DE19812464A1 - Kurbelgehäuse einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Kurbelgehäuse einer Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Es besteht allgemein die Forderung aus Gründen des Umweltschutzes und des Fahr­ komforts, die Luftschallemission von Fahrzeugbauteilen, insbesondere von stark mit Körper­ schall beaufschlagten Kurbelgehäusen einer Brennkraftmaschine möglichst gering zu halten. Insbesondere erhöht der Einsatz moderner Leichtbaukurbelgehäuse die Probleme mit der Luftschallemission, da im Vergleich zu herkömmlichen Konstruktionen hier eine um einen Faktor < 2 höhere Luftschallemission vorliegt.

Es sind bereits unterschiedliche Maßnahmen und Anordnungen zur Reduzierung der Luft­ schallemission von mit Körperschall beaufschlagten Kraftfahrzeugbauteilen und insbe­ sondere von Kurbelgehäusen bekannt:

Es ist bekannt, eine Brennkraftmaschine insgesamt mit einem doppelwandigen Gehäuse zuumgeben und zu kapseln (DE-PS 3 17 570). Die Einzelwände des doppelwandigen Ge­ häuses berühren sich entweder nicht oder sind nur durch nachgiebige, schallundurchlässige Körper verbunden. Eine solche Maßnahme zur Reduzierung der Luftschallemission mit einer Vollkapselung der Brennkraftmaschine durch ein davon unabhängiges, doppelwandiges Gehäuse ist aufwendig und beeinflußt negativ das Temperaturverhalten der Brennkraft­ maschine.

Zur Verringerung der Körperschallabstrahlung ist weiter ein Blechgehäuse als Zylinderab­ deckung einer luftgekühlten Brennkraftmaschine bekannt (EP 0 604 936 A1), das in Teil­ bereichen doppelwandig mit schallabsorbierendem Material in den Zwischenräumen ausge­ führt ist. Ein solches Blechgehäuse ist ein Bauteil, das zusätzlich und aufwendig am gegos­ senen Zylinderkopf und am Kurbelgehäuse anzubringen ist. Da hier nur wenige Teilbereiche doppelwandig und schallabsorbierend ausgeführt sind, ist insgesamt nur eine geringe Schallabsorption zu erwarten. In einer ähnlichen bekannten Anordnung (DE-AS 10 21 654) werden als schallabsorbierende Materialien Schallschluckstoffe wie Schaumgummi und Schaumkunststoffe, bevorzugt mit inhomogener Struktur und mit Schichten unterschiedlicher Porosität vorgeschlagen.

Zudem ist ein gattungsgemäßes, gegossenes Kurbelgehäuse bekannt (DE 43 24 609 A1) mit angegossenen horizontal und vertikal verlaufenden Hohlträgern als Versteifungshohl­ räume. Die Hohlträger werden zusätzlich zu ihrer Versteifungsfunktion ggf. als Ölrücklauf­ kanäle genutzt. Diese Hohlträger haben einen relativ großen Innendurchmesser mit nur geringer Flächenüberdeckung der Kurbelgehäusewände, so daß zwar eine Versteifung der Kurbelgehäusewände erreichbar ist, jedoch nur eine untergeordnete und geringe Schall­ dämmung durch diese Versteifungshohlräume erfolgt.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Kurbelgehäuse einer Brennkraftmaschine mit Gehäuse­ wänden, die im Gießverfahren hergestellt sind, so weiterzubilden, daß eine wirksame Reduktion der Luftschallemission erreichbar ist.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Gemäß Anspruch 1 sind die Gehäusewände zumindest teilweise doppelwandig jeweils durch eine innere Gehäusewand und eine äußere Gehäusewand mit einem dazwischen liegenden Spaltraum gebildet, wobei jeweils die innere Gehäusewand und die äußere Gehäusewand in einem Gießvorgang gemeinsam hergestellt sind. Je nach den Gegebenheiten sind dabei die innere Gehäusewand und die äußere Gehäusewand über Stegbereiche miteinander ver­ bunden, wobei großflächige, durch einen relativ schmalen Spaltraum getrennte, doppel­ wandige Gehäusebereiche vorliegen.

