DE19531334A1 - Brennkraftmaschine mit integrierter Kühlung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit einem Kurbelge­ häuse, in dem eine Kurbelwelle drehbar gelagert ist, an der min­ destens ein Pleuel angelenkt ist, das einen Kolben trägt, der in einem von einem Zylinderkopf abgedeckten Zylinder bewegbar ist, wobei die Brennkraftmaschine flüssigkeitsgekühlt ist und einen an der Brennkraftmaschine befestigten Flüssigkeits-Luft-Wärme­ tauscher aufweist, wobei die Luft mit einem von der Brennkraftma­ schine angetriebenen Lüfter durch den Wärmetauscher förderbar ist.

Eine derartige Brennkraftmaschine ist bekannt und wird bei der Klöckner-Humboldt-Deutz AG als Aggregat-Dieselmotor 1011 F GEN gebaut (Prospekt Nr. 0031/1646 von 03/95). Diese Motoren sind ölgekühlt und zeichnen sich dadurch aus, daß insbesondere das komplette Kühlsystem fertig montiert und Bestandteil der Brennkraftmaschine ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Brennkraftmaschine derart weiterzubilden, daß die Befestigung des Flüssigkeits-Luft-Wärmetauschers an der Brennkraftmaschine ver­ bessert ist.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Flüssigkeits-/Luft-Wär­ metauscher elastisch auf einem unteren Trägersystem aufgesetzt ist und gegenüber einem oberen Haltersystem, das im Bereich des Zy­ linderkopfes mit der Brennkraftmaschine verbunden ist, elastisch über zwei Lagerungspuffer abgekoppelt ist. Durch diese erfindungs­ gemäße Abkopplung werden von der Brennkraftmaschine aus­ gehende Schwingungen weitestgehend von dem Wärmetauscher ferngehalten. Durch die weitere erfindungsgemäße Ausbildung, daß nämlich das untere Trägersystem und das obere Haltersystem starr mit der Brennkraftmaschine verbunden sind und der Wärmetauscher gegenüber diesen Bauteilen über Lagerungspuffer abgekoppelt ist, wird erreicht, daß die möglichen Relativbewegungen des Wärme­ tauschers im Bezug zu der Brennkraftmaschine sehr gering sind. Dies ist insbesondere bezüglich des Zusammenwirkens des Lüfters mit dem Wärmetauscher von Vorteil, da der Lüfter starr mit der Brennkraftmaschine verbunden ist, und das dem Wärmetauscher nächstkommende Bauteil darstellt. Durch die erfindungsgemäße Anbindung des Wärmetauschers an die Brennkraftmaschine kann der Lüfter bis sehr nahe an den Wärmetauscher herangeführt sein, ohne daß die Gefahr einer Berührung dieser beiden Bauteile be­ steht.

In Weiterbildung der Erfindung ist der Wärmetauscher in eine Lüf­ terhaube eingesetzt, die als zwischengeschaltetes Bauteil elastisch mit dem unteren Trägersystem und dem oberen Haltersystem ver­ bunden ist. Diese Ausbildung bietet den Vorteil, daß universell für beispielsweise verschiedene Wärmetauschergrößen oder mehrere vorzusehene Wärmetauscher für gegebenenfalls mehrere Medien (Öl, Wasser, (Lade)-Luft, Hydraulikflüssigkeit) immer ein- und die­ selbe Lüfterhaube ggfs. mit entsprechenden an den (die) jeweiligen Wärmetauscher angepaßten (Blind)-Verkleidungen verwendet wer­ den kann. Damit bleibt aber die Anbindung beziehungsweise Be­ festigung dieser Lüfterhaube an der Brennkraftmaschine be­ ziehungsweise an dem Trägersystem und dem oberen Haltersystem immer gleich, so daß hier eine Optimierung bezüglich der Teilebe­ vorratung oder unterschiedlichen Ausbildung der Bauteile erfolgt ist.

