DE19851232A1 - Guß-Maschinengehäuse für eine zwangsumlaufgekühlte Brennkraftmaschine mit Schmiersystem, insbesondere mit Zylindern in Reihenanordnung - Google Patents

Abstract

Für ein Guß-Maschinengehäuse für eine zwangsumlaufgekühlte Brennkraftmaschine mit Schmiersystem, insbesondere mit Zylindern in Reihenanordnung mit integrierten Einrichtungen für flüssige Betriebsstoffe, wird zur Erzielung einer kompakten Bauweise ein an einem integrierten Steuerschachtdeckel angeformtes Kühlmittel-Pumpengehäuse mit integriertem Thermostatgehäuse stromab eines im Maschinengehäuse integrierten Kurzschlußkanals sowie ein mit dem Pumpengehäuse einstückig am Steuerschachtdeckel integrierter und in die Maschinenlängsseite fortgesetzter Zulaufkanal vorgeschlagen, wobei für unverschäumten Schmiermittelrücklauf vorgesehene Ablaufkanäle mit vom Kühlmittel auch des Zulaufkanals umspülten Kammern in Verbindung stehen.

Description

Die Erfindung bezieht sich nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 auf ein Guß-Maschinengehäuse für eine zwangsumlaufgekühlte Brennkraftmaschine mit Schmiersystem, insbesondere mit Zylindern in Reihenanordnung, wobei im Maschi­ nengehäuse Schmier- und Kühlmittelkanäle integriert sind, und letztere einen mit einer Kühlmittelpumpe mit am Maschinengehäuse einstückig angeordnetem Spiral­ gehäuse verbundenen Zulaufkanal für einen Kühlmantel eines Zylinders sowie einen mit einem Zylinderkopf in kühlmittelführender Verbindung stehenden, mittels eines Thermostatventils steuerbaren Kurzschlußkanal umfassen, und das Thermostatven­ til in einem an das Spiralgehäuse angeformten Thermostatgehäuse angeordnet ist.

Ein derartiges Guß-Maschinengehäuse ist aus der EP 0 505 346 B1 bekannt. Bei diesem bekannten Maschinengehäuse ist die mit einer Ölpumpe kombinierte Kühl­ mittelpumpe an einer Längsseite des Maschinengehäuses in erheblich ausladender Weise angeordnet, wodurch neben einem erhöhten Bauraumbedarf in nachteiliger Weise seitwärts gerichtete, relativ lange Kühlmittelkanäle gegeben sind, die wenig zu einer Versteifung des Maschinengehäuses beitragen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Guß-Maschinen­ gehäuse mit integrierten Einrichtungen für flüssige Betriebsstoffe in kompakter Weise auszubilden, wobei als integrierte Hohlprofile gestaltete Betriebsstoff-Kanäle einer zusätzlichen Aussteifung des Maschinengehäuses dienen.

Diese Aufgabe ist mit dem Patentanspruch 1 gelöst und zwar dadurch, daß bei einem Maschinengehäuse mit angegossenem Steuerschachtdeckel an diesem das Spiralgehäuse der Kühlmittelpumpe stirnseitig und zur Einlaßseite der Brennkraft­ maschine derart versetzt angeordnet angeformt ist, daß das Thermostatgehäuse an der schwungradseitigen Begrenzung des Spiralgehäuses sowie am Maschinen­ gehäuse angeformt ist und daß ferner an den vom Steuerschachtdeckel maschinen­ seitig begrenzten Austrittsstutzen des Spiralgehäuses ein über den Steuerschacht­ deckel mit diesem in einteiliger Ausformung verbundener Abschnitt des Zulaufkanals angeschlossen ist, der in einstückiger Verbindung mit einem längsseitig am Maschi­ nengehäuse auf der Auslaßseite der Brennkraftmaschine angeformten Verteiler- Abschnitt steht, der je Zylinder mit dem Kühlmantel und einer zylinderkopfseitig gerichteten Überströmöffnung mittels eines die gemeinsame Wandung von Vertei­ ler-Abschnitt und Kühlmantel durchsetzenden Steigkanals verbunden ist, und wobei weiter eine vom Verteiler-Abschnitt und gegenüber dem Kühlmantel gesondert be­ grenzte Kammer als im Maschinengehäuse integrierte Kammer dem Schmiermittel­ rücklauf dient.

