DE19943245A1 - Kurbelwellengehäuse - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kurbelwellengehäuse 1 für eine Hubkolbenmaschine mit mehreren Lagerstühlen 3 zur Aufnahme einer Kurbelwelle, wobei das Kurbelwellengehäuse 1 Versteifungsrippen 2, 4 aufweist und die an mindestens einer Außenseite 7 des Kurbelwellengehäuses 1 angeordneten Versteifungsrippen 2, 4 derart angeordnet sind, daß sie sich schneiden und mehrere nach außen offene Hohlräume 28 bilden, wobei zumindest ein Teil der Versteifungsrippen 2, 4 bis an eine Lagerstuhlwurzel 8 herangeführt ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kurbelwellengehäuse für ei­ ne Hubkolbenmaschine mit mehreren Lagerstühlen zur Aufnahme einer Kurbelwelle, wobei das Kurbelwellengehäuse Versteifungs­ rippen aufweist.

Es ist bereits ein Kurbelwellengehäuse aus der DT 25 53 291 A1 bekannt, das Versteifungsrippen innerhalb des Kurbelwellen­ raums aufweist, wobei diese querstehend und an Lagerstuhlwände anschließend angeordnet sind. Die Versteifungsrippen dienen hierbei einem günstigen Kraftfluß von den Zylinderkopfschrau­ ben zu den Lagerstuhlwänden hin. Im Hinblick auf größere Ver­ dichtungsverhältnisse, insbesondere bei Dieselmotoren, ist es aber erforderlich, das Kurbelwellengehäuse steifer auszubil­ den.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Kurbelwellenge­ häuse und die Versteifungsrippen derart auszubilden und anzu­ ordnen, daß größere Kräfte zwischen der Zylinderkopfseite des Kurbelwellengehäuses und der Lagerstuhlseite mittels der Ver­ steifungsrippen übertragen werden können.

Gelöst wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß sich die an mindestens einer Außenseite des Kurbelwellengehäuses ange­ ordneten Versteifungsrippen schneiden und mehrere nach außen offene Hohlräume bilden, wobei zumindest ein Teil der Verstei­ fungsrippen bis an eine Lagerstuhlwurzel herangeführt ist. Hierdurch wird erreicht, daß die im Kurbelwellengehäuse auf­ tretenden Kräfte und Momente mittels der an der Außenseite an­ geordneten Versteifungsrippen aufgenommen werden können und somit die Kurbelgehäusewand entsprechend entlastet bzw. die Steifigkeit des Kurbelwellengehäuses erhöht wird. Mit der An­ ordnung der Versteifungsrippen wird auch das akustische Ver­ halten des Kurbelwellengehäuses besser. Die Platzverhältnisse im Innenraum des Kurbelwellengehäuses sind somit keine Ein­ schränkung im Hinblick auf die Ausgestaltung der Versteifungs­ rippen.

In diesem Zusammenhang ist es von Vorteil, daß einige Verstei­ fungsrippen parallel zu einer Zylindermittelachse und einige Versteifungsrippen parallel zu einer Kurbelwellenachse verlau­ fend angeordnet sind. Die Anordnung der Versteifungsrippen in diesen zwei Ebenen bzw. diese Versteifungsrippenstruktur ent­ spricht der auftretenden Hauptbelastungsrichtung und gewähr­ leistet eine einfache Herstellung des Kurbelwellengehäuses.

Eine zusätzliche Möglichkeit ist gemäß einer Weiterbildung, daß mindestens eine parallel zur Zylindermittelachse verlau­ fende Versteifungsrippe im Bereich eines jeden Lagerstuhls vorgesehen ist. Somit wird erreicht, daß die auftretenden Kräfte und Momente, die im wesentlichen entsprechend der Kur­ belwellenachse gerichtet sind, direkt in ihrem Ursprungspunkt von den Versteifungsrippen aufgenommen werden. Weiterhin ist eine längsseitige Aussparung im unteren Bereich des Kurbelwel­ lengehäuses und damit eine Gewichtseinsparung möglich.

