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Die
Erfindung betrifft eine mehrzylindrige Brennkraftmaschine mit mindestens
einem Zylinderkopf, der auf einem mindestens eine Kurbelwelle und eine
Kurbelwellenlagerung aufnehmenden Zylinderkurbelgehäuse
aufgesetzt ist, und mit einer am Zylinderkurbelgehäuse
angeordneten Ölwanne.
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Eine Ölwanne
ist generell Bestandteil einer Brennkraftmaschine, in ihr befindet
sich das zur Schmierung benötigte Motoröl. Sie
befindet sich meist am untersten Punkt des Motors, angeschraubt am
Zylinderkurbelgehäuse und kann mit einer Schraube, der
so genannten Ölablassschraube, ausgestattet sein, damit
das Motoröl bei einem Ölwechsel nicht abgesaugt
werden muss, sondern im heißen oder kalten Zustand durch
die Ölablassschraube herausrinnen kann.
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Eine
Grundanforderung an PKW- und KFZ-Motoren ist die Bereitstellung
eines ausreichend großen Ölvolumens. Das Ölvolumen
muss groß genug sein, um die Anforderungen an länger
werdende Ölwechselintervalle und an die bei modernen Motoren
hohe Ölbelastung zu erfüllen.
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Das Ölvolumen
einer Ölwanne wird grundsätzlich begrenzt durch
die Ölwannenbreite, die Ölwannenlänge
und die Tiefe, die sich aus der Fahrzeugbodenfreiheit ergibt. Die
Breite der Ölwanne wird in der Regel durch die Breite des
Zylinderkurbelgehäuses im Flanschbereich bestimmt. Aus
oben genannten Gründen kann es jedoch wünschenswert sein,
das zur Verfügung stehende Ölvolumen einer Brennkraftmaschine
zu erhöhen.
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So
ist beispielsweise aus der
US 2008/0098978 A1 bekannt, eine Versteifungsplatte
in Längsrichtung des Motors, parallel zur Längsachse der
Kurbelwelle, zu vergrößern und somit den Motor in
Längsrichtung des Fahrzeugs länger zu gestalten, wodurch
indirekt auch die Abmessung der Ölwanne in Längsrichtung
des Motors vergrößert wird.
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In
vielen Fällen ist eine Verlängerung des Motors
in Längsrichtung jedoch nicht erwünscht oder nachteilig,
da der zur Verfügung stehende konstruktive Bauraum in Längsrichtung
des Motors generell sehr knapp bemessen ist, um die eigentliche
Fahrzeuglänge zu begrenzen.
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Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine mehrzylindrige Brennkraftmaschine
zu schaffen, bei der die genannten Nachteile vermieden werden, insbesondere
eine Brennkraftmaschine bereitgestellt wird, bei der das Ölvolumen
vergrößert werden kann, ohne die Brennkraftmaschine
bzw. die Ölwanne in Längsrichtung des Fahrzeugs
zu vergrößern.
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Zur
Lösung dieser Aufgabe wird eine Brennkraftmaschine mit
den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen. In den abhängigen
Ansprüchen sind bevorzugte Weiterbildungen ausgeführt.
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Dazu
ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Ölwanne
mittels einer Adapterplatte quer zur Längsachse der Kurbelwelle über
das Zylinderkurbelgehäuse hinausragt. Quer zur Längsachse
bedeutet, dass die größere Kantenlänge
der Ölwanne, beispielsweise ausgehend von einer im Wesentlichen
rechteckigen Grundform der Ölwanne, quer zur Längsachse
der Kurbelwelle angeordnet ist. Diese Einbaulage ist besonders vorteilhaft,
weil sich überraschenderweise herausgestellt hat, dass
in Einbaulage quer zur Motor-Längsachse mehr Volumen im Ölwannenbereich
zur Verfügung steht als in Einbaulage längs zur
Motor-Längsachse. Ferner wird bei gleicher Ölvolumenvergrößerung
eine geringere Verbreiterung, d. h. quer zur Motor-Längsachse,
als Verlängerung, d. h. längs zur Motor-Längsachse,
der Ölwanne benötigt. Die Adapterplatte ist zumindest
geringfügig breiter als der entsprechende Anschlussflanschbereich
des Zylinderkurbelgehäuses ausgeführt. Die Längserstreckung
der Adapterplatte sowie der Ölwanne, in Längsrichtung
der Kurbelwelle gesehen, kann hingegen bevorzugt mit der Längserstreckung
des Anschlussflanschbereiches des Zylinderkurbelgehäuses
korrespondieren. Die Tiefe der Ölwanne kann sich nach der
zur Verfügung stehenden Fahrzeugbodenfreiheit richten.