Es hat sich gezeigt, daß durch eine solche Anordnung eine wesentliche Reduktion der Luft­ schallabstrahlung durch das mit Körperschall beaufschlagte Kurbelgehäuse erreichbar ist. Die geringe Spaltraumbreite, insbesondere in Verbindung mit relativ großflächigen, doppel­ wandigen Bereichen erhöht diesen Effekt. Durch die Doppelwandigkeit unmittelbar in Verbin­ dung mit dem Kurbelgehäuse ohne separates Kapselungsgehäuse bleibt der Einbauraum gegenüber herkömmlichen Konstruktionen trotz der Doppelwandigkeit etwa gleich groß, da durch den guten Schalldämmeffekt insbesondere auf Vollkapselungen durch separate Ge­ häuse regelmäßig verzichtet werden kann.

In einer bevorzugten Ausführungsform nach Anspruch 2 ist das Kurbelgehäuse mit einem Vollgußverfahren unter Verwendung eines verlorenen Kunststoffhartschaummodells (lost foam) hergestellt. Bei diesem Gießverfahren wird ein positives Modell des Kurbelgehäuses aus Kunststoffhartschaum hergestellt und mit Formstoff, insbesondere Formsand einge­ formt. Das Modell aus Kunststoffhartschaum bleibt nach dem Einformen in der Form und vergast durch die Hitzeeinwirkung beim Gießvorgang. Dieses Vollformgießverfahren eignet sich besonders für die Herstellung der doppelwandigen Gehäusewände mit dazwischen liegenden, relativ schmalen Spalträumen, wobei nach Anspruch 3 Spalträume mit Spalt­ breiten ab etwa 2 mm mit guter Schalldämmwirkung herstellbar sind.

In einer konkreten Ausführungsform nach Anspruch 4 sind die großflächigen Gehäuse­ längswände eines Kurbelgehäuses doppelwandig ausgebildet, was ggf. ohne weitere Maßnahmen zu einer ausreichenden Verringerung der Luftschallabstrahlung führt.

Dabei verlaufen nach Anspruch 5 die Spalte der beidseitigen Spalträume im Querschnitt des Kurbelgehäuses gesehen, jeweils ausgehend von einer oberen, schlitzförmigen Öffnung etwa parallel zu einer Mittenlängsebene des Kurbelgehäuses nach unten. Dann biegen die Spalträume einer unteren Ausbauchung des Kurbelgehäuses folgend nach seitlich außen jeweils in einer S-Form ab und enden etwa senkrecht im Bereich eines unteren Ölwannen­ flansches in einer weiteren, schlitzförmigen Öffnung. Anstelle der schlitzförmigen unteren und oberen Öffnungen können nach Anspruch 6 die Spalträume ggf. oben und unten geschlossen sein, wobei lediglich kleine Formsandöffnungen offen belassen sind.

Bei den vorstehend beschriebenen Anordnungen und Verläufen der Spalträume treten Hinterschneidungen auf. Diese sind hier im Gegensatz zu üblichen Gießverfahren bei Verwendung des vorbeschriebenen Vollformgießverfahrens einfach beherrschbar: ein entsprechendes Kunststoffhartschaummodell kann auch mit Hinterschneidungen einfach mit Formstoff eingeformt werden, das Kunststoffhartschaummodell vergast beim Gießvorgang und das gegossene Kurbelgehäuse ist nach dem Erkalten einfach entformbar. Ein Kunst­ stoffhartschaummodell mit Hinterschneidungen und gekrümmten Verläufen von Spalträumen kann beispielsweise aus einfach entformbaren gegossenen oder gespritzten Einzelteilen zusammengesetzt werden.

Nach Anspruch 7 kann zur Erhöhung der Schalldämmung in wenigstens einen Spaltraum ein geeigneter Dämmstoff eingespritzt und/oder als Granulat eingebracht sein, wobei zweck­ mäßig der entsprechende Spaltraum voll ausgefüllt wird.

Gemäß Anspruch 8 kann wenigstens ein Spaltraum zusätzlich als Ölspeicher genutzt werden, wodurch die Möglichkeit einer Ölwannenverkleinerung besteht. Dabei kann nach Anspruch 9 ein solcher Ölspeicher zwischen einem oberen Zylinderkopf und einer unteren Ölwanne mittels Ventilen steuerbar ausgeführt sein.

Anhand eines Ausführungsbeispiels wird die Erfindung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische, schematisierte Ansicht eines Kurbelgehäuses einer Brennkraftmaschine mit doppelwandigen Gehäuselängswänden, und

Fig. 2 einen Querschnitt entlang der Linie A-A aus Fig. 1.

