DE19756279B4 - Anordnung zur Befestigung eines Gehäuses für vorzugsweise eine Ausgleichswelle an einem Zylinderblock eines Verbrennungsmotors - Google Patents

Abstract

Anordnung zur Befestigung eines Gehäuses (2) für vorzugsweise eine Ausgleichswelle an einem Zylinderblock (1) eines Verbrennungsmotors, wobei diese Ausgleichswelle parallel zur Achse der Kurbelwelle verläuft und direkt oder indirekt von der Kurbelwelle vorzugsweise mit deren Drehgeschwindigkeit angetrieben ist, mit folgenden Merkmalen 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 Halbkontur (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.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Befestigung eines Gehäuses für vorzugsweise eine Ausgleichswelle an einem Zylinderblock eines Verbrennungsmotors, 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 vorzugsweise mit deren Drehgeschwindigkeit oder einem Vielfachen davon angetrieben.
• Vorbekannt ist es, zum Erzielen einer gegenläufigen Drehung einer Ausgleichswelle zur Kurbelwelle, diese Ausgleichswelle über eine, von einem Zugmittel, vorzugsweise einer Kette, angetriebene Zwischenwelle mittels eines außenachsigen Zahnradtriebes anzutreiben, siehe z. B. Schrift US 5 535 643 . Der außenachsige Zahnradtrieb bildet, in einem entsprechenden Gehäuse angeordnet, gleichzeitig die Schmierölpumpe des Verbrennungsmotors. Am treibenden Zahnrad des Zahntriebes kann eine zweite Ausgleichswelle drehfest, jedoch ebenfalls mit Kurbelwellendrehrichtung 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 I/V6-Rennmotor 1994.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Anordnung zur Befestigung eines Gehäuses aus Leichtmetall, vorzugsweise mit nur einer Ausgleichswelle hinsichtlich seiner Befestigung an einem Zylinderblock eines Verbrennungsmotors so zu gestalten, dass es an einem Motorengehäuse aus Grauguss unter der bei Motoren auftretenden Betriebstemperaturspanne von ca. bis zu 200°C im Bereich der Ölwanne spannungsfrei und formschlüssig befestigt gehalten ist. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Anordnung zur Befestigung des aus Leichtmetall bestehenden Gehäuses am eisenmetallischen Zylinderblock durch die im Hauptanspruch 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 andererseits 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 eisenmetallischen Zylinderblock und zwischen dem Gehäuse aus Leichtmetall durch Schub gegenüber der zur Kurbelwellenachse parallelen Längsführung kompensiert 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 zusammen mit ihren Wirkungen erläutert. Anhand einer Zeichnung wird nachfolgend eine Ausführung der erfindungsgemäßen Anordnung zur Befestigung eines Gehäuses an einem Zylinderblock eines Verbrennungsmotors beschrieben.
• Dargestellt ist eine schematisierte perspektivische Ansicht mit Montageflächen am Zylinderblock 1 und den Befestigungs- und Führungsmitteln sowie die Befestigungsseite eines erfindungsgemäß ausgestalteten 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 eisenmetallischen Zylinderblock 1 ist in Einzelheiten im Zustand vor der Montage dargestellt. Parallel zur Ausgleichswellen- und Kurbelwellenachse ist für eine zentrierend eingreifende Längsführung 3 jeweils im Zylinderblock 1 und im Gehäuse 2 eine komplementäre 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 komplementären 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 dargestellte, in Richtung durch die Längsführung 3 verlaufende, in Gewindebohrungen 9 des Zylinderblocks 1 einschraubbare Schrauben 8 angeordnet. Sie weisen in den Durchgangsbohrungen der Längsführung 3 in Achsrichtung Spiet auf. Ihr Anzugsmoment ist so bemessen, dass die durch die Schraubenvorspannung bestimmte Reibkraft zwischen der Außenfläche der Längsführung 3 und der komplementären Halbkontur 4 bei zu großer Ausdehnung des Gehäuses 2 unter Temperatureinfluss überwunden wird, d. h., dass sich durch übermäßige Wärmeausdehnung an der Befestigung zwischen Längsführung 3 und Gehäuse 2 keine großen mechanischen Spannungen aufbauen können. Das Gehäuse 2 mit der montierten Längsführung 3 wird mittels der Schrauben 8, die in korrespondierende Gewindebohrunge 9 im Zylinderblock 1 eingeschraubt werden, am Zylinderblock 1 befestigt. Dabei greift die Längsführung 3 in die komplementäre 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 Schraubwerkzeug 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 Auflageflächen am Zylinderblock 1 bei übermäßiger Ausdehnung des Gehäuses 3 unter Temperatureinfluss überwunden werden kann. Gleichartig eingeführte Schraubverbindungen 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 Querschnitt 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 Zylinderblock 1 auf und kann an diesem kompromisslos starr befestigt sein.

Claims (3)

1. Anordnung zur Befestigung eines Gehäuses (2) für vorzugsweise eine Ausgleichswelle an einem Zylinderblock (1) eines Verbrennungsmotors, wobei diese Ausgleichswelle parallel zur Achse der Kurbelwelle verläuft und direkt oder indirekt von der Kurbelwelle vorzugsweise mit deren Drehgeschwindigkeit angetrieben ist, mit folgenden Merkmalen 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 Halbkontur (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. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsführung (3) einen runden oder mehreckigen Querschnitt sowie Zylinderblock (1) und Gehäuse (2) entsprechende komplementäre Halbkonturen (4; 5) aufweisen.
3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsführung (3) aus einem eisenmetallischen Werkstoff besteht und am Zylinder (1) starr befestigt ist.