DE19756279A1 - Gehäuse für vorzugsweise eine Ausgleichswelle, verbunden mit dem Zylinderblock eines Verbrennungsmotors - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Gehäuse für vorzugsweise eine Ausgleichswelle, gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches.

Allgemein bekannt sind Gehäuse mit Ausgleichswellen, die mit dem Zylinderblock eines Verbrennungsmotors verbunden sind. Die Ausgleichswellen verlaufen parallel zur Achse der Kurbelwelle und sind direkt oder indirekt von der Kurbelwelle vor­ zugsweise mit deren Drehgeschwindigkeit oder einem Vielfach davon angetrieben.

Vorbekannt ist es, zum Erzielen einer gegenläufigen Drehung einer Ausgleichswelle zur Kurbelwelle, diese Ausgleichswelle über eine, von einem Zugmittel, vorzugs­ weise einer Kette, angetriebene Zwischenwelle mittels eines außenachsigen Zahn­ radtriebes anzutreiben, siehe z. B. Schrift US 5 535 643. Der außenachsige Zahn­ radtrieb bildet, in einem entsprechenden Gehäuse angeordnet, gleichzeitig die Schmierölpumpe des Verbrennungsmotors. Am treibenden Zahnrad des Zahn­ triebes kann eine zweite Ausgleichswelle drehfest, jedoch ebenfalls mit Kurbelwel­ lendrehrichtung umlaufend, angeordnet sein, siehe vorgenannte US-Schrift.

Vorbekannt sind auch Ausgleichsanordnungen zum Ausgleich von Massenkräften erster Ordnung, bei denen die Kurbelwelle die erste Ausgleichswelle bildet und hierzu mit entsprechenden umlaufenden Massen ausgestattet ist. Die zweite, zur Kurbelwelle gegenläufig angetriebene Ausgleichwelle sitzt in einem mit dem Zylinderblock des Verbrennungsmotors verbundenen Gehäuse.

Bei derartiger Gestaltung des Massenausgleichs sind die hohen Ausgleichskräfte der Ausgleichswelle auf den Zylinderblock zu übertragen. DE-Z. ATZ 99 (1997) Nr. 7/8, S. 421 Bild 14.

Vorbekannt ist es bei Kurbelwellenlagern von Verbrennungsmotoren mit V-förmig angeordneten Zylinderbänken, die Schubbelastung der Hauptlagerdeckel in der Fügeebene am Zylinderblock formschlüssig abzufangen.

Hierzu sind quer zur Schubebene jeweils hälftig in komplementäre Aussparungen im Zylinderblock und im Lagerdeckel eingreifende zylindrische Keile angeordnet. Opel 2,5 l/V6-Rennmotor 1994.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Gehäuse aus Leichtmetall, vorzugsweise mit nur einer Ausgleichswelle hinsichtlich seiner Befe­ stigung so zu gestalten, daß es an einem Motorengehäuse aus Grauguß unter der bei Motoren auftretenden Betriebstemperaturspanne von ca. bis zu 200°C im Be­ reich der Ölwanne spannungsfrei und formschlüssig befestigt gehalten ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe einer Befestigung des aus Leichtmetall be­ stehenden Gehäuses am eisenmetallischen Zylinderblock durch die im Oberbegriff des Hauptanspruches genannten Mittel gelöst.

Durch das erfindungsgemäße Zwischenschalten einer im Zylinderblock und im Gehäuse in komplementäre Halbkonturen zentrierend eingreifenden Längsführung zur form- und kraftschlüssigen Verbindung des Gehäuses am Zylinderblock werden einerseits unterschiedliche Ausdehnungen von eisenmetallischem Zylinderblock und dem Gehäuse aus Leichtmetall praktisch spannungsfrei kompensiert und anderer­ seits die Funktionalmaße des Antriebes der Ausgleichswelle sowie deren Lage gesichert.

Die mit ihrer Wirkrichtung umlaufenden Kräfte der Ausgleichswelle werden formschlüssig vom Gehäuse auf den Zylinderblock übertragen. Gleichzeitig können die unterschiedlichen Ausdehnungen zwischen dem eisen­ metallischen Zylinderblock und zwischen dem Gehäuse aus Leichtmetall durch Schub gegenüber der zur Kurbelwellenachse parallelen Längsführung kompen­ siert werden.

Der durch die Anschraubkräfte erzeugte Reibschluß zwischen der Längsführung und dem Gehäuse kann dabei überwunden werden.

Die Merkmale der Unteransprüche werden im Rahmen der Beschreibung zusam­ men mit ihren Wirkungen erläutert. Anhand einer Zeichnung wird nachfolgend eine Ausführung eines erfindungsgemäßen Gehäuses beschrieben.

Dargestellt ist eine schematisierte perspektivische Ansicht mit Montageflächen am Zylinderblock 1 und den Befestigungs- und Führungsmitteln sowie die Befesti­ gungsseite eines erfindungsgemäßen Gehäuses 2.

Das Gehäuse 2 mit einer Antriebsanordnung und Lagerung für vorzugsweise eine Ausgleichswelle - nicht dargestellt - ist im montierten Zustand mit dem Zylinderblock 1 eines Verbrennungsmotors verbunden. Die Ausgleichswelle läuft parallel zur Achse der Kurbelwelle und ist direkt oder indirekt von der Kurbelwelle, vorzugsweise mit deren Drehgeschwindigkeit angetrieben - nicht dargestellt.

Die Befestigung des aus Leichtmetall bestehenden Gehäuses 2 am eisenmetal­ lischen Zylinderblock 1 ist in Einzelheiten im Zustand vor der Montage dargestellt.

