DE19640719C1

DE19640719C1 - Lagerbett für die Kurbelwellenlagerung von Verbrennungsmotoren

Info

Publication number: DE19640719C1
Application number: DE1996140719
Authority: DE
Inventors: Joachim Dr Boehme; Bernd Kromer; Rene Thoemer; Bernd Dr Findeisen
Original assignee: IAV Motor GmbH
Current assignee: IAV GmbH Ingenieurgesellschaft Auto und Verkehr
Priority date: 1996-10-02
Filing date: 1996-10-02
Publication date: 1997-10-16
Anticipated expiration: 2016-10-03

Description

Die Erfindung betrifft ein Lagerbett für die Kurbelwellenlagerung von Verbrennungs motoren, das zwischen Motorblock und Ölwanne befestigt angeordnet ist, entsprechend dem Oberbegriff des Hauptanspruches.

Vorbekannt ist durch die DE-Zeitschrift ATZ 80 (1978) Heft 5, Seite 228, ein aus Leicht metallguß hergestelltes Lagerbett für alle Kurbelwellenlager eines Verbrennungs motors, das jeweils zwischen Zylinderblock und Ölwanne befestigt angeordnet ist. Form- und Kraftschluß zwischen Lagerbett und Zylinderblock stellen Lagerschrauben beidseits der einzelnen Kurbelwellenlager her.

Weiterhin verbinden etwa parallel zur rahmenförmigen Umgrenzung des Lagerbettes angeordnete Verschraubungen die Ölwanne mit dem Lagerbett und dem Zylinderblock.

Vorbekannt sind durch die Schrift DE 39 10 529 A1 auch Lagerbetten der ähnlichen Art, jedoch ausgeführt aus faserverstärktem Kunststoff.

Vorbekannt sind durch die Schrift DE 34 26 208 C1 einzelne Lagerbrücken für die Kurbelwellenlagerung von Verbrennungsmotoren, die als Grau- und Alumini um-Verbundgußteil ausgeführt sind. Die Lagerschalenaufnahme für das jeweilige Kurbelwellenlager ist mit bis an die Anschlußflächen reichenden und Lager schraubendome bildenden Ansätzen versehen und als ein Grauguß-Eingießteil ausgeführt. Ringförmige oder nutförmige Konturen in Achs- und Radialrichtung an den Konturen der Lagerschraubendome bilden in allen Richtungen Formschlüsse für das Umgußmaterial. Diese Lagerschalenaufnahme ist ausschließlich der zum Kurbel gehäuse gerichteten Anschlußflächen und den entgegengesetzten Anzugsflächen für die Lagerschrauben mit Leichtmetall umgossen.

Vorbekannt sind durch die Schrift EP 038 560 A1 verschieden ausgeführte Lagerbrückenträger, die jeweils mehrere Lagerbrücken umfassen. Einerseits kann ein solcher Lagerbrückenträger einstückig aus Leichtmetall gegossen sein und mit einer axial mittig oder zwei axial seitlich verlaufende Rohreinlagen aus Stahl, die mit Leicht metall umgossen ist bzw. sind, ausgestattet sein. Eine weitere Ausführung weist zwei axial seitlich verlaufende Rohreinlagen aus Stahl auf, die jedoch nur im Bereich des Durchreichens der Lagerbrücken eingegossen sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Lagerbett zu schaffen, das in seinen die Triebwerkskräfte aufnehmenden Partien aus Grauguß besteht und die übrigen raum umschließenden Partien zur Verbindung der einzelnen Lagerbrücken gewichtssparend aus Leichtmetall hergestellt sind.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im Hauptanspruch genannten Merkmale gelöst. Durch die erfindungsgemäße Struktur wird ein leichtes Lagerbett mit durch die Grauguß-Lagerbrücken form- und oberflächenfestigkeitsstabilen Lagerpartien erzielt. Im übrigen sichert die Konstruktion zwischen den kraftaufnehmenden Lagerungen und den Zylinder-Kolbeneinheiten im Zylinderblock, der auch als Grau- und Leichtmetall-Verbundgußteil ausgeführt ist, durchgehend tragende, aneinander angrenzende Graugußstrukturen, so daß keine Wärmedehnungsungleichheiten in den Kurbelwellenlagerungen auftreten. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes nach Anspruch 1 ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Anhand von Zeichnungen werden Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert. Es zeigt:

Fig. 1a einen Querschnitt durch ein am Zylinderblock montiertes erfindungsgemäßes Lagerbett,

Fig. 1b einen Ausschnitt am Lagerbett aus einem Querschnitt entsprechend Fig. 1a, jedoch mit einer anderen Stützkontur für die Lagersitzschale,

Fig. 2a eine Ansicht einer Grauguß-Lagerbrücke im nicht eingegossenen Zustand als Rohteil,

Fig. 2b; 2c Querschnitte der Lagerbrücke gemäß der Schnitte A-A und B-B in Fig. 2a,

Fig. 2d eine Seitenansicht gemäß Ansicht R in Fig. 2a,

Fig. 2e eine Draufsicht auf die Lageraufnahme,

Fig. 3 eine Teilansicht auf die Verschraubungsseite des Lagerbettes, die Anschlußfläche AF2,

Fig. 4a Lageraufnahme mit axial verbindenden Stegen in Sicht der Kurbel wellenachse

Fig. 4b Lageraufnahmen mit axial verbindenden Stegen in Draufsicht 1 zeigt einen Schnitt in der Mittelebene eines

Fig. 1 zeigt einen Schritt in der Mittelebene eines Kurbelwellenlagers 3 durch ein als Grau- und Leichtmetall-Verbundgußteil erfindungsgemäß ausgeführtes Lagerbett 1, das am Zylinderblock 2 montiert ist.

Es bildet die Verbindung zwischen Zylinderblock 2 und Ölwanne, - nicht dar gestellt.

In Fig. 2a bis e sind Ansichten einer Lageraufnahme 10 aus Grauguß im noch nicht eingegossenen Zustand dargestellt. Seine Aussparungen 11, 12 und hinterschnit tenen Konturen 13 werden zur Bildung des Lagerbettes 1 für alle Kurbelwellen lager 3 mit Leichtmetall aus- oder umgegossen, siehe Fig. 1a und 1b.

Das Lagerbett 1 weist eine in Leichtmetall gegossene, rahmenförmige Umgren zung 14 sowie zu den Lageraufnahmen 10 reichende Querstege 15 auf. Diese Querstege 15 umhüllen teilweise die in Grauguß ausgeführten Lageraufnahmen 10 und erstrecken sich axial durch deren Aussparungen 11, 12.

Vorteilhaft ist die Lagersitzschale 22 von zur Anschlußfläche AF2 gerichteten Streben 16, 18 unterstützt, wobei die innere Strebe 18 in die Lagersitzschale 22 tangential übergeht.

Die Lagerschraubendurchgänge 20 verlaufen zwischen den die Auflagen 21 tragenden Streben 18 und 19. Die Streben 18, 19 sind im Fertigzustand mit Leichtmetall um gossen, so daß eine Versteifung an den Lagerschraubendurchgängen 20 erreicht wird.

In Fig. 1b ist die Lagersitzschale 22 mittig mittels einer bogenförmigen Stützkontur 23 stabil gegen die Auflagen 21 abgestützt. Die Aussparungen 11 und 12 sind mit Leicht metall vergossen.

Die Lageraufnahmen 10 weisen weiterhin unterhalb und zur Anschlußfläche AF1 parallel gerichtete sowie radial hinterschnittene Stege 17 auf, die mit Leichtmetall umgossen, eine Verklammerung in den Querstegen 15 bilden.

Alle Merkmale sichern eine stabile Verbindung der Lageraufnahmen 10 im Lagerbett 1 untereinander. Die Lageraufnahmen 10 liegen im Fertigzustand an den beidseitigen Anschlußflächen AF1, AF2 und den die Lagerschraubendurchgangsöffnungen 20 umschließende Konturen nach außen frei (siehe Fig. 2 und 3). In der Fig. 3 wurden die sichtbaren, nicht geschnittenen Flächen schraffiert, um Grauguß - GG - und Leicht metall - LM - an der Oberfläche zu kennzeichnen.

Die Lageraufnahmen 10 können auch einstückig mit axial beidseits untereinander verbindenden Längsstegen 25 ausgestattet sein (Fig. 4a und b). Durch diese Ausführung kann die Leichtmetallstruktur des Lagerbettes 1 von der kraftübertragenden Verbindungsfunktion zwischen den Lageraufnahmen 10 entlastet werden. Zur Gewichtseinsparung können die axial beidseits verbindenden Längsstege 25 der Lageraufnahmen 10 frei liegen. In Fig. 4a sind die Längsstege 25 in den Ebenen X und Y, siehe Fig. 4B, geschnitten dargestellt. Die Längsstege 25 können jedoch auch mit Leichtmetall umgossen sein.