Ferner ist es vorteilhaft, daß die parallel zur Kurbelwel­ lenachse verlaufenden Versteifungsrippen in etwa auf der gan­ zen Länge des Kurbelwellengehäuses angeordnet sind und mit der Zylindermittelachse einen Winkel β zwischen 50° und 130° bil­ den. Mit geneigt verlaufend angeordneten Versteifungsrippen kann auch, entsprechend dem Winkel β, ein Teil der in Richtung der Zylindermittelachse auftretenden Kräfte zusätzlich durch die parallel zur Kurbelwellenachse verlaufend angeordneten Versteifungsrippen aufgenommen werden.

Vorteilhaft ist es hierzu auch, daß die parallel zur Kurbel­ wellenachse verlaufenden Versteifungsrippen und die parallel zur Zylindermittelachse verlaufenden Versteifungsrippen einen rechten Winkel einschließen und einen gleichmäßigen Abstand zueinander aufweisen.

Von besonderer Bedeutung ist für die vorliegende Erfindung, daß in einem unteren Bereich des Kurbelwellengehäuses minde­ stens zwei parallel zur Kurbelwellenachse verlaufende Verstei­ fungsrippen vorgesehen sind, wobei jeder Ansatz der Verstei­ fungsrippen an der jeweiligen Lagerstuhlwurzel angeordnet ist. Diese Anordnung gewährleistet einen direkten Kraftfluß zwi­ schen Lagerstuhlwurzel und Versteifungsrippe unter gleichzei­ tiger Reduzierung der Kurbelwellengehäusemasse.

Im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Ausbildung und An­ ordnung ist es von Vorteil, daß die paarweise angeordneten, parallel zur Zylindermittelachse verlaufenden Versteifungsrip­ pen die seitliche Begrenzung eines Ölrücklaufkanals bilden und daß der Ölrücklaufkanal durch die parallel zur Zylindermitte­ lachse verlaufenden Versteifungsrippen, eine Außenwand sowie die Kurbelwellengehäusewand gebildet ist. Eine derartige An­ ordnung des Ölrücklaufkanals an der Außenseite führt zu gün­ stigeren Platzverhältnissen im Innern des Kurbelwellengehäu­ ses.

Außerdem ist es vorteilhaft, daß der Ansatz der parallel zur Zylindermittelachse verlaufenden Versteifungsrippe an der La­ gerstuhlwurzel angeschlossen ist. Somit wird erreicht, daß die auftretenden Kräfte und Momente, die im wesentlichen entspre­ chend der Zylindermittelachse gerichtet sind, direkt in ihrem Ursprungspunkt von den Versteifungsrippen aufgenommen werden.

Vorteilhaft ist es außerdem, daß die unterste, parallel zur Kurbelwellenachse verlaufende Versteifungsrippe Teil der unte­ ren Flanschfläche und die oberste, parallel zur Kurbelwel­ lenachse verlaufende Versteifungsrippe im Bereich der Kühl­ raumkernlager angeordnet ist und daß die Tiefe der Verstei­ fungsrippen 50% bis 70% des Abstandes zwischen der Mantelli­ nie der Versteifungsrippen und der Zylindermittelachse be­ trägt. Die Versteifungsrippen sind somit optimal an die Geome­ trie des Kurbelwellengehäusekerns angepaßt.

Im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Ausbildung und An­ ordnung ist es von Vorteil, daß im Bereich einer oberen Flanschfläche des Kurbelwellengehäuses Sacklochbohrungen oder Durchgangsbohrungen vorgesehen sind und daß die Versteifungs­ rippen bis an den Bereich der Sacklochbohrungen oder der Durchgangsbohrungen herangeführt sind. Somit werden auch die durch Bohrungen geschwächten Bereiche des Kurbelwellengehäuses von den Versteifungsrippen unterstützt.

Vorteilhaft ist es ferner, daß mindestens ein Hauptölkanal im Bereich der Durchgangsbohrung und ein an das Kurbelwellenlager angeschlossener Ölkanal vorgesehen sind, die über die Durch­ gangsbohrung in Durchflußverbindung stehen. Damit ist eine Versorgung des Kurbelwellenlagers mit Schmiermittel gewährlei­ stet.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sind in den Patentansprüchen und in der Beschreibung erläutert und in den Figuren dargestellt. Es zeigt:

Fig. 1 eine Schnittdarstellung des Kurbelwel­ lengehäuses von der Seite mit konven­ tioneller Kopfverschraubung,

Fig. 2 eine Schnittdarstellung des Kurbelwel­ lengehäuses gemäß der Linie A1-A1,

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung des Kurbelwellengehäuses,

Fig. 4 eine Schnittdarstellung des Kurbelwel­ lengehäuses von der Seite mit Zuganker­ verschraubung.

