DE1526602A1

DE1526602A1 - Geschweisstes Zylinder-Kurbelgehaeuse

Info

Publication number: DE1526602A1
Application number: DE19661526602
Authority: DE
Inventors: Richard Seifert
Original assignee: MTU Friedrichshafen GmbH; MTU Motoren und Turbinen Union Muenchen GmbH
Current assignee: MTU Aero Engines GmbH; Rolls Royce Solutions GmbH
Priority date: 1966-12-03
Filing date: 1966-12-03
Publication date: 1970-10-15
Also published as: FR1555763A; AT287405B; BE707426A; CH464604A; ES347865A1; US3528397A; DK119422B; GB1205425A; NO118299B; NL6716414A

Description

Gesohweißtes Zylinder-Kurbelgehäuse

Es ist ein aus Stahlgußteilen und Blechen zusammengeschweißtes Zylinder-Kurbelgehäuse für eine mehrzylindrlge, flüssigkeitsgekühlte Kolbenmaschine, besonders für einen schneilaufenden Dieselmotor hoher spezifischer Leistung bekannt (deutsche Patentschrift 1 022 270). Dieses Gehäuse ist quer zur Maschinenlängsachse in einzelne Elemente unterteilt, die im Bereich der Zylinder aus je einer Hälfte zweier benachbarter zusammenhängender Kühlmäntel und im Bereich des Kurbelwellenlagers aus einer Tragwand aus Stahlguß bestehen. Alle Tragwand-Lageröffnungen ergeben zusammen einen Wellentunnel, in dem die Kurbelwelle auf ihren als Scheiben ausgebildeten Kurbelwangen gelagert ist. Die beiden Element-Bereiche, der Zylinder- und der Kurbelbereich, können zusammen in einem Stück oder in mehreren Stücken gegossen sein. In diesem Fall sind die Stücke duroh eine die dynamischen Kräfte zwischen dem Zylinderkopf und dem Kurbelwellenlager übertragende Schweißung miteinander verbunden. Das Zylinder-Kurbelgehäuse bildet aus diesen einzelnen Elementen zusammengeschweißt •in· Art Gerippe, auf dem noch Abschlußdeckel bzw. versteifende Längswände aus Blech, gegebenenfalls durch Schweißen, befestigt werden. Die die dynamischen Kräfte zwischen den beiden Bereichen übertragend· Schweißung hat sich im Betrieb sehr gut bewährt, doch traten in den LängsauSenwänden des Gehäuses höhere Beanspruchungen auf, die zum Teil zu Rißbildung führten. Auch die außen von Kühlwasser umspülten Kühlmäntel wurden zuweilen undicht, so daß das Kühlwasser an diesen Stellen in das Gehäuse übertrat. Dl··· Nachteil· werden duroh die Erfindung behoben.

Di· Erfindung geht aus von dem bekannten Zylinder-Kurbelgehäuse und besteht in folgenden Merkmalen:

a) dl· zwei benachbarten zusammenhängenden ZylinderteilhKlften •ind al· «twa halbkrei»zylindrisch· Träger für einen zylindrischen KUhlflUeaigk«itemanfc«l ausgebildet, in den die Zylinderlaufbuch»· eingesetzt ist;

1.12.1966

Ha/8ch 009842/0130 MN

b) an den Zylinderträgern sind die Augen für die Zylinderkopf -Befestigungsschrauben, der Zylinder-Auf lagerflansch sowie im unteren Bereich die parallel zu diesem Flansch längs verlauf ende Wand "mit angegossen)

o) die In Verlängerung der Kurbelwellenlager-Tragriand im unteren Bereich der Zylinderträger vorhandene Querwand verläuft bis etwa zum Zylinder-Auflageflansoh zwischen den benachbarten Zylinderträgern und erstreckt sich auch im oberen Bereich in die Hohlkehle sswischen die Zylinderträger hinein.