Mit der erfindungsgemäßen Anordnung der Kühlmittelpumpe stirnseitig an einem integrierten Steuerschachtdeckel ergibt sich in Verbindung mit der Anordnung eines ersten Zulaufkanal-Abschnittes auf dem Steuerschachtdeckel neben einer vorteilhaft wenig ausladenden Anordnung eine bezüglich Akustik bzw. Schwingungen des Steuerschachtdeckels vorteilhafte Aussteifung. Weiter ist mit der erfindungsgemäß am Spiralgehäuse der Kühlmittelpumpe vorgesehenen Anordnung des Thermostat­ gehäuses mit einstückiger Verbindung zum Maschinengehäuse zum einen in vor­ teilhafter Weise sichergestellt, daß das über den Steuerschachtdeckel hinaus­ ragende Spiralgehäuse frei von Schwingungen ist und daß andererseits ein Kurz­ schlußkanal in integrierter Anordnung gegeben ist mit dem Vorteil des Fortfalls zu­ sätzlicher Leitungsmittel. Ferner ist mit dem längsseitig am Maschinengehäuse bei­ spielsweise nahe der Anschlußfläche zu einem Zylinderkopf angeordneten Verteiler- Abschnitt des Zulaufkanals in Verbindung mit vertikal verlaufenden hohlen Rippen für Schmiermittel-Ablaufkanäle gemäß einem Teilmerkmal des Anspruches 4 sowie einem zwischen Zylindergehäuse und Kurbelgehäuse vorgesehenen Längssteg am Maschinengehäuse gemäß einem Teilmerkmal des Anspruches 6 ein vorteilhaft ausgesteiftes Maschinengehäuse in dünnwandiger Ausführung erzielt. Schließlich kann mit den dem Verteiler-Abschnitt des Zulaufkanals zugeordneten Steigkanälen eine intensive Querdurchströmung eines anschließbaren Zylinderkopfes sichergestellt sein, wobei die in der gemeinsamen Wandung von Verteiler-Abschnitt und Kühlmantel angeordneten Steigkanäle gemäß einem Teilmerkmal des Anspruches 3 zur Erzielung einer Ejektor-Wirkung auf das im Kühlmantel befindliche Kühlmittel entsprechend angeordnet sind. Ein Nachfluß an Kühlmittel erfolgt ge­ gebenenfalls über zusätzliche Übertrittslöcher in der gemeinsamen Wandung von Verteiler-Abschnitt und Kühlmantel.

Die erfindungsgemäße Gestaltung des Maschinengehäuses eignet sich insbeson­ dere für eine Ausführung aus einer Leichtmetall-Legierung in dünnwandiger Ausbil­ dung.

Weitere Ausgestaltungsmerkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen be­ schrieben.

Die Erfindung ist anhand einer in der Zeichnung dargestellten Stirnansicht mit teil­ weise geschnittenem Maschinengehäuse beschrieben.

Ein Guß-Maschinengehäuse 1 für eine zwangsumlaufgekühlte, nicht gezeigte Brennkraftmaschine mit einem Schmiersystem und mit Zylindern 2 in Reihenanord­ nung umfaßt im Maschinengehäuse 1 integrierte Schmier- und Kühlmittelkanäle. Zu den Kühlmittelkanälen zählen insbesondere ein mit einer Kühlmittelpumpe 3 mit am Maschinengehäuse 1 einstückig angeordnetem Spiralgehäuse 4 verbundener Zu­ laufkanal 5 für einen Kühlmantel 6 eines Zylinders 2 sowie ein mit einem nicht ge­ zeigten Zylinderkopf in kühlmittelführender Verbindung stehender, mittels eines nicht dargestellten Thermostatventils steuerbarer Kurzschlußkanal 7. Das nicht gezeigte Thermostatventil ist in einem an das Spiralgehäuse 4 angeformten Thermostat­ gehäuse 8 angeordnet.

Erfindungsgemäß ist das Maschinengehäuse 1 mit integralen Einrichtungen für flüs­ sige Betriebsstoffe in bauraumsparender Weise auszubilden, wobei als integrale Hohlprofile gestaltete Betriebsstoffkanäle einer zusätzlichen Aussteifung des Ma­ schinengehäuses 1 dienen.