In Fig. 1, 2 und 3 ist mit 1 ein Kurbelwellengehäuse bezeich­ net. Es weist eine Flanschfläche 13 zum Anschluß eines nicht dargestellten Zylinderkopfs auf, wobei die Flanschfläche 13 mit Sacklochbohrungen bzw. Sacklochgewinden 14 zur Aufnahme der nicht dargestellten Zylinderkopfschrauben ausgestattet ist. Neben den Sacklochbohrungen 14 sind auch Kühlmittelkanäle bzw. Kühlmittelübergänge 15 vorgesehen, die bei aufgeflansch­ tem Zylinderkopf mit dessen Kühlmittelkanälen in Verbindung stehen. Zusätzlich weist die Flanschfläche 13 eine Ein­ trittsöffnung 16 für einen Ölrücklaufkanal 9 auf, der ein Teil des Motorölkreislaufs ist.

Auf der unteren Seite des Kurbelwellengehäuses 1 ist ebenfalls eine Flanschfläche 17 vorgesehen, die neben Sacklochbohrungen bzw. Sacklochgewinde 18 für Haltebolzen einer nicht darge­ stellten Lagerstuhlunterseite eine Austrittsöffnung 19 des Öl- rücklaufkanals 9 aufweist. Ebenfalls auf der Unterseite des Kurbelwellengehäuses 1 ist ein Lagerstuhl 3 vorgesehen, der in Verbindung mit der nicht dargestellten Lagerstuhlunterseite die Aufnahme für eine nicht dargestellte Kurbelwelle bildet. Über dem Lagerstuhl 3 weist das Kurbelwellengehäuse 1 eine Gasaustauschbohrung 20 auf, die einen Gasaustausch zwischen verschiedenen Kurbelwellen-gehäusekammern 21 gewährleistet.

An der rechten und linken Seite ist das Kurbelwellengehäuse 1 mit zahlreichen Versteifungsrippen 2, 4 ausgestattet, die zu einem Teil parallel zu einer Zylindermittelachse 11 und zum anderen Teil parallel zu einer Kurbelwellenachse 12 verlaufend angeordnet sind.

Die parallel zur Kurbelwellenachse 12 angeordneten Verstei­ fungsrippen 4 sind von oben nach unten mit Bezug auf Fig. 1 an einer Außenseite 7 des Kurbelwellengehäuses 1 angeordnet. In ihrer Gesamtheit bilden die Versteifungsrippen 4 eine Mantel­ linie 23, die einer Außenkante 24 der parallel zur Zylinder­ mittelachse 11 angeordneten Versteifungsrippen 2 entspricht. Die Mantellinie 23 weitet sich entsprechend einem Kurbelwel­ lengehäusekern 22 zum unteren Teil des Kurbelwellengehäuses 1 hin auf bzw. wird breiter. Die Mantellinie 23 bzw. die Außen­ kante 24 bildet zur Zylindermittelachse 11 einen Winkel α zwi­ schen 10° und 30. Am unteren Teil des Kurbelwellengehäuses 1 ist die Mantellinie 23 bzw. die Außenkante 24 abgerundet. Dort schließt sich ein nicht dargestellter Kurbelwellengehäuse- Unterteil an. Die Zylindermittelachse 11 bildet mit den Ver­ steifungsrippen 4 einen Winkel β zwischen 80° und 100°. Die Versteifungsrippen 4 im Bereich des Lagerstuhls 3 schließen unmittelbar an einer Lagerstuhlwurzel 8 an, d. h. der Kraft­ fluß wird unmittelbar in jede einzelne Rippe eingeleitet.