Hierbei kann die Kurbelwellenlager-Tragwand entweder aus Stahl gegossen odsr, falls dies infolge ihrer Grüße gleßtechniHoh η loht beherrschbar ist, aus einzelnen Blecht® ilen susamme.r)g:e~ schweißt sein. Durch die Erfindung ist ein Gehäuse geschaffen, das hohen dynamischen Beanspruchungen gewachsen ist. Die Kühlwasserführung ist auf Teile beschränkt, die durch Dichtungen ohne weiteres beherrschbar sind. Das Gehäuse eignet sich besonders für Viertakt-Brennkraftkolbenmaschinen, deren Steuernockenwelle im unteren Bereich der Zylinder angeordnet ist. Die Nocken arbeiten über Stößel auf die Ventilsteuerung und die Kr&ftstoffeinspritzvorrlchtung Je Zylinder. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung Je Zylinder wird bei den eingangs genannten Dieselmotoren verwendet. Jedoch sind bei diesen Pumpe und Düse zu einem Einspritzgerät Je Zylinder vereinigt, und die zwei Steuernookenwellen sind oberhalb des Zylinderkopfes in Längsriohtung auf Jeder Seite angeordnet.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung wird für die Bauart mit Ventilsteuerung über Stößel die im Bereloh der ZyIInderträger hoohgezogene Querwand von der Steuernockenwelle durchbrochen und gabelt sich für die Bildung von Lagerstellen Im Bereich dieser Stellen naoh außen zu in zwei Wände, damit twiaohtn diesen der Steuernooken für eine in der Querebene zwischen den Zylindern getrennt von dem Kraftstoffeinspritzventil angeordnete Einseleinapritzpump· aufgenommen werden kann. Dl· Ausbildung dieser besonderen Bauart des Gehäuses ermöglicht di<§ vorteil»

1.12.1966

Ha/Soh NN 063.3

009842/0130 ^ __ΛΙΚίΔΙ ./.

hafte Anwendung einer Einspritzvorrichtung für jeden Zylinder getrennt, die untereinander völlig gleich sind und somit alle den gleichen Einspritzgesetzen unterliegen.

In besonders wirkungsvoller Welse wird die Festigkeit des Gehäuses gegen die dynamischen Beanspruchungen dadurch erhöht, daß unterhalb des Nockenwellendurchbruches im Zylinderbereich die parallel und längs zum Zylinder-Auflageflansch verlaufende Wand des Zylinderträgers an der Außenseite in einem längs verlaufenden Außenwandteil endet, der mit der seitlichen Außenkante der Kurbelwellenlager-Tragwand sowie mit dem seitlichen Außenflansch des die Einzeleinspritzpumpe tragenden Zylinder-Auflageflansches in einer Ebene liegt. Damit werden die dynamischen Beanspruchungen in einer nahezu durchgehend verlaufenden Ebene im Gegensatz zu den im allgemeinen besonders bei V-Motoren üblichen täillenartigen Einschnürungen aufgenommen.

Erfindungsgemäß hat die längs und parallel zum Zylinder-Auflageflansch verlaufende Wand im Bereich jedes Zylinders eine oder mehrere Verstärkungen zur Aufnahme von Bohrungen, die zum Kühlmantel des jeweiligen nächsten Zylinders führen und die außen an der Maschinenlängsseite durch eine KUhlflüsslgkeits-Zuleitung verbunden werden. Damit sind dem Kühlwasser Im Gehäuse besondere Leitungen zugewiesen, und durch getrennte, gut überwachbare Dichtungen wird das Übertreten des Wassers in das Gehäuse vermieden.

Da den Endelenenten des bekannten Gehäuses (deutsche Patentschrift 1 023 27Ö) die versteifende Wirkung der benachbarten Zylinderteile fehlt, wurden früher bereits besondere Endelement« geschaffen (deuteohe Patentschrift 1 159 212), die die fehlende Wirkung ersetzen.

der Erfindung wird sinngemäß von diesen Verstärkungen Gebrauoh gemacht, jedoch dadurch, daß dieses an sich bekannte kaetenartige, vorzugsweise gegossene, EndstUok eine zweite, dem Kndeleaent zugekehrte Querwand enthält sowie die zum Antrieb der Steuerung erforderlichen Mittel, wie Räder bzw. den Schwin-' gungedäapfer mit ihren Lagerungen o.dgl., und daß dieser somit

