DE202004021645U1

DE202004021645U1 - Zylinderkurbelgehäuse für eine Hubkolben-Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE202004021645U1
Application number: DE202004021645U
Authority: DE
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2004-10-16
Filing date: 2004-10-16
Publication date: 2009-12-03
Anticipated expiration: 2014-10-17
Also published as: DE102004050440A1

Abstract

Zylinderkurbelgehäuse für eine Hubkolben-Brennkraftmaschine mit zumindest einem Zylinder (12) und zumindest einem an einer Stirnwand (10a) des Zylinderkurbelgehäuses angeordneten Kettentrieb, wobei ein an ein stirnseitiges Hauptlager (16) der Kurbelwelle (18) angrenzendes Kettenrad (36) mit der Kette (44) des Kettentriebs zusammenwirkt und wobei die Zylinderwand (14) des zumindest einen Zylinders (12) teilweise unmittelbar die Stirnwand (10a) bildet, dadurch gekennzeichnet, dass in der, die Stirnwand (10a) bildenden Zylinderwand (14) eine Ausnehmung (58) vorgesehen ist, in die das Kettenrad (36) und die Kette (44) im Längsschnitt durch die Zylindermitte und die Kurbelwellendrehachse betrachtet teilweise einragen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Zylinderkurbelgehäuse für eine Hubkolben-Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Schutzanspruches 1.
Ein derartiges Zylinderkurbelgehäuse für eine Vierzylinder-Reihen-Brennkraftmaschine zeigt beispielsweise die DE 195 11 864 C1 , wobei an die eine Stirnwand ein Riemen- oder Kettentrieb zum Antrieb von Nockenwellen anschließt. Die Baulänge der Brennkraftmaschine bestimmt sich u. a. aus den Stichmaßen der Zylinderabstände und dem angrenzenden Riemen- oder Kettentrieb und kann für den Einbau in ein Kraftfahrzeug kritisch sein, insbesondere wenn aus der spezifischen Konstruktion der Brennkraftmaschine heraus mehrere Riemen- oder Kettentriebe anzuordnen sind.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Zylinderkurbelgehäuse der gattungsgemäßen Art vorzuschlagen, das mit fertigungstechnisch geringem Aufwand ein Verkürzung der Baulänge der Brennkraftmaschine ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Schutzanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung geben die weiteren Schutzansprüche an.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass das Kettenrad und die Kette so an der Stirnwand des Zylinderkurbelgehäuses angeordnet sind, dass sie im Längsschnitt durch die Zylindermitte und die Kurbelwellendrehachse betrachtet teilweise in eine Ausnehmung in der Stirnwand einragen. Es wird somit Baulänge dadurch eingespart, dass die Stirnwand im genannten Bereich zurückgesetzt und das Kettenrad und die Kette und ggf. weitere Kettenräder des Kettentriebs näher zum un-mittelbar benachbarten Zylinder des Zylinderkurbelgehäuses verschoben werden. Die Ausnehmung kann in einfacher Weise bereits beim Gießen des Zylinderkurbelgehäuses eingeformt werden.
Erfindungsgemäß bildet die Zylinderwand des zumindest einen Zylinders teilweise unmittelbar die Stirnwand und ist die Ausnehmung in der Zylinderwand vorgesehen. Faktisch heißt dies, dass bei einem gewichtsoptimierten Zylinderkurbelgehäuse die entsprechend gekrümmte Zylinderwand teilweise die Stirnwand bildet und in dem besagten Bereich, durch die Ausnehmung zurückgesetzt wird. Dadurch können nicht unwesentlich zumindest das Kettenrad des Kettentriebs auf der Kurbelwelle und die Kette näher an die Zylindermitte des ersten (oder einzigen) Zylinders des Zylinderkurbelgehäuses herangerückt und die Brennkraftmaschine in ihrer Baulänge verkürzt und/oder Platz für weitere Riemen- oder Kettentriebe geschaffen werden.