In Weiterbildung der Erfindung weist das Haltersystem zwei Halter­ arme auf, von denen zumindest ein Halterarm starr ausgebildet ist. Im Rahmen der Erfindung ist es vorgesehen, daß beide Halterarme starr ausgebildet sind, was durch die Ausbildung in Form von Dreieckskonstruktionen erfolgen kann, oder aber ein Halterarm ist starr und - wie in Weiterbildung der Erfindung vorgesehen - der zweite Halterarm ist in einer Ebene biegeweich ausgebildet. Insbe­ sondere die letztgenannte Zusammensetzung stellt eine sehr vor­ teilhafte Ausbildung dar. Dabei wird nämlich mit dem starr ausgebil­ deten Halter der Wärmetauscher beziehungsweise die Lüfterhaube genau fixiert - bspw. zu einem in die Lüfterhaube hineinragenden Lüfter - und mit dem zweiten biegeweichen Halterarm erfolgt gegen­ überliegend eine Befestigung mit einer Bewegungsmöglichkeit in einer Ebene. Dabei ist die biegeweiche Ebene quer zu der Brenn­ kraftmaschinenstirnseite angeordnet, so daß geringe Unterschiede in der Breite des Wärmetauschers beziehungsweise der Lüfterhaube ausgeglichen werden können.

In Weiterbildung der Erfindung weist der starre Halterarm zwei Langlöcher auf, durch die eine verstellbare Befestigung an dem Zy­ linderkopf der Brennkraftmaschine erfolgt. Durch diese Langlöcher werden entsprechend ausgebildete Befestigungsschrauben durch­ gesteckt und in den Zylinderkopf eingelassene Befestigungsgewinde eingeschraubt. Durch das Vorhandensein von Langlöchern kann nun der starre Halterarm seitlich im Bezug zu der Brennkraftmaschi­ nenstirnseite in einem gewissen Rahmen verschoben werden. Im übrigen sind die Langlöcher im Bezug zu den Befestigungsschrau­ ben eng toleriert, so daß eine horizontale Ausrichtung der Halter­ arme nicht erforderlich ist. Durch diese Verschiebbarkeit wird si­ chergestellt, daß die Lüfterhaube mit einer Öffnung, in die der Lüfter hineinragt, genau zur Erzeugung eines seitlich gleichen Spaltmaßes einstellbar ist. Dabei ist diese Einstellarbeit problemlos von einer einzigen Montageperson zu erledigen. Hierzu kann als Einstellhilfe ggfs. ein Abstandskeil zwischen dem Lüfter und der Öffnung in der Lüfterhaube eingesteckt werden. Zu bemerken ist noch, daß das Abstandsmaß von dem unteren Trägersystem zu der Lüfterhaube innerhalb einer zulässigen Toleranz immer gleich ist, so daß hier kein Bedarf für eine Einstellbarkeit vorliegt.

In Weiterbildung der Erfindung weist der biegeweiche Halterarm ein Rundloch und ein Langloch zur Befestigung an dem Zylinderkopf auf. Dabei wird der biegeweiche Halterarm vorzugsweise mit den gleichen Befestigungsschrauben wie der starre Halterarm (also mit den Befestigungsschenkeln hintereinanderliegend) an dem Zylinder­ kopf festgeschraubt. Das Rundloch ist dabei so angeordnet, daß es das von dem Ende des Befestigungsschenkels wegeweisende zweite Loch darstellt. Mit diesem Rundloch ist der Halterarm genau zu der Befestigungsbohrung in dem Zylinderkopf fixiert. Ein seit­ liches Verschieben ist nicht möglich, wobei aber eine Anpassung an verschiedene Breitenunterschiede beziehungsweise sonstige Tole­ ranzen der Lüfterhaube durch die Möglichkeit des Verbiegens des Halterarms erfolgt.

