittelbar am Kurbelgehäuse 2 der Brennkraftmaschine zur Anlage. Das Schmiermittel-Volumen der ersten Saugstelle 3 wird von der ersten Saugpumpe SP1 gefördert. Das Schmiermittel-Volumen der zweiten Saugstelle 4 wird von der zweiten Saugpumpe SP2 gefördert. Der Gesamt- Volumenstrom der beiden Saugpumpen SP1 und SP2 wird danach über einen Druckkanal 7 einem ersten Austritt 9 und einem zweiten Austritt 10 zugeführt. In der 2 führt vom Druckkanal 7 ein erster Abschnitt 7A zum ersten Austritt 9. Ein Abschnitt 7B, 7C und 7D führen vom ersten Austritt 9 zum zweiten Austritt 10. Die Abschnitte 7A, 7B und 7D liegen außerhalb der Schnittebene und sind daher gestrichelt dargestellt. Das von der Druckpumpe DP geförderte Schmiermittel-Volumen wird in einen Druckkanal 8 gefördert. Der Druckkanal 8 ist über die Anschnitte 8A, 8B, 8C und 8D mit einer Öffnung verbunden, von der das Schmiermittel zum Wärmetauscher WTS geführt wird. Die Abschnitte 8A und 8D liegen außerhalb der Schnittebene und sind daher gestrichelt dargestellt. Nachdem das Schmiermittel den Wärmetauscher WTS durchlaufen hat, wird es über einen Eintritt 12 wieder in die Bodenplatte 1 zurückgeführt. Vom Eintritt 12 wird das Schmiermittel über einen entsprechenden Kanal einem Ölfilter zugeführt. In 2 ist dieser Volumenstrom mit dem Bezugszeichen FIL dargestellt. Das Bezugszeichen 11 kennzeichnet den Wassereintritt in die Bodenplatte 1 nach Durchlaufen des Wärmetauschers WTW. Mit Bezugszeichen 5 sind die Schmiermittel-Vorratsräume dargestellt, welche mit den entsprechenden Kammern im Kurbelgehäuse 2 der Brennkraftmaschine korrespondieren.
Die 3 zeigt eine Einzelplatte EP(3). Im Unterschied zur 2 liegt der Abschnitt 7C des Druckkanals 7 und der Abschnitt 8B des Druckkanals 8 nicht mehr in der Schnittebene. Für die Funktionalität gilt die Beschreibung der 2.
In 4 ist eine Einzelplatte EP(9) dargestellt. Bei diesem Schnitt ist mit Bezugszeichen 13 ein Kanal von der ersten Saugstelle 3 zur ersten Saugpumpe SP1 ersichtlich. Das Bezugszeichen 14 zeigt einen Kanal, welcher von der zweiten Saugstelle 4 zur zweiten Saugpumpe SP2 führt. Bei diesem Schnitt sind ebenfalls die Kanäle für die Wasserführung zum/vom Wärmetauscher WTW ersichtlich. Nachdem das Wasser-Volumen den Wärmetauscher WTW durchlaufen hat, wird es am Eintritt 11 in die Bodenplatte 1 zurückgeführt. Von dort wird es über einen entsprechenden Kanal weiterverzweigt. Bei dieser Einzelplatte ist der Verbindungskanal vom Eintritt 12 des Schmiermittels zum Ölfilter FIL ersichtlich. Das Bezugszeichen 15 zeigt den Kanal zur Druckpumpe DP.
In 5 ist eine Einzelplatte EP(n) dargestellt. Diese Einzelplatte verschießt die Bodenplatte gegenüber der Umwelt. In der Einzelplatte EP(n) sind mit Bezugszeichen 16 Bohrungen dargestellt, mittels denen die Bodenplatte mit dem Kurbelgehäuse 2 lösbar verbunden wird. Das Bezugszeichen 17 zeigt einen entsprechenden Gewindeeinsatz.
Aus der Beschreibung ergeben sich für die Erfindung folgende Vorteile:

– die Bodenplatte gestattet eine höhere Packungsdichte;
– eine nachträglich geänderte Positionierung von z. B. einer Pumpe kann mit einfachem Austausch der jeweiligen Einzelplatten realisiert werden;
– in die Bodenplatte können zusätzliche Funktionalitäten wie etwa die Führung von Kraftstoff, Kühlung und Vorwärmung integriert werden;
– in der Bodenplatte entfallen die Öffnungen zum Gießen, d. h. ein Verschließen derartiger Öffnungen gegenüber der Umwelt ist nicht mehr notwendig;
– die Herstellung der Einzelplatten verursacht nur minimale Werkzeugkosten;
– die Verbindungstechnik der Einzelplatten, d. h. Kleben oder Löten, sind in der Technik bewährt.

1: Bodenplatte
2: Kurbelgehäuse
3: erste Saugstelle
4: zweite Saugstelle
5: Schmiermittel-Vorratsraum
6: Flanschfläche
7: Druckkanal SP1 und SP2
7A, 7B, 7C, 7D: Abschnitt SP1 und SP2
8: Druckkanal DP
8A, 8B, 8C, 8D: Abschnitt DP
9: erster Austritt (Druckkanal SP1 und SP2)
10: zweiter Austritt (Druckkanal SP1 und SP2)
11: Eintritt nach WTW
12: Eintritt nach WTS
13: Kanal erste Saugstelle zu SP1
14: Kanal zweite Saugstelle zu SP2
15: Kanal zur DP
16: Bohrung
17: Gewindeeinsatz
18: Fluid-Führungseinrichtung
DP: Druckpumpe
EP(i): Einzelplatte
FIL: Schmiermittel-Filter
KGS: Kraftgegenseite
KS: Kraftseite
SP1: erste Saugpumpe
SP2: zweite Saugpumpe
WTS: Wärmetauscher, Schmiermittel
WTW: Wärmetauscher, Wasser

Claims

Bodenplatte (1) zum Verschließen eines Kurbelgehäuses (2) einer Brennkraftmaschine, wobei in der Bodenplatte (1) Kanäle für Schmier- und Kühlmittel integriert sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Bodenplatte (1) aus ebenen Einzelplatten (EP(i)) gleichen Umfangs besteht, wobei die Einzelplatten (EP(i)) unmittelbar aufeinander geschichtet sind und die Kanäle aus den Einzelplatten (EP(i)) ausgeschnitten sind.
Bodenplatte (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bodenplatte (1) aus Einzelplatten (EP(i)) gleicher Dicke oder ungleicher Dicke besteht.
Bodenplatte (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Einzelplatten (EP(i)) in der Bodenplatte (1) als zusätzliche Funktionalitäten die Führung von Kraftstoff, Kühlung, Vorwärmung, Drainage und Entlüftung integriert sind.
Bodenplatte nach einem der vorausgegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an den Einzelplatten (EP(0)) gegenüber dem Kurbelgehäuse (2) und/oder der Umwelt (EP(n)) Gehäuseteile, insbesondere eine Fluid-Führungseinrichtung (18), angeordnet sind.
Verfahren zum Herstellen einer nach Anspruch 1 ausgeführten Bodenplatte (1), dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelplatten (EP(i)) mittels Kleben oder Löten zu der Bodenplatte (1) kompaktiert werden.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanäle der Einzelplatten (EP(i)) mittels Laserschneiden oder Wasserstrahlschneiden hergestellt werden.