In vorteilhafter Weiterbildung des Erfindungsgedankens kann das dem Kettenrad benachbarte Hauptlager für die Kurbelwelle im Längsschnitt gesehen im fWesentlichen innerhalb der senkrecht darüber liegenden Zylinderwand angeordnet sein. Dies setzt logischerweise eine in axialer Richtung entsprechend gedrängt ausgeführte Kurbelwelle und eine relativ schmale Gestaltung des Hauptlagers voraus und bewirkt eine weitere Verkürzung der Baulänge der Brennkraftmaschine.
Ferner kann besonders vorteilhaft der im Zylinder geführte Kolben in bekannter Weise mit einem rotationssymmetrischen Ringteil oben und mit einem Kolbenhemd mit seitlichen Einbuchtungen unten versehen sein, wobei die Ausnehmung in der Zylinderwand in der UT-Stellung des Kolbens unterhalb dem Ring teil endet. Die Ausnehmung in der Zylinderwand liegt damit in einem Bereich, der ohnehin bei der Auf- und Abbewegung des Kolbens von diesem nicht beaufschlagt ist; eine Funktionsbeeinträchtigung zwischen Kolben und Zylinderwand bzw. Zylinderlaufbahn ist somit ausgeschlossen.
Des Weiteren kann neben dem Kettenrad und der Kette zusätzlich eine Ketten-Führungsschiene als Kettendämpfer in die Ausnehmung einragen, wodurch eine baulich besonders gedrängte Anordnung des Kettendämpfers in diesem Bereich geschaffen ist.
Der Kettentrieb kann bevorzugt zum Antrieb zweier beiderseits der Zylindermittelachse angeordneter Ausgleichswellen dienen, wobei das Kettentrum zwischen den beiden Ausgleichswellen zumindest teilweise in die Ausnehmung – diese kreuzend – einragt. Die Kette kann dabei über der in diesem Bereich angeordneter Ketten-Führungsschiene schwingungsfrei geführt sein.
Des weiteren wird vorgeschlagen, dass sich die Ausnehmung im Längsschnitt gesehen ähnlich einem Fenster nach unten bis zum Lagerstuhl für das stirnseitige Hauptlager des Zylinderkurbelgehäuses erstreckt. Dadurch ist eine zuverlässige Abstützung bzw. Verankerung des Lagerstuhls in der die Ausnehmung umgebenden Zylinderwand bzw. Stirnwand des Zylinderkurbelgehäuses sichergestellt.
Bei mehreren stirnseitigen Kettentrieben der Brennkraftmaschine kann bevorzugt der Kettentrieb für die Ausgleichswellen zwischen der Stirnwand des Zylinderkurbelgehäuses und einem weiteren Kettentrieb für den Antrieb zumindest einer Nockenwelle der Brennkraftmaschine und/oder weiterer Steuerungsaggregate oder Nebenaggregate positioniert sein.
Schließlich kann zur Erzielung einer zuverlässigen Abdichtung an der Stirnwand des Zylinderkurbelgehäuses eine umlaufende Dichtfläche ausgebildet sein, die mit einem Steuergehäusedeckel zum dichten Abschließen der Stirnwand bzw. der Zylinderwand und der Kettentriebe zusammenwirkt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im Folgenden mit weiteren Einzelheiten näher erläutert. Die schematische Zeichnung zeigt in:
1 eine stirnseitige Ansicht ohne Steuergehäusedeckel einer Vierzylinder-Reihen-Brennkraftmaschine für Kraftfahrzeuge, mit einem Kettentrieb für den Antrieb zweier Ausgleichswellen und einem Kettentrieb zum Antrieb von Nockenwellen; und
2 einen teilweisen Längsschnitt durch die Zylindermittelachse und die Kurbelwellendrehachse der Brennkraftmaschine gemäß Linie II-II der 1.
Die 1 und 2 zeigen den vorderen Abschnitt eines Zylinderkurbelgehäuses 10 für eine Vierzylinder-Reihen-Brennkraftmaschine für Kraftfahrzeuge. Soweit nicht dargestellt, kann die Brennkraftmaschine herkömmlicher Bauart und Konstruktion sein.