In Weiterbildung der Erfindung ist der biegeweiche Halterarm so überbogen und vorgespannt, daß er nach der Befestigung seitlichen Druck auf die Lüfterhaube ausübt. Das heißt also bei der Montage wird zunächst die Schraube durch das Rundloch des biegeweichen Halters und das hiermit zusammenwirkende Langloch des starren Halterarms lose eingeschraubt. Sodann wird die zweite Be­ festigungsschraube in die danebenliegenden ebenfalls zusammen­ wirkenden Langlöcher lose eingedreht. Hierbei dient das zweite Langloch in dem biegeweichen Halterarm vornehmlich dazu auch bei einem leicht zu der Zylinderkopfbefestigungsfläche abgewinkel­ ten Befestigungsschenkel infolge der Überbiegung in jedem Falle ein Einschrauben der Befestigungsschraube zu ermöglichen. Nach­ dem dann mit dem starren Halterarm eine Ausrichtung der Lüfter­ haube in Bezug zu dem Lüfter erfolgt ist, wird die Befestigungs­ schraube durch das Rundloch fest angezogen. Damit ist die Position der Lüfterhaube im Bezug zu dem Lüfter über den starren Halterarm festgelegt. Schließlich wird dann die zweite Befestigungsschraube fest angezogen, wobei hierbei durch die zuvor beschriebene Vor­ spannung des biegeweichen Halterarms ein leichter seitliche Druck auf die Lüfterhaube ausgeübt wird. Dieser seitliche Druck, der ja im übrigen nicht direkt auf die Lüfterhaube sondern über die Lage­ rungspuffer ausgeübt wird, bewirkt, daß die Lagerungspuffer aus­ schließlich auf Druck beansprucht werden. Eine derartige Druckbe­ lastung kann von Lagerungspuffern in einem erheblich höheren Maße aufgenommen werden als eine Zugbeanspruchung. Damit wird durch die erfindungsgemäße Vorrichtung und das entsprechende Montageverfahren auch ein Beitrag zur Erhöhung der Lebensdauer dieser Montageeinheit gegeben.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind der Zeichnungsbe­ schreibung zu entnehmen, in der in den Figuren dargestellte Aus­ führungsbeispiele näher beschrieben sind.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine teilweise dargestellte Brenn­ kraftmaschine mit einem angebauten Wärmetauscher, wobei ein Halterarm starr und ein Halterarm biegeweich ausgebildet ist,

Fig. 1a eine Ansicht der beiden Halterarme nach Fig. 1,

Fig. 2 eine Ansicht ähnlich der Fig. 1, aber mit zwei starren Halterarmen,

Fig. 2a eine Ansicht der beiden Halterarme gemäß Fig. 2 und

Fig. 3 eine Stirnansicht der Brennkraftmaschine.

In Fig. 1 ist eine teilweise Draufsicht auf eine Brennkraftmaschine 1 dargestellt, die vorzugsweise eine selbstzündende Brennkraftma­ schine ist. Selbstverständlich kann die Erfindung aber auch bei einer Otto-Brennkraftmaschine oder einem Gasmotor eingesetzt werden. Stirnseitig der Brennkraftmaschine 1 ist auf die Kurbelwelle eine Keilriemenscheibe aufgesetzt, auf die ein Keilriemen 2 aufgelegt ist. Der Keilriemen 2 treibt über ein Riemenrad einen Generator 3 und über eine Abtriebswelle 4 mit einem Abtriebsriemenrad einen Lüfter 5 an. Der Lüfter 5 fördert Kühlluft durch einen Flüssigkeits-Luft- Wärmetauscher 6, wobei die Flüssigkeit insbesondere Öl ist und die Brennkraftmaschine vorzugsweise ölgekühlt ist. Der Wärmetauscher 6 ist in einer Lüfterhaube 7 eingesetzt, wobei die Lüfterhaube über Befestigungsvorrichtungen direkt mit der Brennkraftmaschine 1 ver­ bunden ist.

Ausweislich der Fig. 3 ist die Lüfterhaube 7 mit dem eingesetzten Wärmetauscher 6 auf einem unteren Trägersystem 8a, 8b unter Zwischenschaltung von Lagerungspuffern 9a, 9b aufgesetzt. Dabei weist das Trägersystem 8a, 8b zwei an dem Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine befestigte Arme auf, die gleichzeitig vordere Befestigungspunkte für Motorlager auf einem Fundament aufweisen.

Die Lüfterhaube 7 ist weiterhin über ein oberes Haltersystem mit dem Zylinderkopf 10 der Brennkraftmaschine 1 verbunden. Dazu weist das Haltersystem in der Ausbildung nach den Fig. 1, 1a und 3 einen starren Halterarm 11 und einen biegeweichen Halterarm 12 auf.

