DE19619974C1

DE19619974C1 - Crankcase of an internal combustion engine

Info

Publication number: DE19619974C1
Application number: DE19619974A
Authority: DE
Inventors: Klaus Dr Ing Bruchner; Ralf Dipl Ing Kaufmann; Helmut Kronowiecki
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1996-05-17
Filing date: 1996-05-17
Publication date: 1997-11-20
Anticipated expiration: 2016-05-18
Also published as: ITRM970248A1; ITRM970248A0; GB2313164A; GB9709171D0; FR2750166A1; GB2313164A8

Abstract

A crankcase for an internal combustion engine is of two-part design, with a crankcase top part 9 and a crankcase bottom part 1, each of which is composed of a aluminium material. The crankcase bottom part comprises a plurality of bearing pedestals 2 for supporting a crankshaft. Bearing surfaces 3,4 are formed in at least one bearing pedestal to act as thrust bearings for the crankshaft. Vertically - extending lubrication grooves 7 may be provided. The axial width of the pedestals may increase or decrease from top to bottom.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kurbelgehäuse einer Brenn kraftmaschine in zweiteiliger Ausbildung mit einem Ge häuseoberteil und einem Gehäuseunterteil, die jeweils aus einem Aluminiumwerkstoff bestehen, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a crankcase of a burner Engine in two-part training with a Ge upper housing part and a lower housing part, each consist of an aluminum material, according to the generic term of claim 1.

Aus der "MTZ" Motortechnische Zeitschrift 38 (1977), 7/8, Seite 289 bis 298 ist ein gattungsgemäßes Kurbelgehäuse bekannt. In dieser Veröffentlichung wird jedoch auf die Problema tik der axialen Lagerung der Kurbelwelle nicht einge gangen.From the "MTZ" Motortechnische Zeitschrift 38 (1977), 7/8, pages 289 to 298 a generic crankcase is known. In However, this publication addresses the problema tic of the axial bearing of the crankshaft is not turned on went.

In der Vergangenheit wurden für Kurbelgehäuse von Ver brennungsmotoren häufig Graugußkonstruktionen verwen det. In den letzten Jahren werden jedoch zunehmend Mo torblöcke bzw. Kurbelgehäuse aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung eingesetzt. Bei beiden Kurbelgehäu sekonstruktionen sind aus gleitlagertechnischen Grün den, insbesondere wegen einer Aufweitung der Kurbel wellen-Lagerbohrungen im Motorbetrieb durch Kraft- und Temperatureinflüsse, die Lagerdeckel der Kurbelwellen-Hauptlager aus Stahl- oder Sphäroguß hergestellt.In the past, Ver internal combustion engines often use cast iron constructions det. In recent years, however, Mon Door blocks or crankcase made of aluminum or one Aluminum alloy used. With both crankcases Constructions are made of green slide bearing technology the, especially because of an expansion of the crank shaft bearing bores in motor operation by force and Temperature influences, the bearing caps of the main crankshaft bearings made of cast steel or ductile iron.

Um die Stahl- oder Gußkurbelwellen axial, d. h. in Mo torlängsrichtung führen zu können, werden an wenig stens einem Lagerstuhl des Kurbelgehäuses Anlaufschei ben angeordnet. Diese Anlaufscheiben können sogenannte Zweistofflager sein und besitzen im allgemeinen eine Aluminiumlauffläche in Verbindung mit einer Stahl stützschale. Durch die Anlaufscheiben, die in den La gerstuhl eingebaut wurden, konnte sich die Kurbelwelle über deren stirnseitige ringförmigen Gleitlagerflächen abstützen. Diese Anlaufscheiben sind unter anderem auch erforderlich um nicht akzeptable Reibpaarungen wie z. B. Stahl/Grauguß bzw. Grauguß/Sphäroguß zu ver meiden.To axially the steel or cast crankshafts, d. H. in Mon To be able to guide the longitudinal direction of the gate is not enough at least one bearing block of the crankcase thrust washer ben arranged. These thrust washers can be called Be two-substance stores and generally have one Aluminum tread combined with a steel support shell. Due to the thrust washers in the La the crankshaft could be installed over their front annular sliding bearing surfaces support. These thrust washers are among others also required for unacceptable friction pairings such as B. steel / gray cast iron or gray cast iron / nodular iron to ver avoid.