In dem Zylinderkurbelgehäuse 10 sind vier Zylinder 12 mit entsprechenden Zylinderwänden 14 ausgebildet, wobei die vordere Zylinderwand 14 in die eine Stirnwand 10a des Zylinderkurbelgehäuses 10 übergeht bzw. mit dieser im Bereich der Schnittebene II-II eine einheitliche Wand 14, 10a bildet. Dabei ist zu beachten, dass die Stirnwand 10a zur Erzielung einer möglichst gedrängten Konstruktion des Zylinderkurbelgehäuses 10 außerhalb der Schnittebene II-II etwa um die Wandstärke der Zylinderwand 14 (gemäß 2) zurückgesetzt ist, sich also im mittleren Bereich entsprechend vorwölbt. Im oberen Bereich der Zylinderwände 14 verlaufen um diese herum eingeformte Kühlwasserkanäle 26, die ebenfalls in den Stirnwandbereich einragen.
Ferner ist in dem Zylinderkurbelgehäuse 10 über Hauptlager 16 eine Kurbelwelle 18 drehbar gelagert, die über Pleuel 20 und Kolbenbolzen 22 mit in den Zylindern 12 verschiebbar geführten Kolben 24 trieblich verbunden ist. Der vordere Lagerstuhl 16a des Hauptlagers 16 liegt wie ersichtlich im Wesentlichen innerhalb der senkrechten Projektion der vorderen Zylinderwand 4 bzw. der Stirnwand 10a. Dabei ist die Kurbelwelle 18 in diesem Bereich asymmetrisch und kurz bauend ausgeführt.
Die Kolben 24 weisen des weiteren in an sich bekannter Weise ein rotationssymmetrisches Ringteil 24a (mit den entsprechenden Kolbenringen) und ein unteres Kolbenhemd 24b auf, wobei das Kolbenhemd 24b mit seitlichen Einbuchtungen 24c versehen ist; das Kolbenhemd 24b ist somit nur in der Querschnittsebene betrachtet an der Zylinderwand 14 geführt.
Das Zylinderkurbelgehäuse 10 bildet an der Vorderseite ein Steuergehäuse 10b mit einer umlaufenden Dichtfläche 10c und ist mittels eines Steuergehäusedeckels 28 (2) dicht abschließbar.
In dem Steuergehäuse 10b sind ein erster Kettentrieb 30, ein zweiter Kettentrieb 32 und ein dritter Kettentrieb 34 (in 1 nicht eingezeichnet) angeordnet, mit entsprechenden Kettenrädern 36, 38, 40 auf der Kurbelwelle 18. Ferner treibt die Kurbelwelle 18 noch ein Riemenrad 42 eines nicht weiter dargestellten Riementriebes außerhalb des Steuergehäuses 10b an.
Der der Stirnwand 10a des Zylinderkurbelgehäuses 10 unmittelbar benachbarte Kettentrieb 30 (vgl. 1) treibt über eine Kette 44 und zwei Kettenräder 46, 48 und ein Umkehrrad 50 zwei beiderseits der Kurbelwellen- Drehachse angeordnete Ausgleichswellen (ohne Bezugszeichen) zum Ausgleich freier Massenkräfte und -momente der Brennkraftmaschine an.
Die beiden Ausgleichswellen und das eine Drehrichtungs-Umkehrrad 50 sind dabei wie ersichtlich so positioniert, dass das sie trieblich verbindende Kettentrum 44a die Schnittebene II-II von rechts unten nach links oben schräg verlaufend kreuzt. Ferner sind an dem Kettentrum 44a und an dem weiteren Kettentrum 44b der Kette 44 bzw. des Kettentriebes 30 Ketten-Führungsschienen bzw. Kettendämpfer 52 zur schwingungsfreien Führung der Kette 44 vorgesehen, die in nicht näher dargestellter Weise an der Stirnwand 10a des Zylinderkurbelgehäuses 10 befestigt sind.
Der nicht vollständig dargestellte Kettentrieb 32 mit der Kette 54 dient zum Antrieb zweier im Zylinderkopf der Brennkraftmaschine angeordneter Nockenwellen, während mittels des ebenfalls nicht vollständig dargestellten dritten Kettentriebes 34 mit der Kette 56 eine unterhalb der Kurbelwelle 18 positionierte Ölpumpe angetrieben ist.