Parallel zur Ausgleichswellen- und Kurbelwellenachse ist für eine zentrierend ein­ greifende Längsführung 3 jeweils im Zylinderblock 1 und im Gehäuse 2 eine kom­ plementäre Halbkontur 4 bzw. 5 eingearbeitet. Zum Gewährleisten der Zentrierung der Längsführung 3 sind die Halbkonturen 4 bzw. 5 geringfügig kleiner als der Durchmesser der Längsführung 3 ausgebildet.

Die Längsführung 3 ist mittels einer Schraube 6, die am Grunde der komplemen­ tären Halbkontur 4 des Gehäuses 2 in einer Gewindebohrung 7 eingeschraubt wird, mit dem Gehäuse 2 fest verbunden.

Parallel zu dieser Schraube 6 sind vorzugsweise beidseitig weitere, hier nicht dar­ gestellte, in Richtung durch die Längsführung 3 verlaufende, in Gewindebohrungen des Motor-Gehäuses 1 einschraubbare Schrauben 8 angeordnet. Sie weisen in den Durchgangsbohrungen der Längsführung 3 in Achsrichtung Spiel auf.

Ihr Anzugsmoment ist so bemessen, daß die durch die Schraubenvorspannung bestimmte Reibkraft zwischen der Außenfläche der Längsführung 3 und der komple­ mentären Halbkontur 4 bei zu großer Ausdehnung des Gehäuses 3 unter Tempera­ tureinfluß überwunden wird, d. h., daß sich durch übermäßige Wärmeausdehnung an der Befestigung zwischen Längsführung 3 und Gehäuse 2 keine großen mecha­ nischen Spannungen aufbauen können.

Das Gehäuse 2 mit der montierten Längsführung 3 wird mittels der Schrauben 8, die in korrespondierende Gewindebohrungen 6 im Zylinderblock 1 eingeschraubt werden, am Motorblock 1 befestigt. Dabei greift die Längsführung 3 in die komple­ mentäre Halbkontur 5 des Zylinderblockes 1 ein und sichert die Ausrichtung des Gehäuses 2 am Zylinderblock 1.

Das Eindrehen der Schrauben 8 erfolgt über Durchgänge 10 im Gehäuse 2, die bis in die komplementäre Halbkontur 4 führen und ein Durchreichen mit einem Schraub­ werkzeug erlauben, - nicht vollständig dargestellt.

Weitere Stützflächen des Gehäuses 2 sind mittels in Gewindebohrungen 12 des Zylinderblockes 1 einschraubbarer Schrauben 11 am Zylinderblock 1 gehalten. Sie weisen in den Durchgangsbohrungen 13 des Gehäuses 2 allseitig Spiel auf. Ihr Anzugsmoment ist so bemessen, daß die durch die Schraubenvorspannung bestimmte Reibkraft zwischen den Stützflächen des Gehäuses 2 und den Auflage­ flächen am Zylinderblock 1 bei übermäßiger Ausdehnung des Gehäuses 3 unter Temperatureinfluß überwunden werden kann. Gleichartig eingeführte Schraubver­ bindungen sind zwischen dem Gehäuse 2 und der am Gehäuse starr befestigten Längsführung 3 anwendbar, nicht dargestellt.

Die Längsführung 3 kann mit einem runden oder ggf. mehreckig gerundeten Quer­ schnitt ausgeführt sein, wobei Zylinderblock 1 und Gehäuse 2 jeweils entsprechende komplementäre Halbkonturen aufweisen.

Die Längsführung 3 besteht vorteilhaft aus einem eisenmetallischen Werkstoff, weist dann ein gleichartiges Ausdehnungsverhalten wie der eisenmetallische Zylinder­ block 1 auf und kann an diesem kompromißlos starr befestigt sein.

Claims (3)

1. Gehäuse für vorzugsweise eine Ausgleichswelle verbunden mit dem Zylinderblock eines Verbrennungsmotors, wobei diese Ausgleichswelle parallel zur Achse der Kurbelwelle verläuft und direkt oder indirekt von der Kurbelwelle vorzugsweise mit deren Drehgeschwindigkeit angetrieben ist, gekennzeichnet durch folgende Merkmale der Befestigung des aus Leichtmetall bestehenden Gehäuses (2) am eisenmetallischen Zylinderblock (1),

• - parallel zur Ausgleichswellenachse ist eine sich jeweils im Zylinderblock (1) und im Gehäuse (2) in komplementäre Halbkonturen (4; 5) zentrierend eingreifende Längsführung (3) angeordnet,
• - diese Längsführung (3) ist einerseits mittels einer Schraubverbindung (8; 9) in der komplementären Halbkontur (5) des Zylinderblockes (1) gehalten und andererseits über eine Schraubverbindung (6; 7) in der komplementären Halb­ kontur (4) des Gehäuses (2) befestigt,
• - weitere Stützflächen des Gehäuses (2) sind mittels Schraubverbindungen (11; 12) am Zylinderblock (1) bzw. der Längsführung (3) kraftschlüssig, jedoch unter auftretender Wärmeausdehnung nachgiebig schubbeweglich gehalten.

2. Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsführung (3) einen runden oder mehreckigen Querschnitt sowie Zylin­ derblock (1) und Gehäuse (2) entsprechende komplementäre Halbkonturen (4; 5) aufweisen.

3. Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsführung (3) aus einem eisenmetallischen Werkstoff besteht und am Zylinder (1) starr befestigt ist.