Aus der DE 26 35 061 A1 sind derartige Anlaufscheibenseg mente aus Massiv- oder Verbundgleitlagerwerkstoff be kannt. Bekannt sind auch aus neuerer Zeit Kurbelgehäu sekonstruktionen, die aus zweigeteilten Voll-Alumi nium-Zylinderkurbelgehäusen, sogenannten "bedplate"-Konstruktionen, bestehen. Das Kurbelgehäuseunterteil übernimmt dabei auch die Funktion einer Lagerbrücke in Form von leiterrahmenartig verbundenen Grundlager deckeln.Such thrust washer are known from DE 26 35 061 A1 be made of solid or composite plain bearing material knows. Crankcases are also known from more recent times construction made of two-piece full aluminum nium cylinder crankcases, so-called "bedplate" constructions, consist. The crankcase lower part also takes on the function of a warehouse bridge in Form of base bearing connected like a ladder frame cover.

Die DE-OS 27 45 351 zeigt ein Kurbelgehäuse, welches in der Höhe der Kurbelwellenlager geteilt ist und axiale Lagerscheiben aufweist. Die axialen Lagerschei ben sollen dabei ohne Verwendung von zusätzlichen Fixierungsmitteln montiert werden können.DE-OS 27 45 351 shows a crankcase, which is divided in the amount of crankshaft bearings and has axial bearing washers. The axial bearing washers ben should be without using additional Fixing means can be mounted.

Diese axialen Lagerscheiben bringen jedoch Probleme bei der Montage mit sich, auf die zwar in dieser Schrift eingegangen wird, die jedoch durch diese nicht beseitigt werden können. Darüber hinaus stellen sie zusätzliche Teile dar, welche einen erhöhten Ferti gungsaufwand notwendig machen.However, these axial bearing washers pose problems with the assembly itself, on which in this Scripture is received, but not by this can be eliminated. They also pose additional parts which represent an increased ferti make it necessary.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für ein Kurbelwellengehäuse in zweiteiliger Ausbildung mit einem Gehäuseoberteil und einem Gehäuseunterteil, die jeweils aus Aluminiumwerkstoff bestehen, eine ein fache und kostengünstige Axiallagerung für eine in dem Kurbelgehäuse zu lagernde Kurbelwelle zu schaffen.The invention is based on the object for a crankshaft housing in two parts with an upper housing part and a lower housing part, each made of aluminum, one fold and inexpensive axial bearing for one in the To create the crankcase bearing crankshaft.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Einrichtung durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.This task is carried out in a generic facility solved by the characterizing features of claim 1.

Durch die erfindungsgemäße Integrierung der erforder lichen Lagerflächen zur Bildung eines Axiallagers für die Kurbelwelle in das Gehäuseunterteil werden separa te Lagerteile bzw. Anlaufscheiben eingespart. Die er forderlichen Lagerflächen werden nunmehr bereits bei der gußtechnischen Herstellung berücksichtigt, womit es lediglich erforderlich ist anschließend eine Fein bearbeitung zur Ausbildung der eigentlichen Gleitla gerlaufflächen vorzunehmen.By integrating the required according to the invention union bearing surfaces to form a thrust bearing for the crankshaft in the lower part of the housing are separated te bearing parts or thrust washers saved. Which he required storage space is now already at of the cast-technical production, with what only a fine is then required processing for the formation of the actual Gleitla make running surfaces.

Erfindungsgemäß ist es dabei im allgemeinen lediglich erforderlich die Lagerflächen jeweils halbseitig nur im Gehäuseunterteil einzubringen, im Gegensatz zu der Ausgestaltung nach dem Stand der Technik, wobei im allgemeinen zusätzlich oder ausschließlich separate Lagerteile für das Gehäuseoberteil vorgesehen waren.According to the invention, it is generally only the storage areas only required on one side only in the lower part of the housing, in contrast to the Design according to the prior art, wherein in general additionally or exclusively separate Bearing parts were provided for the upper housing part.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Ausbildung der Lagerflächen liegt darin, daß bei einer nur hälf tigen Einbringung der Lagerflächen in das Kurbelgehäu seunterteil die Lagerkontur einen nach oben offenen Halbkreis ("Schalen"-Form, Auffangbecken) bildet, in dem rücklaufendes Öl gespeichert wird und damit für eine gute Lagerschmierung sorgt.Another advantage of the training according to the invention the storage area is that only one half introduction of the bearing surfaces into the crankcase lower part of the bearing contour with an open top Semicircle ("bowl" shape, catch basin) forms, in the returning oil is stored and thus for good bearing lubrication ensures.

