DE2358954C2 - Hubkolbenbrennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Hubkolbenbrennkraftmaschine, insbesondere Großdieselmotor, mit einem Maschinengehäuse, bestehend aus mehreren Teilen, welche über Zuganker miteinander verbunden sind, die wenigstens auf einem Teil ihrer Länge von einem Ringspalt umgeben sind.

Eine Brennkraftmaschine mit solchen Merkmalen ist aus der DE-PS 12 68 901 bekannt Bei Anordnungen dieser Art besteht die Gefahr, daß die Zuganker durch dynamische Bewegungen ihrer Einspannflächeu oder durch von Gas- und Massenkräften bedingte Schwingungen der Wände des Maschinengehäuses zu Schwingungen angeregt werdea Dies erweist sich als besonders kritisch, wenn die eingeleitete Schwingungsanregung Frequenzen beinhaltet, die mit der Biegeeigenfrequenz des betreffenden Zugankers übereinstimmen. Infolge der resonanzartigen Verstärkung ergeben sich derart starke Schwingungen der Zuganker, daß Biegedauerbrüche zu befürchten sind. Ferner ist zu beachten, daß derartige Zuganker einer steten, niederfrequenten Biegung bzw. Längung unterworfen sind, die sich zur Vermeidung von Verschleißerscheinungen ungehindert ausbilden können sollen.

Hiervon ausgehend ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, in einfacher Weise eine weitgehende Dämpfung der Schwingungen der Zuganker zu ermöglichen, ohne niederfrequente Verformungen der Zuganker zu behindern.

Diese Aufgabe ist bei einer Hubkolbenmaschine mit Merkmalen der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die die Zuganker umgebenden Ringspalte vollständig mit einem Dämpfungsmaterial aufgefüllt sind, das, ein Schutzpolster zur Dämpfung transversaler Schwingungen des jeweiligen Zugankers bildend, diesen außen umschließt
Die Verdrängerwirkung des sich bewegenden Zugankers im Ringspalt führt dabei zu einer Gegenkraft des eingefüllten Mediums, die insbesonders bei schnelleren Bewegungen, also höher frequenten Schwingungen, schnell ansteigt und damit stark dämpfend auf eigenfrequente Schwingungen wirkt Niederfrequente Verformungen der Zuganker, wie etwa Biegungen oder Längungen, können sich dagegen weitgehend ungehindert ausbilden. Im Gegensatz zu einer festen Fixierung der Zuganker im Gehäuse, etwa mit Hilfe von quer auf den Schaft drückenden Schrauben, wird hierbei jeder durch Relativbewegungen verursachte Reibverschleiß von Anfang an ausgeschaltet

Der Vollständigkeit halber sei erwähnt, daß es bekannt ist - siehe die FR-PS 7 53 810 oder DE-AS 11 78 303 —, an starken Schwingungen ausgesetzten Achsen bzw. Wellen im Bereich zwischen zwei Einspannpunkten derselben Dämpfungsmittel vorzusehen. Diese Achsen bzw. Wellen sind jedoch weder ihrer Art noch ihrer Funktion und Schwingungsanregung nach mit Zugankern zu vergleichen, die zur Verbindung von Brennkraftmaschinengehäuseteilen dienen und deren Schwingungen es aufgabengemäß auch nur dahingehend zu dämpfen galt, daß niederfrequente Verformungen derselben nicht behindert sind. Die diesbezüglich hier zugrundeliegende Problematik ist bereits weiter vorne geschildert

Bei Realisierung der Erfindung ist als Dämpfungsmaterial vorzugsweise Schmieröl verwendet, das dem Ringspalt zweckmäßig durch die zentrale Ölversorgung kontinuierlich zugeführt wird und aus diesem über eine Solleckagestelle entweichen kann. Ein Schmierölkreislauf ist bei Brennkraftmaschinen ohnehin vorhanden, so daß die Erfindung mit einem relativ kleinen Aufwand verwirklicht werden kann.

In einer einfachen Ausgestaltung wird der Ringspak durch eine Bohrung im Gehäuse gebildet, durch welche der Zuganker hindurchgeführt ist Der Aufwand zur Bildung des Ringspalts ist hierbei außerordentlich gering. Dadurch, daß der Ringspalt etwa im Bereich der Mitte zwischen den Angriffspunkten des Zugankers vorgesehen ist, ergibt sich in vorteilhafter Weise eine Dämpfung im Bereich der zu erwartenden größten Amplituden.