Die parallel zur Zylindermittelachse 11 angeordneten Verstei­ fungsrippen 2 verlaufen senkrecht zu den Versteifungsrippen 4 und sind paarweise im Bereich eines jeden Lagerstuhls 3 ange­ ordnet. Sie verlaufen jeweils von der Zylinderkopfseite zu ei­ nem unteren Bereich 5 des Kurbelwellengehäuses 1 und sind nach außen durch die Außenkante 24 begrenzt. Die Versteifungsrip­ pen 2 schließen ebenfalls unmittelbar an der Lagerstuhlwur­ zel 8 an bzw. sind mit dieser einteilig verbunden.

Zusammen mit den parallel zur Kurbelwellenachse 12 verlaufen­ den Versteifungsrippen 4 bilden sie nach außen hin offene rechteckförmige Hohlräume 28. Auf einer Seite des Kurbelwel­ lengehäuses 1 sind die paarweise angeordneten Versteifungsrip­ pen 2 gußtechnisch durch eine zusätzliche Außenwand 10 ver­ schlossen und bilden somit den Ölrücklaufkanal 9. Der Ölrück­ laufkanal 9 verbindet die Eintrittsöffnung 16 auf der oberen Flanschfläche mit einer Austrittsöffnung 19 auf der unteren Flanschfläche 17. Um den Ölrücklauf im Ölrücklaufkanal 9 zu gewährleisten, sind die in diesem Bereich befindlichen, paral­ lel zur Kurbelwellenachse 12 angeordneten Versteifungsrippen 4 mit einer Ausnehmung 27 versehen.

Fig. 3 zeigt den Verlauf der Versteifungsrippen 2, 4 in ihrer Gesamtheit sowie die erzeugten Hohlräume 28. Die Versteifungs­ rippen 2, 4 sind in ihrer Tiefe bzw. ihrem Profil entsprechend der Form des Kurbelwellengehäusekerns 22 gebildet, d. h. sie laufen zu den Seiten des Kurbelwellengehäusekerns 22 hin aus bzw. schließen mit dem jeweiligen Rand des Kurbelwellenge­ häusekerns 22 stetig ab.

In Fig. 4 ist ein Kurbelwellengehäuse 1 mit Durchgangsbohrun­ gen 28 zur Aufnahme nicht dargestellter Zugankerschrauben dar­ gestellt. Es weist entsprechend Fig. 1 eine Flanschfläche 13 zum Anschluß eines nicht dargestellten Zylinderkopfs auf. An cer rechten und linken Seite ist das Kurbelwellengehäuse 1 entsprechend Fig. 1 mit zahlreichen Versteifungsrippen 2, 4 ausgestattet. Die Versteifungsrippen 2 sind parallel zu einer Zylindermittelachse 11 und die Versteifungsrippen 4 parallel zu einer Kurbelwellenachse 12 verlaufend angeordnet. Die Ver­ steifungsrippen 2, 4 sind bis an den äußeren Bereich der Durchgangsbohrung 28 herangeführt.

Das Kurbelwellengehäuse 1 weist im mittleren Bereich der Durchgangsbohrung 28 einen Hauptölkanal 29 sowie im Lager­ stuhl 3 einen Ölkanal 30 auf. Der Hauptölkanal 29 steht mit der Durchgangsbohrung 28 sowie mit dem Ölkanal 30 in Durch­ flußverbindung und versorgt somit das Kurbelwellenlager mit Schmieröl.

Claims (14)

1. Kurbelwellengehäuse (1) für eine Hubkolbenmaschine mit meh­ reren Lagerstühlen (3) zur Aufnahme einer Kurbelwelle, wobei das Kurbelwellengehäuse (1) Versteifungsrippen (2, 4) auf­ weist, dadurch gekennzeichnet, daß sich die an mindestens einer Außenseite (7) des Kurbelwel­ lengehäuses (1) angeordneten Versteifungsrippen (2, 4) schnei­ den und mehrere nach außen offene Hohlräume (28) bilden, wobei zumindest ein Teil der Versteifungsrippen (2, 4) bis an eine Lagerstuhlwurzel (8) herangeführt ist.

2. Kurbelwellengehäuse (1) für eine Hubkolbenmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß einige Versteifungsrippen (2) parallel zu einer Zylinder­ mittelachse (11) und einige Versteifungsrippen (4) parallel zu einer Kurbelwellenachse (12) verlaufend angeordnet sind.