Von Vorteil ist weiterhin, daß im Gegensatz zu separa ten Anlaufscheiben durch die erfindungsgemäße Ausbil dung der Lagerflächen die Ölleckagemenge gegebenen falls bis auf die Hälfte reduziert werden kann, da ein Leckspalt, wie er am Rücken von Anlaufscheiben auf tritt, entfällt. Damit ist eine erhöhte Betriebs sicherheit gegeben.Another advantage is that, in contrast to separa th thrust washers by the training according to the invention given the amount of oil leakage in the bearing surfaces if it can be reduced to half, because a Leakage gap, like that on the back of thrust washers occurs, does not apply. This is an increased operating given security.

Von Vorteil ist weiterhin, daß mit dem "integrierten" Axiallager eine hohe Montagesicherheit und Montage freundlichkeit gegeben ist. Schließlich ist es nicht mehr erforderlich die losen Anlaufscheiben mit der Gefahr des Herausfallens oder Verschiebens während der Montage separat und sorgfältig einzubringen.Another advantage is that with the "integrated" Axial bearing high assembly security and assembly friendliness is given. After all, it is not the loose thrust washers with the Risk of falling out or shifting during the Install separately and carefully.

Im Unterschied zu konventionellen Lagerdeckeln von Kurbelgehäusen ist die in das Gehäuseunterteil einge formte Lagerfläche und das daraus resultierende Axial lager deutlich steifer gegen Axialkräfte der Kurbel welle abgestützt. Bei konventionellen, nicht ins Ge häuseunterteil integrierten Lagerdeckeln liegt eine relativ hohe Biegenachgiebigkeit in Axialrichtung vor, womit ein relativ geringer Axiallager-Traganteil ge geben ist.In contrast to conventional bearing caps from The crankcase is inserted into the lower part of the housing shaped bearing surface and the resulting axial bearing significantly stiffer against axial forces of the crank shaft supported. With conventional, not into Ge integrated lower part of the bearing cover is one relatively high flexibility in the axial direction, which means a relatively low axial bearing load give is.

Darüberhinaus läßt sich durch die erfindungsgemäßen integrierten Lagerflächen ein genauer definiertes Axialspiel für die Kurbelwelle erreichen, da die Plan- bzw. Ebenheitstoleranzen von separaten flächigen An laufscheiben entfallen.In addition, the inventive integrated storage areas a more precisely defined Achieve axial play for the crankshaft because the face or Flatness tolerances of separate flat surfaces there are no running disks.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus den nachfolgend anhand der Zeichnung prinzipmäßig be schriebenen Ausführungsbeispielen.Advantageous refinements and developments of Invention result from the dependent claims and from the following in principle with reference to the drawing written embodiments.

Es zeigt:It shows:

Fig. 1 ausschnittsweise einen Querschnitt durch das erfindungsgemäße Kurbelgehäuseunterteil, Fig. 1 a detail of a cross-section through the inventive crankcase lower part,

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1, Fig. 2 shows a section along the line II-II of Fig. 1,

Fig. 3 eine Draufsicht (ausschnittsweise) auf die Fig. 1 aus Pfeilrichtung X, Fig. 3 is a plan view (fragmentary) in Fig. 1 from the direction of arrow X,

Fig. 4 einen Schnitt ähnlich dem gemäß Fig. 2 in an derer Ausgestaltung. Fig. 4 is a section similar to that of FIG. 2 in their configuration.

Grundsätzlich ist das Kurbelwellengehäuse von bekann ter Bauart, weshalb nachfolgend nur ein Ausschnitt ei nes Kurbelgehäuseunterteiles 1 mit den für die Erfin dung wesentlichen Teilen dargestellt ist. Das Kurbel gehäuseunterteil 1 weist mehrere in axialer Richtung auf Abstand voneinander angeordnete Lagerstühle 2 für die Lagerung einer nicht dargestellten Kurbelwelle auf. Zur Bildung eines Axiallagers für die Kurbelwelle ist es im allgemeinen ausreichend, wenn hierfür an ei nem Lagerstuhl 2 auf seinen beiden Seiten entsprechen de Axiallager vorgesehen werden. Hierzu beinhaltet die Druckguß-Rohkontur des aus Aluminium bestehenden Ge häuseunterteiles 1 bereits halbringförmige Lagerflä chen 3 und 4, in denen bereits alle axialgleitlagerty pischen Besonderheiten berücksichtigt werden können.Basically, the crankcase is of known design, which is why only a section of a crankcase lower part 1 is shown below with the parts essential for the inven tion. The crankcase lower part 1 has a plurality of axially spaced storage chairs 2 for the storage of a crankshaft, not shown. To form an axial bearing for the crankshaft, it is generally sufficient if for this purpose, axial bearings are provided on a bearing bracket 2 on both sides of the bearing. For this purpose, the die-cast raw contour of the existing Ge lower housing part 1 already semi-ring-shaped Lagerflä surfaces 3 and 4 , in which all the axial peculiarities peculiarities can already be taken into account.

