DE19729971C1 - Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit einem Motorengehäuse an dem ein Zylinderkopf mit Zylinderkopfschrauben befestigt ist, nach der Gattung des Patentanspruchs 1.

Aus der DE-OS 23 58 954 ist eine Brennkraftmaschine bekannt, deren aus mehreren Teilen bestehendes Maschinengehäuse mit Zugankern verschraubt ist. Zwischen den Zugankern und der aufnehmenden Bohrung ist über einen wesentlichen Teil der Zugankerlänge bzw. der Bohrungslänge ein Ringraum ausgebildet, der zur Dämpfung von Schwingungen mit einem zähen oder viskosen Medium befüllt ist. Dieses Medium kann beispielsweise Schmieröl aus dem Schmierölkreislauf der Brennkraftmaschine sein. Dazu wird der Ringspalt durch eine Druckölzuleitung ständig mit Drucköl aus dem Schmierölkreislauf versorgt, das über eine vorgesehene Soll-Leckagestelle wieder aus dem Ringraum austritt. Eine derartige Befüllung der Schraubenringräume mit Drucköl führt zu einer ausreichenden Dämpfung, um auftretende Schwingungen der Zuganker in ihrer Amplitude zu begrenzen. Die Anbindung des Ringraumes an die Druckölversorgung der Brennkraftmaschine ist jedoch mit erheblichem konstruktiven und fertigungstechnischem Aufwand verbunden, insbesondere wenn zwischen druckölführenden Leitungen und dem Ringraum größerer Abstand besteht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Brennkraftmaschine mit einem Motorengehäuse an dem ein Zylinderkopf mit Zylinderkopf­ schrauben befestigt ist, so weiterzubilden, daß eine Dämpfung der Schwingungsamplituden der Zylinderkopfverschraubung mit konstruktiv und fertigungstechnisch einfachen Mitteln erreicht wird.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Einrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Durch die Ausbildung einer Öffnung zum Ringraum an einer in Einbaulage geodätisch hochgelegenen Stelle kann dieser über den angrenzenden Gehäuseinnenraum mit frei in diesem Gehäuseinnenraum geführten Schmieröl (Tropföl oder Schleuderöl) aufgefüllt werden. Somit erfolgt eine Befüllung der Ringräume über diese Öffnung bereits kurz nach Erstinbetriebnahme der Brennkraftmaschine durch das im Gehäuseinnenraum frei geführte Schmieröl. Dieses über die Öffnung in den Ringraum eintretende Öl verbleibt, sofern nicht unbeabsichtigte Undichtigkeiten der Bohrung bzw. der Flanschflächen vorhanden sind, innerhalb des Ringraumes und führt zu einer dauerhaften Dämpfung. Weiterhin führt die dauerhafte Ölbefüllung der Schraubenringräume zu einer guten Wärmeleitung zwischen der Zylinderkopfschraube und dem aufnehmenden Motorgehäuse. Dies ermöglicht eine verzögerungsarme Aufheizung der Zylinderkopfschrauben in Bezug auf das aufnehmende Motorgehäuse und führt damit zu einer Vermeidung von Kraftüberhöhungen aufgrund unterschiedlicher Wärmeausdehnungen während des Motorwarmlaufes, die insbesondere bei langen Zylinderkopfschrauben sehr nachteilig wäre.

Eine derartige Ölbefüllung der Schraubenringräume kann auf besonders kostengünstige und fertigungstechnisch einfache Weise ausgeführt werden, wenn der Zylinderkopf und das Motorengehäuse als Gußbauteile ausgebildet werden und die in den jeweiligen Schraubenringraum führenden Öffnungen ebenfalls gußtechnisch hergestellt werden.

Die Ausbildung der in die Schraubenringräume mündenden Öffnungen ist auf besonders vorteilhafte Weise mit geringem fertigungstechnischen Aufwand herstellbar, wenn diese Öffnungen in zumindest einer von der Zylinderkopfschraube durchdrungenen Flanschfläche der miteinander verbundenen Bauteile ausgebildet ist. Dies ist von besonderem Vorteil bei der Ausbildung des Zylinderkopfes und/oder des Motorengehäuses als Gußbauteil, da dann auf besonders einfache Weise eine entsprechende Vertiefung in die Flanschfläche eingegossen werden kann.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der nachfolgenden Beschreibung und Zeichnung näher erläutert.

Letztere zeigt in

Fig. 1 einen nur teilweise dargestellten Querschnitt durch das Zylinder-Kurbelgehäuse und den Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine,

Fig. 2 eine Draufsicht in Richtung II nach Fig. 1 auf eine Flanschfläche des Kurbelgehäuses und

Fig. 3 eine Draufsicht entlang der Linie III-III nach Fig. 1 auf die gegenüberliegende Flanschfläche eines Kurbelwellenlagerrahmens.