1.12.1966

βΛΠ OWGW*⁰ 8 4 L f Π Λ A U

vollständig geschlossene Kasten mit seinen Inhalt lösbar und austauschbar an den Gehäuseendelementen, z.B. durch Schrauben, so befestigt ist« daß er die fehlende Versteifung Übernimmt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel eines Zylinder-Kurbelgehäuses für einen flüsslgkeitsgekühlten 12 Zylinder-V-Dieselmotor näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung des Gehäuses, teilweise geschnitten, ^M,

Flg. 2 einen Querschnitt, in dem mit schwächeren Linien die fzur Erfindung gehörenden Teile des Motors angedeutet sind,

Fig. 2 einen Teil der Seitenansicht,

Fig. 4 einen senkrechten Längsmittelschnitt durch einen Räderkasten an dem einen Ende des Motors,

Fig. 5 eine Ansicht auf eine der Stirnwände des Gehäuses.

Gleiche Teile in den Figuren 1 bis 5 sind mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet.

Das aus Stahlgußteilen und Blechen zusammengeschweißte Zylinder-Kurbelgehäuse 11 ist quer zur Maschinenlängsachse in fünf Zwischenelemente 12 und je ein Endelement 13 unterteilt» Die Zwischenelemente 12 bestehen im Bereich der Zylinder 14 (Fig.2) aus Je einer Hälfte zweier benachbarter zusammenhängender, halbkreiszylindrischer ZyIInderträger 15 aus Stahlguß. Die Endelemente 15 enthalten in diesem Bereich nur eine Zylinderträgerhälfte 16 aus Stahlguß. Im Bereich des Kurbelwellenlagers (angedeutet durch 17) sind die Elemente 12 bzw. 12 aus je einem Kurbelwellenlagerring 18 und einer Tragwand 19 bzw. 20 aus Bleoh zusammengeschweißt. Die Tragwände 19 und 20 mit den Kurbelwellenlagerringen

18 ergeben einen Wellentunnel, in dem die Kurbelwelle 21 auf ihren als Scheiben 22 ausgebildeten Kurbelwangen gelagert ist. In der senkrechten Gehäuselängsmittelebene sind die Elemente 12 bzw. 12 im Bereich der Zylinder unterteilt und durch Sohweilnähte 22 miteinander verbunden. Sie sind mit der Kurbelwellenlager-Tragwand

19 bzw. 20 duroh je eine Schweißnaht 24 verbunden, die die dynamischen Kräfte zwischen Zylinderkopf 25 und Kurbelwellenlager 17

1.12.1966

Ha/Sch 009842/0130 MM o622

.A

BAD A

Übertragt. In den aus den Hälften 15 bzw. 1ö gebildeten Trägern sind die Zylinder 14, bestehend aus Kühlmänteln 26 und Laufbuchsen 27« eingesetzt (Pig.2). An den Zylinderträgern 15/15 bzw. 15/16 sind Augen 28 für Zylinderkopf-Befestigungsschrauben 29, Zylinder-Auflageflansche jSO sowie im unteren Bereich parallel zu diesen Planschen 30 längs verlaufende Wände 21 mit angegossen. In Verlängerung der Kurbelwellenlager-Tragwände I9 bzw. 20 verlaufen nach oben in den Bereich der Zylinderträger 15/15 Querwände 32 bis etwa zu den ZyIInder-Auflageflanschen 20 zwischen den benachbarten Zylinderträgern 15/15. Diese Querwände 32 erstrecken sich in die Hohlkehlen 23 zwischen den Zylinderträgern 15/15.In den Endelementen 13 bilden an die Zylinderträgerhälften 16 angegossene, den Querwänden 32 entsprechende Querwände 24 ζμ-eajMen mit der Kurbelwellenlager-Tragwand 20 die Stirnwände des Qehäus·* 11 (Piff. 5).

Steuernockenwellen 35, deren Nocken 36 über Stößel 37 auf die Ventilsteuerung jedes Zylinders arbeiten, sind im unteren Bereich der Zylinder 14' angeordnet. Die Querwände 32 und 34, die von den 3teurrnook:*nw#llen 35 durchbrochen werden, gabeln sich für die Bildung von¹ Lagwretellen 36 naoh außen zu in zwei Wände 39· Zwi*ch«v dlr*en beiden Wltaden 39 ist ein Steuernooken 40 für •in* von «fin·™ Kraftstoffnnepritzventil getrennte Einzelein-■prftxpuMp« $Y «ng»'ordn«t.