Es ist lediglich erforderlich die zur Kurbelwellen längsachse senkrechte Fläche durch einfache Bearbei tung oberflächenmäßig derart zu verfeinern, daß Lager gleitflächen gebildet werden. Bei der Rohkontur können dabei in einfacher Weise radiale Laufflächenbegrenzun gen am Innen- und Außenradius vorgesehen werden. Aus der Fig. 2 sind die Laufflächenbegrenzungen 5 und 6 ersichtlich. Durch die radiale Laufflächenbegrenzung kann man die Kontur und Formgebung der eigentlichen Lagerflächen 3 und 4 innerhalb gewisser Grenzen frei bestimmen bzw. ausführen. It is only necessary to refine the surface perpendicular to the longitudinal axis of the crankshafts by simple machining in such a way that bearing sliding surfaces are formed. In the raw contour, radial tread limits on the inner and outer radius can be provided in a simple manner. From Fig. 2, the tread limitations 5 and 6 are visible. Due to the radial tread boundary, the contour and shape of the actual bearing surfaces 3 and 4 can be freely determined or executed within certain limits.

Die Bearbeitungsfläche zur Bildung der Gleitlagerflä chen ist in der Fig. 1 kreuzgestrichelt dargestellt. Aus dieser Figur und auch aus Fig. 3 ist ersichtlich, daß in die Lagerflächen 3 und 4 senkrecht nach unten zu verlaufende Ölschmiernuten 7 bzw. Ölschmiertaschen vorgesehen sind. Dabei ist dafür zu sorgen, daß die Tiefe der Ölschmiernuten 7 so tief ist, daß diese auch nach Bearbeitung der Lagerflächen noch vorhanden sind. In die Ölschmiernuten 7 kann Öl zur Schmierung von oben her eindringen, womit eine noch bessere Lager schmierung erreicht wird. Durch Anfasungen 8 an den Lagerflächen 3 und 4 am Ein- und Auslauf der halbring förmigen Lagerflächen im Bereich der Gehäuseteilung wird der Öleintritt und der Ölaustritt in das durch die Lagerflächen 3 und 4 gebildete Axialgleitlager noch optimiert. Die Anfasung 8 ist jeweils zur Mitte des Lagerstuhles gerichtet und kann z. B. einen Winkel von 15° aufweisen. Darüber hinaus dient die Anfasung 8 auch als Hilfsschräge bei der Montage der Kurbelwelle. Auf diese Weise wird ein Verkratzen der Kurbelwellen lagerstelle beim Einlegen der Kurbelwelle vermieden. Wie aus der Fig. 2 ersichtlich ist, besitzt der Lager stuhl 2 im unteren Bereich eine größere Breite als im oberen Bereich bzw. verdickt sich der Lagerstuhl 2 von oben nach unten. Auf diese Weise ergibt sich eine Aus formungsschräge zur Entnahme nach dem Gießen des Kur belgehäuseunterteiles 1. Dabei wird eine Ausformung nach oben vorgenommen.The processing area for the formation of the plain bearing surfaces is shown with a broken line in FIG. 1. It can be seen from this figure and also from FIG. 3 that oil lubrication grooves 7 or oil lubrication pockets are provided in the bearing surfaces 3 and 4 and run vertically downwards. It must be ensured that the depth of the oil lubrication grooves 7 is so deep that they are still present even after the bearing surfaces have been machined. In the oil lubrication grooves 7 can penetrate oil for lubrication from above, whereby an even better bearing lubrication is achieved. By chamfering 8 on the bearing surfaces 3 and 4 at the inlet and outlet of the semi-ring-shaped bearing surfaces in the area of the housing division, the oil inlet and the oil outlet into the axial sliding bearing formed by the bearing surfaces 3 and 4 are further optimized. The chamfer 8 is directed towards the center of the camp chair and can, for. B. have an angle of 15 °. In addition, the chamfer 8 also serves as an auxiliary bevel when assembling the crankshaft. In this way, scratching of the crankshaft bearing point when inserting the crankshaft is avoided. As can be seen from Fig. 2, the camp chair 2 has a greater width in the lower area than in the upper area or thickens the camp chair 2 from top to bottom. In this way, there is a shaping slope for removal after casting the Kur belgehäuseunterteiles 1st A shape is made upwards.