Dies ist erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß bei einem Maschinengehäuse 1 mit angegossenem Steuerschachtdeckel 9 an diesem das Spiralgehäuse 4 der Kühl­ mittelpumpe 3 stirnseitig und zur Einlaßseite 34 der nicht dargestellten Brennkraft­ maschine derart versetzt angeordnet angeformt ist, daß das Thermostatgehäuse 8 an der schwungradseitigen Begrenzung 10 des Spiralgehäuses 4 sowie am Maschi­ nengehäuse 1 angeformt ausgebildet ist. In weiterer erfindungsgemäßer Ausge­ staltung ist an den vom Steuerschachtdeckel 9 maschinenseitig begrenzten Aus­ trittsstutzen 11 des Spiralgehäuses 4 ein über den Steuerschachtdeckel 9 mit die­ sem in einteiliger Ausformung verbundener Abschnitt 12 des Zulaufkanals 5 ange­ schlossen, der in einstückiger Verbindung mit einem längsseitig am Maschinen­ gehäuse 1 auf der Auslaßseite 13 der nicht dargestellten Brennkraftmaschine an­ geformten Verteiler-Abschnitt 14 des Zulaufkanals 5 steht. Der Verteiler-Abschnitt 14 ist je Zylinder 2 mit dem Kühlmantel 6 und einer zylinderkopfseitig gerichteten Überströmöffnung 15 mittels eines die gemeinsame Wandung 16 von Verteiler-Ab­ schnitt 14 und Kühlmantel 6 durchsetzenden Steigkanals 17 verbunden. Weiter dient eine vom Verteiler-Abschnitt 14 und gegenüber dem Kühlmantel 6 gesondert begrenzt im Maschinengehäuse 1 integrierte Kammer 18 dem Schmiermittelrück­ lauf.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist der Kurzschlußkanal 7 im Maschinen­ gehäuse 1 mit einer zylinderkopfseitigen Zulauföffnung 19 stromauf des Ther­ mostatgehäuses 8 integriert und steht über eine mittels eines Kurzschlußventils des nicht gezeigten Thermostatventils steuerbare Durchbrechung 20 mit einer anderer­ seits vom Hauptventil des Thermostatventils steuerbaren Mischkammer 21 im Thermostatgehäuse 8 in Verbindung, wobei die Mischkammer 21 über eine Zulauf­ öffnung 22 in der schwungradseitigen Begrenzung 10 des Spiralgehäuses 4 in axialer Ausrichtung mit einem nicht gezeigten Radialpumpenrad eines als Einsteck­ einheit ausgebildeten Laufwerkes der Kühlmittelpumpe 3 in Verbindung steht.

Für ein insbesondere mehrzylindriges Maschinengehäuse 1 sind die vom Verteiler- Abschnitt 14 des Zulaufkanals 5 zu den zylinderkopfseitig gerichteten Überström­ öffnungen 15 angeordneten Steigkanäle 17 für eine wirksame Querströmung im anschließbaren, nicht gezeigten Zylinderkopf entsprechend bemessen. Vorteilhaf­ terweise können diese Steigkanäle 17 zusätzlich zur Erzielung einer gewissen Ejektor-Wirkung auf das im Kühlmantel 6 befindliche Kühlmittel entsprechend ange­ ordnet sein. Ein gesteigerter Austausch des Kühlmittels im Kühlmantel 6 kann durch zusätzliche Übertrittslöcher 23 in der gemeinsamen Wandung 16 von Verteiler-Ab­ schnitt 14 und Kühlmantel 6 erzielt sein, wobei die Querschnitte der Übertrittslöcher 23 mit zunehmendem Abstand von der Kühlmittelpumpe 3 im Querschnitt größer gestaltet sind.

Eine hinsichtlich vereinfachter Ausbildung des Maschinengehäuses 1 mit ferti­ gungstechnischem Vorteil wird erfindungsgemäß weiter vorgeschlagen, daß bei einem Maschinengehäuse 1 mit einem über Verschraubungen 24 an Querwänden 25 des Kurbelgehäuses 26 anschließbaren Kurbelwellen-Lagerrahmen 27 mit einem Schmiermittel-Hobel 28 jede Schmiermittelrücklauf-Kammer 18 mit einem derart in Richtung Verteiler-Abschnitt 14 des Zulaufkanals 5 versetzt angeordneten Schmiermittel-Ablaufkanal 29 verbunden ist, daß jeder Ablaufkanal 29 abschnitts­ weise in einer das Maschinengehäuse 1 außenseitig zwischen dem Verteiler-Ab­ schnitt 14 und dem Kurbelgehäuse 26 vertikal versteifenden Rippe 30 verläuft und anschließend die Querwand 25 und einen Quersteg 31 des Lagerrahmens 27 zwi­ schen benachbarten Verschraubungen 24 verlaufend durchsetzt, wobei jeder ge­ gebenenfalls gebohrte Ablaufkanal 29 außerhalb bzw. unterhalb des Schmiermittel- Hobels 28 in eine Schmiermittelwanne 32 mündet. Die vorbeschriebene Ausge­ staltung des Ablaufkanals 29 ergibt insbesondere mit der Herstellung durch Bohren eine kostengünstige Fertigung und darüber hinaus den Vorteil der Ableitung des rücklaufenden Schmiermittels vorbei an der Pleuelgeige in einen beruhigten Raum in der Schmiermittelwanne 32.