Der wesentliche Unterschied des in den Fig. 2 und 2a dargestell­ ten Ausführungsbeispiels besteht gegenüber dem zuvor diskutierten Ausführungsbeispiel darin, daß zwei starre Halterarme 11a, 11b zur oberen Festlegung der Lüfterhaube vorgesehen sind.

Die Halterarme 11, 11a, 11b, 12, sind über Befestigungsschrauben 13a, 13b am Zylinderkopf 10 der Brennkraftmaschine 1 fest ver­ schraubt und über Lagerungspuffer 9c, 9d mit der Lüfterhaube 7 elastisch verbunden. Damit ist die Lüfterhaube 7 mitsamt des einge­ setzten Wärmetauschers 6 von der Brennkraftmaschine 1 abge­ koppelt, so daß Schwingungen nicht beziehungsweise nur in einem geringen Maße auf den Wärmetauscher 6 übertragen werden. Dabei beschränken sich aber die Bewegungsmöglichkeiten des Wärme­ tauschers 6 auf geringe Bewegungen gegenüber den Halterarmen 11, 11a, 11b, 12 und dem Trägersystem 8a, 8b.

Der sich beim Betrieb der Brennkraftmaschine 1 drehende Lüfter 5 beschreibt mit seinen Lüfterspitzen einen Kreisbogen 14, der knapp innerhalb einer ebenfalls kreisbogenförmig ausgebildeten Aus­ nehmung 15 der Lüfterhaube 7 liegt (Fig. 3). Dabei ist bei der Mon­ tage der Lüfterhaube 7 darauf zu achten, daß das Spaltmaß zwischen dem Kreisbogen 14 und der Ausnehmung 15 zumindest angenähert an allen Umfangsstellen gleichgroß ist. Dabei können insbesondere in der Breite der Lüfterhaube 7 geringe Unterschiede auftreten, so daß die Halterarme 11, 11a, 11b, 12 eine seitliche Einstellbarkeit der Lüfterhaube 7 (mit dem Wärmetauscher 6) im Bezug zu der Brennkraftmaschine 1 beziehungsweise dem Lüfter 5 ermöglichen müssen. Diese Verstellbarkeit wird in dem Aus­ führungsbeispiel gemäß den Fig. 2 und 2a dadurch erreicht, daß alle Befestigungslöcher zur Durchführung der Befestigungsschrau­ ben 13a, 13b als Langlöcher 16a, 16b ausgebildet sind. Dadurch sind die starren Halterarme 11a, 11b seitlich um das Längenmaß der Langlöcher 16, 16a verschiebbar und es kann somit das Spalt­ maß zwischen dem Kreisbogen 14 und der Ausnehmung 15 einge­ stellt werden.

In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 und 1a ist der starre Hal­ terarm 11 entsprechend dem starren Halterarm 11a ebenfalls mit Langlöchern 16a, 16b versehen. Somit kann dieser starre Halterarm 11 seitlich in Bezug zu den Befestigungsschrauben 13a, 13b ver­ schoben werden und damit entsprechend auch das Spaltmaß ein­ gestellt werden. Der Halterarm 12 ist dagegen bei diesem Aus­ führungsbeispiel biegeweich ausgeführt und weist auf dem Be­ festigungsschenkel endseitig ebenfalls ein Langloch 16a auf, wobei aber das zweite Befestigungsloch als Rundloch 17 ausgebildet ist. Bei der Montage wird nun der starre Halterarm 11 und davorliegend der biegeweiche Halterarm 12 lose mit den Befestigungsschrauben 13a und 13b an dem Zylinderkopf 10 befestigt, während die Lüfter­ haube 7 schon auf dem Trägersystem 8a, 8b über die Lagerungs­ puffer 9a, 9b aufgesetzt und (lose) festgelegt ist. Zudem ist die Lüf­ terhaube 7 schon mit den Lagerungspuffern 9c, 9d mit den Halter­ armen 11 und 12 verbunden. Im nächsten Arbeitsschritt wird nun­ mehr das Spaltmaß zwischen dem Kreisbogen 14 und der Aus­ nehmung 15 durch seitliches Verschieben des Halterarms 11 in den Langlöchern 16a, 16b eingestellt und die Befestigungsschraube 13b fest angezogen. Dabei ist weiterhin der biegeweiche Halterarm 12 mit seinem Befestigungsschenkel so überbogen, daß das freie Ende des Befestigungsschenkels im Bereich des Langlochs 16a gegen­ über dem Zylinderkopf 10 um ein geringes Maß absteht. Wird schließlich im nächsten Montageschritt die Schraube 13a fest ange­ zogen, wird über die elastische Vorspannung und Verbiegung der Schenkel an den Zylinderkopf 10 angedrückt und gleichzeitig ohne die Lüfterhaube 7 seitlich zu verschieben - diese ist ja durch den starren Halterarm 11 festgelegt - auf diese über die Lagerungspuffer 9c, 9d eine geringe Druckkraft ausgeübt.