Im Unterschied dazu ist in der Fig. 4 eine Ausgestal tung dargestellt, wobei der Lagerstuhl 2 im oberen Be reich eine größere Breite aufweist, womit sich eine Ausformschräge nach unten ergibt. In contrast to this, a configuration is shown in FIG. 4, the bearing chair 2 having a greater width in the upper loading area, which results in a draft slope downwards.

Aus der Fig. 4, in die auch ausschnittsweise ein Kur belgehäuseoberteil 9 eingezeichnet ist, ist auch er sichtlich, daß die Breite b_OT des Lagerstuhles 2′ im Kurbelgehäuseoberteil 9 geringer ist als die Breite b_UT im Kurbelgehäuseunterteil 1. Durch diese Breiten wahl werden statische Unbestimmtheiten vermieden. Bei der Montage von Kurbelgehäuseoberteil 9 und Kurbelge häuseunterteil 1 können geringe Axialversätze dazwi schen auftreten. Durch die erfindungsgemäße Breiten wahl können derartige Axialversätze "ausgeglichen" werden.From Fig. 4, in which a section of a cure bel housing upper part 9 is located, it is also clear that the width b _{OT of} the bearing block 2 'in the crankcase upper part 9 is less than the width b _UT in the lower crankcase part 1 . This width selection avoids static uncertainties. When installing the upper crankcase part 9 and the lower crankcase part 1 , slight axial misalignments can occur in between. Such axial offsets can be "compensated" by the width selection according to the invention.

Im Unterschied zur Ausgestaltung nach Fig. 2, wobei die Lagerflächen 3, 4 in einem Absatz des Lagerstuhles 2 eingeformt sind, sind die Lagerflächen 3, 4 gemäß Fig. 4 in Verdickungen des Lagerstuhles 2 eingeformt.In contrast to the embodiment according to FIG. 2, wherein the bearing surfaces 3 , 4 are molded into a shoulder of the storage chair 2 , the bearing surfaces 3 , 4 according to FIG. 4 are molded into thickened portions of the storage chair 2 .

Claims

1. crankcase of an internal combustion engine in two-legged training, with a housing upper part and egg nem housing lower part, each consisting of an aluminum material, the housing lower part being designed as a bearing bracket with a plurality of bearing seats for positioning a crankshaft, characterized in that the side faces at least one Bearings ( 2 ) of the lower housing part ( 1 ) form axial bearing surfaces ( 3 , 4 ) for the crankshaft.

2. Crankcase according to claim 1, characterized in that the bearing surfaces ( 3 , 4 ) with radial running surface restrictions ( 5 , 6 ) are provided.

3. Crankcase according to one of claims 1 or 2, characterized in that the bearing surfaces ( 3 , 4 ) with in the side surfaces of the bearing block ( 2 ) molded oil lubrication grooves ( 7 ) are provided.

4. Crankcase according to one of claims 1 to 3, characterized in that in each case the width of the bearing chair ( 2 ) in the lower housing part ( 1 ) is greater than the width of the associated bearing chair ( 2 ') in the upper housing part ( 9 ).

5. Crankcase according to one of claims 1 to 4, characterized in that chamfers ( 8 ) are provided at the inlet of the semi-annular bearing surfaces ( 3 , 4 ) in the region of the housing division inwards - based on the bearing block ( 2 ).

6. Crankcase according to one of claims 1 to 5, characterized in that the lower housing part ( 1 ) has molded bevels such that the width of the bearing blocks ( 2 ) increases from top to bottom.

7. Crankcase according to one of claims 1 to 5, characterized in that the lower housing part ( 1 ) has molded bevels such that the width of the bearing blocks ( 2 ) decreases from top to bottom.