Soweit in der Beschreibung Grauguß benannt ist, ist ebenso denkbar auch Stahl guß oder ein Schmiedeteil mit einer für den Einguß geeigneten Oberfläche einzu setzen.

Unter Leichtmetall sind Aluminium- und Magnesiumlegierungen mit unterschiedlicher Zusammensetzung zu verstehen, die besonders hinsichtlich der Oberflächenver bindung, des Ausdehnungsverhaltens und der mechanischen Eigenschaften ausgewählt werden können.

Bezugszeichenliste

1 Lagerbett
2 Zylinderblock
3 Kurbelwellenlager
10 Lageraufnahme
11 Aussparungen
12 Aussparungen
13 hinterschnittene Konturen
14 rahmenförmige Umgrenzungen
15 Querstege
16 Streben
17 radial hinterschnittener Steg
18 Streben
19 äußere Strebe
20 Lagerschraubendurchgang
21 Auflage um 20
22 Lagersitzschale
23 bogenförmige Kontur
25 Längsstege
AF1 Anschlußfläche des Lagerbettes 1 zum Zylinderblock
AF2 Anschlußfläche des Lagerbettes 1 zur Ölwanne
GG Grauguß markiert in den Figuren durch weite Schraffur in den quadratischen Aus schnitten
LM Leichtmetall markiert in den Figuren durch enge Schraffur in den quadratischen Aus schnitten

Claims

1. Lagerbett für die Kurbelwellenlagerung von Verbrennungsmotoren, das zwischen Motorblock und Ölwanne befestigt angeordnet ist, mit folgend beschriebener Ausführung:

- eine rahmenförmige Umgrenzung weist quer zur Kurbelwellenachse verlaufende, jeweils ein Kurbelwellenlager aufnehmende Stege und Schraubendome für Schraubverbindungen mit dem Zylinderblock und der Ölwanne auf,
- in den Stegen sind beidseits der Lagersitzschalen durchgehende Schraubendome für die Kurbelwellenlager angeordnet, gekennzeichnet durch folgende Merkmale;
- Das Lagerbett (1) ist als Grau- (GG) und Leichtmetallguß (LM)-Verbundteil ausge führt und umfaßt alle Lageraufnahmen (10) der Kurbelwellenlager (3) im Motoren gehäuse.
- Die rahmenförmige Umgrenzung (14) ist aus Leichtmetall (LM) gegossen und weist Querstege (15) auf.
- Diese Querstege (15) umschließen teilweise die in Grauguß (GG) ausgeführte Lageraufnahmen (10) und erstrecken sich axial und radial bindend durch deren Aussparungen (11, 12).
- Die Lageraufnahmen (10) sind mit bis an die Anschlußflächen (AF1, AF2) reichenden und die Lagerschraubendurchgänge (20) umschließenden Auflagen (21) versehen.
- Die Lageraufnahmen (10) liegen an den Anschlußflächen (AF1, AF2).

2. Lagerbett nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagersitzschale (22) von Streben 16, 18) unterstützt ist und diese mit Leicht metall umgossen sind.

3. Lagerbett nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagersitzschale (22) mittig mittels einer bogenförmigen Stützkontur (23) an der Anschlußfläche (AF2) abgestützt verbunden ist und zumindest in zur Lagersitzschale (22) gerichteten Bereichen mit Leichtmetall umgossen ist.

4. Lagerbett nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lageraufnahmen (10) zwischen den Anschlußflächen (AF1, AF2) parallel verlaufende, radial hinterschnittene Stege (17) aufweist, die mit Leichtmetall umgossen sind.

5. Lagerbett nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerschraubendurchgänge (20) umschließenden Auflagen (21) mittels zur Kurbelwellenachse parallelen Streben (18) verbunden sind, wobei die innere Strebe (18) tangential in die Lagersitzschale (22) einläuft.

6. Lagerbett nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lageraufnahmen (10) einstückig mit axial beidseits verbindenden Längsstegen (25) ausgestattet sind.

7. Lagerbett nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die axial beidseits verbindenden Längsstege (25) der Lageraufnahmen (10) nicht von Leichtmetall umschlossen sind.