3. Kurbelwellengehäuse (1) für eine Hubkolbenmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine parallel zur Zylindermittelachse (11) ver­ laufende Versteifungsrippe (2) im Bereich eines jeden Lager­ stuhls (3) vorgesehen ist.

4. Kurbelwellengehäuse (1) für eine Hubkolbenmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß die parallel zur Kurbelwellenachse (12) verlaufenden Ver­ steifungsrippen (4) in etwa auf der ganzen Länge des Kurbel­ wellengehäuses (1) angeordnet sind und mit der Zylindermit­ telachse (11) einen Winkel β zwischen 50° und 130° bilden.

5. Kurbelwellengehäuse (1) für eine Hubkolbenmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß die parallel zur Kurbelwellenachse (12) verlaufenden Ver­ steifungsrippen (4) und die parallel zur Zylindermittelach­ se (11) verlaufenden Versteifungsrippen (2) einen rechten Win­ kel einschließen.

6. Kurbelwellengehäuse (1) für eine Hubkolbenmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß die parallel zur Kurbelwellenachse (12) verlaufenden Ver­ steifungsrippen (4) und die parallel zur Zylindermittelach­ se (11) verlaufenden Versteifungsrippen (2) einen gleichmäßi­ gen Abstand zueinander aufweisen.

7. Kurbelwellengehäuse (1) für eine Hubkolbenmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß in einem unteren Bereich (5) des Kurbelwellengehäuses (1) mindestens zwei parallel zur Kurbelwellenachse (12) verlaufen­ de Versteifungsrippen (4) angeordnet sind, wobei die Verstei­ fungsrippen einen Ansatz (6) aufweisen, der an die jeweilige Lagerstuhlwurzel (8) anschließt.

8. Kurbelwellengehäuse (1) für eine Hubkolbenmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß die paarweise angeordneten, parallel zur Zylindermit­ telachse (11) verlaufenden Versteifungsrippen (2) die seitli­ che Begrenzung eines Ölrücklaufkanals (9) bilden.

9. Kurbelwellengehäuse (1) für eine Hubkolbenmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß der Ölrücklaufkanal (9) durch die parallel zur Zylinder­ mittelachse (11) verlaufenden Versteifungsrippen (2), eine Au­ ßenwand (10) sowie die Kurbelwellengehäusewand (26) gebildet ist.

10. Kurbelwellengehäuse (1) für eine Hubkolbenmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansatz (6) der parallel zur Zylindermittelachse (11) verlaufenden Versteifungsrippe (2) an der Lagerstuhlwurzel (8) angeschlossen ist.

11. Kurbelwellengehäuse (1) für eine Hubkolbenmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß die unterste, parallel zur Kurbelwellenachse (12) verlau­ fende Versteifungsrippe (4) Teil der unteren Flanschflä­ che (17) ist und die oberste, parallel zur Kurbelwellenach­ se (12) verlaufende Versteifungsrippe (4) im Bereich der Kühl­ raumkernlager angeordnet ist.

12. Kurbelwellengehäuse (1) für eine Hubkolbenmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe der Versteifungsrippen (2, 4) 50% bis 70% des Abstandes zwischen der Mantellinie (23) der Versteifungsrippen und der Zylindermittelachse (11) beträgt.

13. Kurbelwellengehäuse (1) für eine Hubkolbenmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich einer oberen Flanschfläche (13) des Kurbelwel­ lengehäuses (1) Sacklochbohrungen (14, 18) oder Durchgangs­ bohrungen (28) vorgesehen sind und daß die Versteifungsrip­ pen (2, 4) bis an den Bereich der Sacklochbohrungen (14, 18) oder der Durchgangsbohrungen (28) herangeführt sind.

14. Kurbelwellengehäuse (1) für eine Hubkolbenmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Hauptölkanal (29) im Bereich der Durch­ gangsbohrung (28) und ein an das Kurbelwellenlager angeschlos­ sener Ölkanal (30) vorgesehen sind, die über die Durchgangs­ bohrung (28) in Durchflußverbindung stehen.