Zur Positionierung des zwischen der Stirnwand 10a des Zylinderkurbelgehäuses 10 und dem Kettentrieb 32 angeordneten Kettentriebes 30 möglichst nahe an der Stirnwand 10a ist in dieser im Bereich der Schnittebene II-II eine einem Fenster ähnliche bzw. durchgehende Ausnehmung 58 eingeformt, die sich von oberhalb des querenden Kettentrums 44a (vgl. 1) nach unten bis zu einem T-förmigen Abschnitt des stirnseitigen Lagerstuhles 16a erstreckt und deren Breite so ausgeführt ist, dass die durch die vordere Zylinderwand 14 gebildete Vorwölbung im Bereich des Kettentriebes 30 eliminiert ist. Dabei ragt auch die obere Ketten-Führungsschiene 52 (vgl. 2) in die Ausnehmung 58 ein.
Ferner ist die Ausnehmung 58 so positioniert, dass deren obere Kante unterhalb des Ringteiles 24a des Kolbens 24 in dessen UT-Stellung liegt; die durch die Ausnehmung 58 gebildete Unterbrechung der Zylinderwand 14 hat deshalb auf die Kolbenführung und/oder die tribologischen Verhältnisse Kolben:Zylinderlaufbahn keine störenden Einflüsse.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 19511864 C1 [0002]

Claims

Zylinderkurbelgehäuse für eine Hubkolben-Brennkraftmaschine mit zumindest einem Zylinder (12) und zumindest einem an einer Stirnwand (10a) des Zylinderkurbelgehäuses angeordneten Kettentrieb, wobei ein an ein stirnseitiges Hauptlager (16) der Kurbelwelle (18) angrenzendes Kettenrad (36) mit der Kette (44) des Kettentriebs zusammenwirkt und wobei die Zylinderwand (14) des zumindest einen Zylinders (12) teilweise unmittelbar die Stirnwand (10a) bildet, dadurch gekennzeichnet, dass in der, die Stirnwand (10a) bildenden Zylinderwand (14) eine Ausnehmung (58) vorgesehen ist, in die das Kettenrad (36) und die Kette (44) im Längsschnitt durch die Zylindermitte und die Kurbelwellendrehachse betrachtet teilweise einragen.
Zylinderkurbelgehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das dem Kettenrad (36) benachbarte Hauptlager (16) für die Kurbelwelle (18) im Längsschnitt gesehen im wesentlichen innerhalb der senkrecht darüber liegenden Zylinderwand (10a) angeordnet ist.
Zylinderkurbelgehäuse nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der im Zylinder (12) geführte Kolben (24) in bekannter Weise mit einem rotationssymmetrischen Ringteil (24a) oben und mit einem Kolbenhemd (24b) mit seitlichen Einbuchtungen (24c) unten versehen ist und dass die Ausnehmung (58) in der Zylinderwand (14) in der UT-Stellung des Kolbens (24) unterhalb dem Ringteil (24a) endet.
Zylinderkurbelgehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass neben dem Kettenrad (36) und abschnittsweise der Kette (44a) zusätzlich eine Ketten-Führungsschiene (52) einragt.
Zylinderkurbelgehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kettentrieb (30) zum Antrieb zweier beiderseits der Zylindermittelachse angeordneter Ausgleichswellen dient, wobei das Kettentrum (44a) zwischen den beiden Ausgleichswellen zumindest teilweise in die Ausnehmung (58) – diese kreuzend – einragt.
Zylinderkurbelgehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Ausnehmung (58) im Längsschnitt gesehen ähnlich einem Fenster nach unten bis zum Lagerstuhl (16a) für das stirnseitige Hauptlager (16) erstreckt.
Zylinderkurbelgehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kettentrieb (30) für die Ausgleichswellen zwischen der Stirnwand (10a) des Zylinderkurbelgehäuses (10) und einem weiteren Kettentrieb (32) für den Antrieb zumindest einer Nockenwelle der Brennkraftmaschine und/oder weiterer Steuerungsaggregate positioniert ist.
Zylinderkurbelgehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Stirnwand (10a) des Zylinderkurbelgehäuses eine umlaufende Dichtfläche (10c) ausgebildet ist, die mit einem Steuergehäusedeckel (28) zum dichten Abschließen der Stirnwand (10a) und der Kettentriebe (30, 32, 34) zusammenwirkt.