Die Erfindung ist im nachfolgenden ohne Beschränkung auf diese Ausführungsform am Beispiel eines Boxermotors dargestellt, von dem hier zwei übereinanderliegende Zylinderkopfverschraubungen exemplarisch dargestellt sind. Die nicht näher dargestellte Kurbelwelle des Motors ist in einem zweiteiligen, jeweils leiterartig ausgebildeten Kurbelwellenlagerrahmen 1 gelagert. Jede der beiden Hälften des Kurbelwellenlagerrahmens 1 liegt mit einer Flanschfläche 2 an einer entsprechend ausgebildeten inneren Flanschfläche 3 einer Kurbelgehäusehälfte 4 an. Gegenüberliegend ist an jeder der Kurbelgehäusehälften 4 eine weitere Flanschfläche 5 ausgebildet, an der unter Zwischenlage einer nicht näher dargestellten Zylinderkopfdichtung der Zylinderkopf 6 mit seiner entsprechenden Flanschfläche 7 anliegt. Der Zylinderkopf 6 ist über eine Vielzahl von Zylinderkopfschrauben 8 mit dem Kurbelgehäuse 4 bzw, dem Kurbelwellenlagerrahmen 1 verschraubt. Im Zylinderkopf 6 sind zur Aufnahme der Zylinderkopfschrauben 8 vorgesehene Bohrungen 9 ausgebildet, die mit Bohrungen 10 in der jeweils zugeordneten Kurbelgehäusehälfte 4 fluchten. Diese Bohrungen 10 durchdringen die jeweilige Kurbelgehäusehälfte 4 von der dem Zylinderkopf zugewandten Flanschfläche 5 bis zu der dem Kurbelwellenlagerrahmen 1 zugewandten Flanschfläche 3. An diese Bohrungen 10 in der Kurbelgehäusehälfte 4 schließen sich ebenfalls fluchtende Sacklochbohrungen 11 im Kurbelwellenlagerrahmen 1 an, die als Gewindebohrungen ausgebildet sind. Die Zylinderkopfschrauben 8 liegen jeweils mit einem Schraubenkopf 12 an einer Anlagefläche 13 im Zylinderkopf dichtend an und sind auf der gegenüberliegenden Seite in den Sacklochbohrungen 11 verschraubt. Die Bohrungen 9, 10 und 11 sind durch entsprechende Ausbildung und Abdichtung der Flanschflächen 3 und 5 bzw. 5 und 7 bis auf die nachfolgend näher erläuterten Öffnungen abgedichtet. Der Durchmesser der Bohrungen 10 in der jeweiligen Kurbelgehäusehälfte 4 ist größer als der der Zylinderkopfschrauben 8 ausgebildet, so daß zwischen diesen und der Bohrungswand ein Ringraum 14 verbleibt. Dieser Ringraum setzt sich bis in die Nähe der Schraubenköpfe 12 im Zylinderkopf 6 fort.

In der inneren Flanschfläche 3 jeder Kurbelgehäusehälfte ist eine benachbart zu einem Teil der Bohrungen 10 verlaufende Ölgalerie 15 in Form einer Vertiefung ausgebildet, die in an sich bekannter und hier nicht näher dargestellter Weise mit der Druckölversorgung der Brennkraftmaschine verbunden ist. Diese Ölgalerie 15 dient zur Versorgung verschiedener Schmierstellen der Brennkraftmaschine und insbesondere zur Lagerschmierung der im Kurbelwellenlagerrahmen 1 ausgebildeten Gleitlager. In diesem Ausführungsbeispiel sind zwei der Bohrungen 10 bzw. der Ringräume 14 über eingegossene Vertiefungen 16 in der inneren Flanschfläche 3 mit dieser Ölgalerie verbunden. Über diese Vertiefungen 16 kann Schmieröl aus der Ölgalerie 15 in die Ringräume 14 eindringen und diese zur Dämpfung der Schraubenschwingung auffüllen. Drei weitere Bohrungen 10 bzw. Ringräume 14 sind über ineinander übergehende Vertiefungen 17 in der inneren Flanschfläche und Vertiefungen 18 in der Flanschfläche 2 des Kurbelwellenlagerrahmens ebenfalls mit der Ölgalerie verbunden.

Die übrigen Bohrungen 10 bzw. Ringräume 14 sind über eingegossene Vertiefungen 19 in der Flanschfläche 2 des Kurbelwellenlagerrahmens 1 mit dem Kurbelraum 20 verbunden. Diese Vertiefungen 19 sind jeweils in Einbaulage der Brennkraftmaschine an der oberen Seite der Sacklochbohrungen 11 ausgebildet und von dieser ausgehend nach oben geöffnet.