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Vorzugsweise
ist die quer zur Längsachse der Kurbelwelle verlaufende
geometrische Breite der Ölwanne größer
als die in Richtung der Längsachse der Kurbelwelle verlaufende
Länge der Ölwanne. Hierbei ist vorteilhafterweise
die geometrische Breite der Adapterplatte der geometrischen Breite
der Ölwanne und die geometrische Länge der Adapterplatte
der geometrischen Länge der Ölwanne angepasst. Eine
derartige Querausrichtung der Ölwanne sowie auch der Adapterplatte
bewirkt eine optimale Ausnutzung des Ölvolumens innerhalb
der Brennkraftmaschine.
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In
einer die Erfindung verbessernden Maßnahme weist das Zylinderkurbelgehäuse
einen Anschlussflanschbereich mit Flanschen auf, die an der der Ölwanne
zugewandten Seite des Zylinderkurbelgehäuses angeordnet
sind, wobei das Zylinderkurbelgehäuse über die
Flansche mit der Adapterplatte verbunden ist. Ferner kann es vorteilhaft
sein, dass die geometrische Länge der Ölwanne
und/oder die geometrische Länge der Adapterplatte im Wesentlichen
der geometrischen Länge des Zylinderkurbelgehäuses,
die sich in Längsachse der Kurbelwelle erstreckt, und/oder
der geometrischen Länge des Anschlussflanschbereiches,
die sich ebenfalls in Längsachse der Kurbelwelle erstreckt,
entspricht.
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Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung
weist der Anschlussflanschbereich eine geometrische Breite auf,
die quer zur Längsachse der Kurbelwelle verläuft,
wobei die geometrische Breite des Anschlussflanschbereiches geringer ist
als die geometrische Breite der Ölwanne. Hierdurch lässt
sich die gesamte Ölwanne breiter gestalten und damit das Ölvolumen
vergrößern ohne das Zylinderkurbelgehäuse
in seinen geometrischen Abmaßen wesentlich zu verändern.
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Das
Zylinderkurbelgehäuse kann bei kleiner und mittlerer Baugröße
zumeist aus einem Gussteil bestehen, wobei Gusseisen, Vermikulargraphitguss, Sphäroguss
(für höhere Beanspruchung) und Leichtmetall (vorwiegend
Aluminium) als Material ebenfalls Verwendung finden kann. Bei größeren
Brennkraftmaschinen können auch Schweißkonstruktionen
aus Stahl oder Gusseisen zum Einsatz kommen.
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In
einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung bilden
die Ölwanne und die Adapterplatte jeweils ein Bauteil,
wobei die Ölwanne ein wannenförmiges Unterteil
und die Adapterplatte ein mit zumindest einer zum Zylinderkurbelgehäuse
(bzw. Anschlussflanschbereich) ausgerichteten Ausnehmung versehenes
deckelförmiges Oberteil bildet. Zwischen der Adapterplatte
und dem Zylinderkurbelgehäuse sowie zwischen der Adapterplatte
und der Ölwanne kann in zumindest einem Teilabschnitt eine
Dichtung angebracht sein. Dadurch wird verhindert, dass sich in
durch Biegung und Torsion belasteten Bereichen Spalten zwischen
Adapterplatte und Zylinderkurbelgehäuse oder Adapterplatte
und Ölwanne bilden, die später zu Undichtigkeiten
führen.
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In
einer die Erfindung verbessernden Maßnahme weist die Adapterplatte
auf ihrer Oberseite seitlich zur Längsachse der Kurbelwelle
vorgesehene Befestigungsflächen auf, auf denen zusätzliche Aggregate
aufgesetzt bzw. befestigt werden können, wobei es sich
bei den zusätzlichen Aggregaten beispielsweise um Ölfilter, Ölkühler, Ölpumpe,
Wasserpumpe, Generator, Klimakompressoren oder dergleichen handeln
kann.
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In
Weiterbildung der Erfindung kann die Adapterplatte als eine der
zusätzlichen Versteifung des Zylinderkurbelgehäuses
und/oder der Ölwanne dienende und die Biege- und Torsionssteifigkeit
des Zylinderkurbelgehäuses und/oder der Ölwanne
erhöhende Versteifungsplatte ausgebildet sein.