Der erfindungsgemäß relativ zur Schmiermittelrücklauf-Kammer 18 seitlich versetzte und zwischen den Verschraubungen 24 des Lagerrahmens 27 mit der Querwand 25 verlaufende Ablaufkanal 29 ermöglicht in vorteilhafter Weise, daß vom Boden jeder Kammer 18 aus im Maschinengehäuse 1 jeweils eine Gewindebohrung 33 für eine Zylinderkopfschraube angeordnet ist.

Den vorbeschriebenen Anordnungen von Kammer 18 und Ablaufkanal 29 analoge Anordnungen können auf der Einlaßseite 34 der nicht dargestellten Brennkraft­ maschine als Teil einer Kurbelgehäuseentlüftung des Maschinengehäuses 1 dienen.

Zur weiteren Steigerung der Steifigkeit des Maschinengehäuses 1 stehen die die Ablaufkanäle 29 jeweils umschließenden hohlen Rippen 30 kurbelgehäuseseitig mit einem am Maschinengehäuse 1 zwischen dem Zylindergehäuse 35 und dem Kur­ belgehäuse 26 angeordneten Längssteg 36 einstückig in Verbindung, wobei in dem Längssteg 36 ein Schmiermittel-Druckkanal 37 angeordnet ist, der dem Anschluß von nicht gezeigten Spritzdüsen zur Kolbenkühlung dient.

Die vorbeschriebene, erfindungsgemäße Gestaltung des Guß-Maschinengehäuses 1 eignet sich in vorteilhafter Weise für eine Ausführung aus einer Leichtmetall-Legie­ rung in dünnwandiger Ausbildung.

Claims (7)

1. Guß-Maschinengehäuse (1) für eine zwangsumlaufgekühlte Brennkraft­ maschine mit Schmiersystem, insbesondere mit Zylindern (2) in Reihen­ anordnung,

• 1. wobei im Maschinengehäuse (1) Schmier- und Kühlmittelkanäle inte­ griert sind, und letztere
• 2. einen mit einer Kühlmittelpumpe (3) mit am Maschinengehäuse (1) einstückig angeordnetem Spiralgehäuse (4) verbundenen Zulaufkanal (5) für einen Kühlmantel (6) eines Zylinders (2) sowie
• 3. einen mit einem Zylinderkopf in kühlmittelführender Verbindung stehenden, mittels eines Thermostatventils steuerbaren Kurzschluß­ kanal (7) umfassen, und
• 4. das Thermostatventil in einem an das Spiralgehäuse (4) angeformten Thermostatgehäuse (8) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet,
• 5. daß bei einem Maschinengehäuse (1) mit angegossenem Steuer­ schachtdeckel (9) an diesem das Spiralgehäuse (4) der Kühlmittel­ pumpe (3) stirnseitig und zur Einlaßseite (34) der Brennkraftmaschine derart versetzt angeordnet angeformt ist,
• 6. daß das Thermostatgehäuse (8) an der schwungradseitigen Begren­ zung (10) des Spiralgehäuses (4) sowie am Maschinengehäuse (1) angeformt ausgebildet ist, und
• 7. daß ferner an den vom Steuerschachtdeckel (9) maschinenseitig be­ grenzten Austrittstutzen (11) des Spiralgehäuses (4) ein über den Steuerschachtdeckel (9) mit diesem in einteiliger Ausformung ver­ bundener Abschnitt (12) des Zulaufkanals (5) angeschlossen ist, der
• 8. in einstückiger Verbindung mit einem längsseitig am Maschinen­ gehäuse (1) auf der Auslaßseite (13) der Brennkraftmaschine ange­ formten Verteiler-Abschnitt (14) steht, der
• 9. je Zylinder (2) mit dem Kühlmantel (6) und einer zylinderkopfseitig ge­ richteten Überströmöffnung (15) mittels eines die gemeinsame Wan­ dung (16) von Verteiler-Abschnitt (14) und Kühlmantel (6) durch­ setzenden Steigkanals (17) verbunden ist, und wobei
• 10. weiter eine vom Verteiler-Abschnitt (14) und gegenüber dem Kühl­ mantel (6) gesondert begrenzte, im Maschinengehäuse (1) integrierte Kammer (18) dem Schmiermittelrücklauf dient.

2. Maschinengehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

• 1. daß der Kurzschlußkanal (7) im Maschinengehäuse (1) mit einer zy­ linderkopfseitigen Zulauföffnung (19) stromauf des Thermostatgehäu­ ses (8) integriert ist, und
• 2. über eine mittels eines Kurzschlußventils des Thermostatventils steuerbare Durchbrechung (20) mit einer andererseits vom Haupt­ ventil des Thermostatventils steuerbaren Mischkammer (21) im Thermostatgehäuse (8) in Verbindung steht, wobei
• 3. die Mischkammer (21) über eine Zulauföffnung (22) in der schwung­ radseitigen Begrenzung (10) des Spiralgehäuses (4) in axialer Aus­ richtung mit einem Radialpumpenrad eines als Einsteckeinheit aus­ gebildeten Laufwerks der Kühlmittelpumpe (3) in Verbindung steht.

3. Maschinengehäuse nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,

• 1. daß bei einem mehrzylindrigen Maschinengehäuse (1) die vom Ver­ teiler-Abschnitt (14) des Zulaufkanals (5) zu den zylinderkopfseitig ge­ richteten Überströmöffnungen (15) angeordneten Steigkanäle (17) für eine wirksame Querströmung im anschließbaren Zylinderkopf ent­ sprechend bemessen sind, und
• 2. ferner zur Erzielung einer Ejektor-Wirkung auf das im Kühlmantel (6) befindliche Kühlmittel entsprechend angeordnet sind, wobei
• 3. ggf. zusätzliche Übertrittslöcher (23) in der gemeinsamen Wandung (16) von Verteiler-Abschnitt (14) und Kühlmantel (6) vorgesehen sind mit über die Länge des Verteiler-Abschnittes (14) entsprechend un­ terschiedlichen Querschnitten.

4. Maschinengehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet,

• 1. daß bei einem Maschinengehäuse (1) mit einem über Verschrau­ bungen (24) an Querwänden (25) des Kurbelgehäuses (26) an­ schließbaren Kurbelwellen-Lagerrahmen (27) mit einem Schmier­ mittel-Hobel (28) jede Schmiermittelrücklauf-Kammer (18) mit einem derart in Richtung Verteiler-Abschnitt (14) des Zulaufkanals (5) ver­ setzt angeordneten Schmiermittel-Ablaufkanal (29) verbunden ist,
• 2. daß jeder Ablaufkanal (29) abschnittsweise in einer das Maschinen­ gehäuse (1) außenseitig zwischen dem Verteiler-Abschnitt (14) und dem Kurbelgehäuse (26) vertikal versteifenden Rippe (30) verläuft und
• 3. anschließend die Querwand (25) und einen Quersteg (31) des Lager­ rahmens (27) zwischen benachbarten Verschraubungen (24) verlau­ fend durchsetzt, wobei
• 4. jeder ggf. gebohrte Ablaufkanal (29) außerhalb bzw. unterhalb des Schmiermittel-Hobels (28) in eine Schmiermittel-Wanne (32) mündet.

5. Maschinengehäuse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß vom Ablaufkanal (29) einwärts beabstandet vom Boden jeder Kammer (18) aus im Maschinengehäuse (1) jeweils eine Gewindebohrung (33) für eine Zylin­ derkopfschraube angeordnet ist.

6. Maschinengehäuse nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet,

• 1. daß die hohlen Rippen (30) kurbelgehäuseseitig mit einem am Ma­ schinengehäuse (1) zwischen dem Zylindergehäuse (35) und dem Kurbelgehäuse (26) angeordneten Längssteg (36) einstückig in Ver­ bindung stehen, und
• 2. in dem Längssteg (36) ein Schmiermittel-Druckkanal (37) angeordnet ist, der
• 3. einem Anschluß von Spritzdüsen zur Kolbenkühlung dient.

7. Maschinengehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch die Ausbildung aus einer Leichtmetall-Legierung.