Im Betrieb der Brennkraftmaschine tritt das über die Ölgalerie 15 den Gleitlagern der Kurbelwelle zugeführte Schmieröl an diesen Lagerstellen aus und wird durch die rotierende Kurbelwelle bzw. deren Kurbelwangen im Kurbelraum 20 verschleudert. Dieses austretende Schmieröl wird im Kurbelraum 20 frei und weitgehend drucklos geführt und sinkt bzw. tropft in Folge der Wirkung der Schwerkraft zu einer tiefgelegenen Stelle des Kurbelraums und wird von dort auf nicht näher dargestellte Weise einem Ölsammelraum zugeführt. Ein Teil des im Kurbelraum verschleuderten Schmieröls tropft dabei in die nach oben offenen Vertiefungen 19 und gelangt so in die Ringräume 14, die bereits nach relativ kurzer Betriebszeit nahezu vollständig mit Schmieröl befüllt sind. Aufgrund der Lage der Vertiefungen und der Abdichtung der Bohrungen verbleibt dieses Öl in den Ringräumen und führt ebenfalls zu einer Dämpfung der Schraubenschwingungen.

Im Gegensatz zu diesem Ausführungsbeispiel können die zuvor beschriebenen Öffnungen zu einem Gehäuseinnenraum der Brennkraftmaschine auch an der Flanschfläche 3 bzw. einer oder beiden der Flanschflächen 5 und 7 zwischen Kurbelgehäusehälfte und Zylinderkopf ausgebildet werden. In Abhängigkeit von der Einbaulage der Brennkraftmaschine können diese Öffnungen auch an anderer geodätisch hochgelegenen Stelle der Bohrungen bzw. der Ringräume ausgebildet werden. Die Lage der Öffnungen sollte dabei bezogen auf die Einbaulage der Brennkraftmaschine so hoch wie möglich gewählt werden, um ein Leerlaufen der Ringräme zu verhindern. Dabei ist sicherzustellen, daß diese Öffnungen inbesondere bei der Erstinbetriebnahme der Brennkraftmaschine durch von oben ablaufendes bzw. abtropfendes, frei im Gehäuseinnenraum geführtes Schleuderöl, Leckageöl, oder ähnliches befüllt werden können. Diese Öffnungen können dann beispielsweise zum Kurbelraum 20 hin geöffnet sein oder sich bei Anordnung im Bereich des Zylinderkopfes zum Zylinderkopfinnenraum 21 hin öffnen. Bei einer Öffnung zum Zylinderkopfinnenraum werden die Ringräume dann über das im Zylinderkopfinnenraum drucklos geführte Schmieröl befüllt, das beispielsweise an den Ventilführungen oder anderen Lagerstellen austritt. Dabei ist es beispielsweise möglich, diese Öffnung bzw. Vertiefung zur Befüllung der Ringräume an der jeweils zugeordneten Anlagefläche 13 für den Schraubenkopf 12 der Zylinderkopfschraube 8 auszubilden.

Claims (7)

1. Brennkraftmaschine mit einem Motorengehäuse an dem ein Zylinderkopf (6) mit Zylinderkopfschrauben (8) befestigt ist, mit Bohrungen (9) im Zylinderkopf und im Motorengehäuse (10, 11) zur Aufnahme der Zylinderkopfschrauben unter Ausbildung von Ringräumen (14) zwischen der jeweiligen Zylinderkopfschraube und der aufnehmenden Bohrung, mit einem Schmierölkreislauf mit Druckölleitungen (15) und Gehäuseinnenräumen (20, 21) in denen an Lagerstellen austretendes Schmieröl frei und weitgehend drucklos geführt ist, wobei die Ringräume mit Schmieröl aus dem Schmierölkreislauf gefüllt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringräume jeweils an einem in Einbaulage der Brennkraftmaschine geodätisch hoch gelegenen Abschnitt mit mindestens einer Öffnung (19) versehen sind, die diesen Ringraum mit einem der Gehäuseinnenräume (20, 21) verbindet.

2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinderkopf (6) und das Motorengehäuse (1, 4) als Gußbauteile ausgebildet sind, und daß die Öffnung (19) des Ringraumes (14) eingegossen ist.

3. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinderkopf (6) und das Motorengehäuse (1, 4) mit jeweils einer von der Zylinderkopfschraube (8) durchdrungenen Flanschfläche (5, 7) aneinanderliegen, und daß die Öffnung von einer der Flanschflächen ausgehend ausgebildet ist.

4. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest einer der Zylinderkopfschrauben (8) bis in einen Kurbelwellenlagerrahmen (1) reicht, der mit dem Motorengehäuse (4) verbunden ist, wobei jeweils eine Flanschfläche (2, 3) des Kurbelwellenlagerrahmens und des Motorengehäuses aneinanderliegen.

5. Brennkraftmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (19) von einer der Flanschflächen (2, 3) zwischen Kurbelwellenlagerrahmen (1) und Motorengehäuse (4) ausgehend und mit dem Kurbelraum (24) verbunden ausgebildet ist.

6. Brennkraftmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (19) an der Flanschfläche (2) des Kurbelwellenlagerrahmens (1) ausgebildet ist.

7. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderkopfschraube (8) mit einem Schraubenkopf (12) versehen ist, der an einer Anlagefläche (13) des Zylinderkopfes anliegt, und daß die Öffnung (19) des Ringraumes (14) in der Anlagefläche ausgebildet und mit dem Innenraum (21) des Zylinderkopfes verbunden ist.