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Die
Adapterplatte und/oder die Ölwanne kann ferner eine Rippenstruktur
aufweisen, wodurch eine Gewichtsreduzierung unter Beibehaltung der Biege-
und Torsionssteifigkeit erreicht wird. Die Ölwanne und
die Adapterplatte können ebenso wie die Adapterplatte und
das Zylinderkurbelgehäuse stoffschlüssig und/oder
formschlüssig und/oder kraftschlüssig miteinander
verbunden sein. Beispielsweise können die zu verbindenden
und im Folgenden als Bauteile bezeichneten Einzelkomponenten (Adapterplatte, Ölwanne,
Zylinderkurbelgehäuse) zur Ausbildung einer stoffschlüssigen
Verbindung miteinander verklebt und/oder verschweißt und/oder
verlötet sein.
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Ebenfalls
ist es denkbar, dass die zu verbindenden Bauteile zur Ausbildung
einer lösbaren formschlüssigen Verbindung durch
das Ineinandergreifen von mindestens zwei Verbindungspartnern miteinander
verbunden werden können. Eine lösbare formschlüssige
Verbindung kann beispielsweise eine Schnapp- oder Rastverbindung
oder eine Nut-Feder-Verbindung oder dergleichen sein.
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Eine
weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die
zu verbindenden Bauteile zur Ausbildung einer nicht lösbaren
formschlüssigen Verbindung durch das Ineinandergreifen
von mindestens zwei Verbindungspartnern miteinander verbunden werden
können. Beispielsweise kann die formschlüssige
Verbindung, teils auch mit kraftschlüssigen Anteilen, einen
Niet-, Stift- oder Klebankerverbund aufweisen. Beispielsweise können
die zu verbindenden Bauteile zur Ausbildung einer kraftschlüssigen
Verbindung miteinander verschraubt werden.
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Die
Brennkraftmaschine kann beispielsweise als Dieselmotor oder Benzinmotor
ausgeführt sein.
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Weitere
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen
ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben ist.
Dabei können die in den Ansprüchen und in der
Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für
sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Es
zeigen:
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1 eine
schematisch, perspektivische Darstellung von Bauteilen einer erfindungsgemäßen mehrzylindrigen
Brennkraftmaschine;
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2 eine
vergrößerte Teilausschnittsansicht der Brennkraftmaschine
gemäß 1 in einer Explosionsdarstellung.
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1 zeigt
in schematisch, perspektivischer Darstellung Bauteile einer erfindungsgemäßen
mehrzylindrigen Brennkraftmaschine 1. Die Brennkraftmaschine 1 weist
ein Zylinderkurbelgehäuse 10 auf, wobei im Zylinderkurbelgehäuse 10 u.
a. eine über Lagerdeckel 20 fixierte und hier
nicht gezeigte Kurbelwelle angeordnet ist. Die Lagerdeckel 20 dienen
hierbei zur Kurbelwellenlagerung.
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Am
oberen Ende 11 des Zylinderkurbelgehäuses 10 ist
das Zylinderkurbelgehäuse 10 mit mindestens einem
nicht gezeigten Zylinderkopf verbunden. Am unteren Anschlussflanschbereich 12 ist
das Zylinderkurbelgehäuse 10 über eine
Adapterplatte 30 mit einer Ölwanne 40 verbunden.
Die Adapterplatte 30 weist eine im Bereich des Anschlussflanschbereichs 12 angeordnete
Ausnehmung 31 auf. Der Anschlussflanschbereich 12 ist über
die Flansche 13 und 14 mit der Adapterplatte 30 verbunden.
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Das
in der Ölwanne befindliche Öl wird als Schmiermittel
verwendet, damit sich die beweglichen Teile der Brennkraftmaschine 1 mit
minimaler Reibung bewegen können. Gewöhnlicherweise
wird das Öl mithilfe einer Ölpumpe aus der Ölwanne 40 hoch gesaugt,
durchströmt einen nicht gezeigten Ölfilter und
wird danach unter hohem Druck in die Lagerstellen verteilt und bei
Bedarf unter die Kolben zur Kolbenkühlung gespritzt. Anschließend
fließt das Öl durch die Ausnehmung 31 in
der Adapterplatte 30 zurück in die Ölwanne 40,
wonach sich der Zyklus wiederholt.
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Die
Trennebene zwischen unterem und oberem Zylinderkurbelgehäuse 10 liegt
im Wesentlichen im Bereich der Kurbelwellenlagerungen. Das untere Zylinderkurbelgehäuse 10 wird
hierbei von der unterhalb des Zylinderkurbelgehäuses 10 angeordneten Ölwanne 40 gebildet.