In Fig. 1 und im Schnitt nach Fig. 2 ist ein Kurbelgehäuse 1 einer Brennkraftmaschine darge­ stellt mit doppelwandigen Gehäuselängswänden 2, 3, die jeweils aus einer inneren Ge­ häusewand 4, 5 und äußeren Gehäusewand 6, 7 bestehen. Zudem sind weiter zur Ge­ häusemitte liegende Kühlkanäle 8, 9 zur Aufnahme von Kühlflüssigkeit und vier in einer mittleren Reihe angeordnete Zylinderbohrungen 10 zur Aufnahme von (nicht dargestellten) Kolben gezeigt.

Zwischen den jeweils inneren Gehäusewänden 4, 5 und äußeren Gehäusewänden 6, 7 erstreckt sich je ein Spaltraum 11, 12 mit einer Spaltbreite im oberen Bereich von etwa 2 mm, wobei sich die Spaltbreite nach unten hin etwas vergrößert.

Aus dem Schnitt nach Fig. 2 ist ersichtlich, daß sich die Spalträume 11, 12 jeweils aus­ gehend von einer oberen, schlitzförmigen Öffnung 13, 14 etwa parallel zu einer Mitten­ längsebene 15 nach unten erstrecken und im Bereich beidseitiger Ausbauchungen 16, 17 des Kurbelgehäuses 1 dieser Form folgend S-förmig seitlich nach außen abbiegen und dabei etwa senkrecht im Bereich eines unteren Ölwannenflansches 18 jeweils in unteren Öffnungen 19, 20 enden. Diese unteren Öffnungen 19, 20 sind hier lediglich kleine Form­ sandöffnungen, sonst sind die Spalträume 11, 12 im unteren Bereich geschlossen.

Das Kurbelgehäuse 1 ist in einem Vollformgießverfahren aus Leichtmetall, insbesondere aus einer Aluminiumlegierung hergestellt unter Verwendung eines verlorenen Kunststoffhart­ schaummodells (lost foam).

Die Spalträume 11, 12 können mit Dämmstoff ausgespritzt und/oder mit Dämmstoffgranulat aufgefüllt werden und/oder als Ölspeicherräume genutzt werden, wobei die Spalträume 11, 12 durch Stegbereiche 21, 22 in Längskammern abgeteilt sind.

Claims (9)

1. Kurbelgehäuse einer Brennkraftmaschine, das im Gießverfahren hergestellt ist, dadurch gekennzeichnet, daß Gehäusewände (2, 3) des Kurbelgehäuses zumindest teilweise doppelwandig jeweils durch eine innere Gehäusewand (4, 5) und eine äußere Gehäusewand (6, 7) mit einem dazwischenliegenden Spaltraum (11, 12) gebildet sind, wobei jeweils die innere Gehäuse­ wand (4, 5) und die äußere Gehäusewand (6, 7) in einem Gießvorgang gemeinsam hergestellt sind.

2. Kurbelgehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kurbelgehäuse (1) mit einem Vollformgießverfahren unter Verwendung eines verlorenen Kunststoffhart­ schaummodells (lost foam) hergestellt ist.

3. Kurbelgehäuse nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Spaltraum (11, 12) eine Spaltbreite ab ca. 2 mm aufweist.

4. Kurbelgehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäuselängswände (2, 3) in großen Flächen doppelwandig ausgebildet sind.

5. Kurbelgehäuse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Spalte der beid­ seitigen Spalträume (11, 12) im Querschnitt des Kurbelgehäuses (1) gesehen, jeweils ausgehend von einer oberen, schlitzförmigen Öffnung (13, 14) etwa parallel zu einer Mittenlängsebene (15) des Kurbelgehäuses (1) nach unten verlaufen, dann im Bereich einer unteren Ausbauchung (16, 17) des Kurbelgehäuses (1) nach seitlich außen je in einer S-Form abbiegen und etwa senkrecht im Bereich eines unteren Ölwannenflansches (18) in einer unteren Öffnung (19, 20) enden.

6. Kurbelgehäuse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Spalträume (11, 12) oben und/oder unten nur mit kleinen Formsandöffnungen (19, 20) offen sind und sonst geschlossen sind.

7. Kurbelgehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in wenigstens einem Spaltraum Dämmstoff eingespritzt und/oder als Granulat eingebracht ist.

8. Kurbelgehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Spaltraum (11, 12) als Ölspeicher genutzt ist.

9. Kurbelgehäuse nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Ölspeicher zwischen einem oberen Zylinderkopf und einer unteren Ölwanne mittels Ventilen steuerbar ist.