Claims (8)

1. Brennkraftmaschine mit einem Kurbelgehäuse, in dem eine Kurbelwelle drehbar gelagert ist, an der mindestens ein Pleuel angelenkt ist, das einen Kolben trägt, der in einem von einem Zy­ linderkopf abgedeckten Zylinder bewegbar ist, wobei die Brenn­ kraftmaschine flüssigkeitsgekühlt ist und einen an der Brenn­ kraftmaschine befestigten Flüssigkeits-Luft-Wärmetauscher auf­ weist, wobei die Luft von einem von der Brennkraftmaschine an­ getriebenen Lüfter durch den Wärmetauscher förderbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkeits-Luft-Wärme­ tauscher (6) elastisch auf einem unteren Trägersystem (8a, 8b) aufgesetzt ist und gegenüber einem oberen Haltersystem, das im Bereich des Zylinderkopfes (10) mit der Brennkraftmaschine (1) verbunden ist, elastisch über zwei Lagerungspuffer (9c, 9d) abge­ koppelt ist.

2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (6) in eine Lüfterhaube (7) eingesetzt ist, die als zwischengeschaltetes Bauteil elastisch mit dem unteren Trägersystem (8a, 8b) und dem oberen Haltersystem verbunden ist.

3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Haltersystem zwei Halterarme (11, 11a, 11b, 12) aufweist, von denen zumindest ein Halterarm (11, 11a, 11b) starr ausgebildet ist.

4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Halterarm (12) in einer Ebene biegeweich ausgebildet ist.

5. Brennkraftmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zumindest eine starre Halterarm (11a, 11b) zwei Langlöcher (16a, 16b) aufweist, durch die eine seitliche verstellbare Befestigung an dem Zylinderkopf (10) er­ folgt.

6. Brennkraftmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der biegeweiche Halter (12) ein Rundloch (17) und ein Langloch (16a) zur Befestigung an dem Zylinderkopf 10 aufweist.

7. Brennkraftmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der biegeweiche Halterarm (12) überbogen ist.

8. Verfahren zum Montieren eines oberen Haltersystems zum Befestigen eines Wärmetauschers (6) an einer Brennkraftma­ schine, dadurch gekennzeichnet, daß

• - die Lüfterhaube (7) über zwei Lagerungspuffer (9a, 9b) auf ein unteres Trägersystem (8a, 8b) aufgesetzt wird,
• - ein starrer oberer Halterarm (11) an der Lüfterhaube (7) und handfest mit Befestigungsschrauben (13a, 13b) an dem Zy­ linderkopf (10) montiert wird,
• - der biegeweiche obere Halterarm (12) an der Lüfterhaube (7) und handfest an dem Zylinderkopf (10) mit den Be­ festigungsschrauben (13a, 13b) montiert wird,
• - durch Verschieben des starren Halterarms (11) in den Langlöchern (16a, 16b) die Lüfterhaube (7) im Bezug zu den in die Lüfterhaube (7) hineinragenden Lüfter (5) ausgerichtet wird,
• - die in ein Rundloch (17) des biegeweichen Halterarms (12) und ein Langloch (16b) des starren Halterarms (11) durchragende Befestigungsschraube (13b) angezogen wird und schließlich
• - die zweite Befestigungsschraube (13a) endangezogen wird.