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Die Ölwanne 40 ist über
die Adapterplatte 30 quer zur Längsachse 50 der
nicht gezeigten Kurbelwelle am Zylinderkurbelgehäuse 10 angeordnet. Quer
zur Längsachse 50 bedeutet, dass die Ölwanne 40 mit
ihrer größeren Kantenlänge, ausgehend
von der im Wesentlichen rechteckigen Grundform, quer zur Längsachse 50 der
Kurbelwelle angeordnet ist. Im Nachfolgenden wird die größere
Kantenlänge der Ölwanne 40 auch als Breite
B' bezeichnet, während die kürzere Kantenlänge
als Länge L' bezeichnet wird. Die Adapterplatte 30 bildet
auf ihrer Oberseite 32 seitlich zur Längsachse 50 vorgesehene
Befestigungsflächen 33 und 34, auf denen
zusätzliche Aggregate aufgesetzt und/oder. befestigt werden
können.
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Die
Länge L der Adapterplatte 30 korrespondiert im
Wesentlichen mit der Länge L'' des Anschlussflanschbereichs 12,
während die Breite B der Adapterplatte 30 und/oder
die Breite B' der Ölwanne 40 deutlich über
der Breite B'' des Anschlussflanschbereiches 12 liegt.
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Die
geometrische Länge L' der Ölwanne 40 sowie
die geometrische Länge L der Adapterplatte 30 entspricht
im Wesentlichen der geometrischen Länge LZ des Zylinderkurbelgehäuses 10 sowie
der geometrischen Länge L' des Anschlussflanschbereiches 12.
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Gemäß der 2 ist
der von der Adapterplatte 30 abgehobene Anschlussflanschbereich 12 des
Zylinderkurbelgehäuses 10 zu sehen sowie die nach
unten gerückten Lagerdeckel 20. Ebenfalls gut zu
erkennen ist, dass die Ölwanne 40 und die Adapterplatte 30 jeweils
separate Bauteile bilden, die über eine nicht gezeigte
stoff- und/oder form- und/oder kraftschlüssige Verbindung
miteinander verbunden werden können.
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Das
Zylinderkurbelgehäuse 10 kann ebenfalls über
eine nicht gezeigte stoff- und/oder form- und/oder kraftschlüssige
Verbindung über den Anschlussflanschbereich 12 mit
der Adapterplatte 30 verbunden werden.
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Die
Ausnehmung 31 in der Adapterplatte 30 erstreckt
sich fast über die vollständige Länge
L der Adapterplatte 30. Die Breite B'' des Anschlussflanschbereichs 12 ist
größer als die Breite B''' der Ausnehmung 31.
Um einen besseren Kontakt- bzw. Verbindungsbereich von Ölwanne 40 zur
Adapterplatte 30 zu gewährleisten, weist die Ölwanne 40 an ihren
oberen Seitenrändern 41 breitere Flanschabschnitte 42 auf.
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Im
vorliegenden Ausführungsbeispiel weist der Anschlussflanschbereich 12 eine
geometrische Breite B'' auf, die quer zur Längsachse 50 der
Kurbelwelle verläuft, wobei die geometrische Breite B''
des Anschlussflanschbereiches 12 wesentlich geringer ist
als die geometrische Breite B' der Ölwanne 40.
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- 1
- Mehrzylindrige
Brennkraftmaschine
- 10
- Zylinderkurbelgehäuse
- 11
- oberes
Ende
- 12
- Anschlussflanschbereich
- 13
- Flansch
- 14
- Flansch
- 20
- Lagerdeckel
- 30
- Adapterplatte
- 31
- Ausnehmung
- 32
- Oberseite
- 33
- Befestigungsfläche
- 34
- Befestigungsfläche
- 40
- Ölwanne
- 41
- Seitenrand
- 42
- Flanschabschnitt
- 50
- Längsachse
der Kurbelwelle, Motor-Längsachse
- B
- Breite
der Adapterplatte
- B'
- Breite
der Ölwanne
- B''
- Breite
des Anschlussflanschbereichs
- B'''
- Breite
der Ausnehmung
- L
- Länge
der Adapterplatte
- L'
- Länge
der Ölwanne
- L''
- Länge
des Anschlussflanschbereichs
- LZ
- Länge
des Zylinderkurbelgehäuses
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - US 2008/0098978
A1 [0005]