üht#rhalb ditrar Ifookeiiwellen-Durchbruches endet die parallel und läng* XU« Zyltnd#r-Auflag*flanech 30 verlaufende, vom Zylindertrtg»r 15/15 bxw. 15/16 *u*gehend«r Wand 21 an der Außenseite de* Q«hJtü··« 11 in eine« längs verlaufenden Auflenwandteil 42. Die#»r AUfenwandtell 42 liegt in deraelben Ebene wie die seitlich« Aüfetifcant* 42 der Kurbelwellenlager-Tragwand I9 bzw. 20 vena wie ein eeitlioher Aufenf lanech 44 des die Sinzeleinsprltzpu«p# 41 tragenden Zylinder-Auflageflaneohee 20.

Dl· lMng* und parallel zun Zylinder-Auflageflanech 20 verlaufend* Wand 21 weist im Bereich eines Jeden Zylinder· ein· oder Verstlrkun^n 43 sur Aufnaha· von Bohrungen 46 auf, KÜhteeitel 26 der» Jeweils näoheten Zylinders 14 führen.

BADORfQlNAL

m 6623 009842/0130 ./.

Die Bohrungen 46 enden in Außenflanschen 47, die an den Außenwandteilen 42 mit angegossen sind, und sind mit einer Kühlflüssigkeit szuleitung 48 verbunden.

Infolge der fehlenden benachbarten Zylinderträgerhälften sind die Endelemente 13 durch Je ein kastenartiges Endstück verstärkt, Der in Fig. 4 dargestellte Räderkasten ist ein solches kastenartiges, gegossenes Endstück 49, das in seinen Umriss dem Endelement 13 entspricht und aus zwei Querwänden 50 und 51, den LängswMnden 52 und dem Boden 53 besteht. Der Räderkasten enthält die zum Antrieb der Steuerung erforderlichen Räder, z.B. 54 und 55· Der andere (nicht gezeigte) Kasten enthält den Schwingungsdämpfer mit den entsprechenden Lagerungen. Die Endkästen sind mit ihrem Inhalt lösbar und austauschbar an den Gehäuse-Endelementen 13 durch Schrauben (angedeutet durch SchraubenlÖ-oher 56) so befestigt, daß sie die den Endelementen des Gehäuses fehlende Versteifung übernehmen.

1.12.1966

Ha/5ch NN 6633

0 0 9 8 k 2 / 0 1 3 0 ^BAD ORIGINAL

Claims

Patentansprüche

1. Aus Stahlgußteilen und Blechen zusammengeschweißtes Zylinder-Kurbelgehäuse für eine mehrzylindrige, flUsaigkeitsgekUhlte Kolbenmaschine, besonders für einen söhneHäufenden Dieselmotor hoher spezifischer Leistung, das quer zur MaschinenlÄngsachse unterteilt ist in einzelne Elemente, die im Bereich der Zylinder aus je einer Hälfte zweier benachbarter zusammenhängender Zylinderteile mit den Zylinder-Auflageflanschen aus Stahlguß und in Bereioh des Kurbelwellenlagers aus einer Tragwand aus Stahlguß oder aus Blech bestehen, dessen sämtllohe Tragwand-Lageröffnungen zusammen einen Wellentunnel ergeben, in dem die Kurbelwelle auf ihren Kurbelwangen gelagert ist, und dessen beide Element-Bereiche, der Zylinder- und der Kurbelbereich, zusammen in einem Stück gegossen oder in mehreren Stücken hergestellt sein können, in welch letztgenanntem Fall diese Stücke durch eine die dynamischen Kräfte zwischen Zylinderkopf und Kurbelwellenlager übertragende Schweißung miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß

a) die zwei benachbarten zusammenhängenden Zylindertellhälften als etwa halbkreiszylindrisohe Träger (15/15 bzw. 15/16) für einen zylindrischen KUhIflüssigkeltsmantel (26) ausgebildet sind, in den die Zylinderlaufbuchse (27) eingesetzt 1st,

b) an den Zy linder trägern (15/15 bzw. 15/16) die Augen (28) für die Zylinderkopf-Befestigungsschrauben (29), der Zylinder-Auflageflanech (20) sowie im unteren Bereioh die parallel zu diesem Plansch längs verlaufende Wand (31) alt angegossen sind,

β) dl· in Verlängerung der Kurbelwellenlager-Tragwand (19 und 20) Ib unteren Bereioh der Zylinderträger (15/15 und 15/16)/ vorhandene Querwand (22) bis etwa zum Zylinder-Auflageflanooh (20) zwischen den benachbarten Zylinderträgern (15/15 bzw, 15/16) verläuft und sich auch im oberen Bereioh in die Hohlkehle (22) zwischen die Zylinderträger (15/15 bzw. 15/16) hinein erstreckt.₀

1.12.1966

Ha/Soh MM 6623 ./.

2. Gehäuse nach Anspruch 1 für eine Viertakt-Brennkraftkolbenmaschine mit einer Steuernockenwelle Im unteren Bereich der Zylinder« deren Nocken Über Stößel auf die Ventilsteuerung und die Kraftstoffeinspritzvorrichtung Je Zylinder arbeiten, dadurch gekennzeichnet, daß die im Bereich der Zylinderträger (15/15 bzw. 15/16) hochgezogene Querwand (32), die von der Steuernockenwelle (25) durchbrochen wird, für die Bildung von Lagerstellen (38) sich im Bereich dieser Stellen nach außen zu in zwei Wände (39) gabelt, damit zwischen diesen der Sueuernooken (40) für eine in der Querebene zwischen den Zylindern (14) getrennt von dem Kraftstoff-Einspritzventil angeordnete Einzeleinspritzpumpe (41) aufgenommen werden kann.

3. Gehäuse nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb des Nookenwellendurchbruches Im Zylinderbereich die parallel und längs zum Zylinder-Auflageflansch (30) verlaufende Wand (31) des Zylinderträgers (15/15 bzw. 15/16) an der Außenseite in einem längs verlaufenden Außenwandteil (42) endet, der mit der seitlichen Außenkante (43) der Kurbelwellenlager-Tragwand (19 bzw. 20) sowie mit dem seitlichen Außenflansch (44) des die Einzeleinspritzpumpe (41) tragenden Zylinder-Auflageflansohes (30) in einer Ebene liegt.

4. Gehäuse nach Anspruch 1 bis 3* dadurch gekennzeichnet, daß die längs und parallel zum Zylinder-Auflageflansch (30) verlaufende Wand (31) im Bereich Jedes Zylinders (14) eine oder mehrere Verstärkungen (45) zur Aufnahme von Bohrungen (46) hat, die zum Kühlmantel (26) des Jeweiligen nächsten Zylinders (14) führen und die außen an der Maschinenlängsseite durch eine KühlflUeslgkeits-Zuleitung (48) verbunden werden.

5. Gehäuse nach einem Anspruch 1 bis 4, dessen Endelemente infolge der fehlenden benachbarten Zylinderhälften durch Je •in kaetenartiges EndetUok verstärkt sind, das la U«rise den Endeleiwnt entspricht und aus einer Querwand und LKngswänden besteht, dadurch gekennzeichnet, daß dieses kastenartig«, vorzugsweise gegossene, EndetUok (49) ein· zweit·, d«n Endelernent zugekehrte Querwand (50) enthält sowie dl· zua Antrieb der St«u··

1.12.1966

Ha/Soh 009842/0130

rung erfordernohen Mittel, wie Räder (54 und 55) bzw. den Schwingungsdämpfer mit ihren Lagerungen o.dgl., und daß dieser somit vollständig geschlossene Kasten (49) mit seinem Inhalt lösbar und austauschbar an den Gehäuseendelementen, z.B. durch Schrauben (Löcher 56), so befestigt ist, daß er die fehlende Versteifung übernimmt.

1.12.1966

Xf/ftQh MM 66j»

009842/0130

Leerseite