Weitere Vorteile der Erfindung sowie Einzelheiten derselben ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung einiger in der. Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele. In der Zeichnung zeigen

F i g. 1 die Befestigung eines Zylinderblockes am Gestellunterteil eines V-Motors,

Fig. 2 die Festlegung eines unteren Kurbelwellenlagerdeckel am Lagergehäuse,

Fig.3 einen horizontalen Schnitt durch eine sogenannte Ständerkanone, in welcher ein Zuganker verlegt ist,

Fig.4 einen vertikalen Schnitt entlang der Linie IV-IV in F i g. 3 und

Fig.5 eine Einzelheit aus Fig.4 in vergrößerter Darstellung.

In F i g. 1 bezeichnet 1 einen Zylinderblock, der mit Hilfe von senkrecht zur Gestelltrennfuge 2 angeordneten Zugankern 3 am Gestellunterteil 4 einer V-Maschine festgelegt ist Die Zuganker 3 sind in Ausnehmungen 5 des Zylinderblocks 1, welche vorzugsweise schon beim Gießen dieses Teils vorgesehen werden können, verlegt Im mittleren Bereich der Ausnehmungen 5 ist ein im vorliegenden Beispiel durch eine enge Bohrung hergestellter Ringspalt 6 vorgesehen. Zur Dämpfung der vom Zylinderblock 1 und dem Gestellunterteil 4 gegebenenfalls auf die Zuganker 3 übertragenen Schwingungen ist im Ringspalt 6 ein zähes oder viskoses Medium vorhanden, welches der betreffende Zuganker 3 im Falle von Schwingungen verdrängen muß. Im vorliegenden Beispiel findet als Dämpfungsmaterial etwa ein hoch viskoses Siliconöl Verwendung, welches in die verschließbaren Ausnehmungen 5 eingefüllt ist und damit auch die Ringspalte 6 ausfüllt Zur Erzielung einer ausreichenden Verdrängerwirkung beträgt die Spaltdicke des Ringspalts 6 etwa 2°/o— 8%, vorzugsweise 15% des Schaftdurchmessers des zugehörigen Zugankers 3. Eine Spaltlänge, die wenigstens dem drei- bis vierfachen des Schaftdurchmessers des zugehörigen Zugankers 3 entspricht, ergibt eine ausreichende Stützwirkung.

In dem in Fig.2 dargestellten Ausführungsbeispiel bezeichnet 10 einen unteren Lagerdeckel zur hängenden Lagerung einer Kurbelwelle 11, welcher mit senkrecht zur Lagertrennfuge 12 angeordneten Zugankern 13 am oberen Lagerdeckel 14 festgelegt ist Die Zuganker 13 sind im vorliegenden Beispiel als Dehnschraube ausgebildet., welche in Ausnehmungen 15 der Lagerdeckel verlegt sind. Etwa im mittleren Bereich der Schaftlänge sind die Zuganker 13 mit einem zylindrischen Paßstück 16 versehen, welches zur Bildung eines Ringspalts 17 zweckmäßig unter Spie' durch eine mechanisch hergestellte Bohrung hindurchgeführt ist Die Ausnehmungen 15 und damit auch die zugehörigen Ringspalte 17 sind im vorliegenden Beispiel zur Herbeiführung einer Dämpfung der Schwingungen der Zuganker 13 mit einem zähen Schaumstoff, beispielsweise Polyurethanschaum, ausgeschäumt Durch die Verwendung eines Schaumstoffs mit offenen Zellen, besteht auch hierbei die Möglichkeit, zusätzlich eine viskose

ίο Flüssigkeit beispielsweise öl, in die Ausnehmungen 15 einzufüllen. Die Ausführungsformen entsprechend der oben beschriebenen Art, bei welchen die die Zuganker aufnehmenden Ausnehmungen ganz mit einem Dämpfungsmedium ausgefüllt sind, eignen sich im Hinblick auf den Verbrauch von Dämpfungsmaterial und die Abdichtung der Ausnehmungen besonders gut für kleinere Zuganker.

Bei sehr großen Motorgestellen sind, wie aus F i g. 3 ersichtlich, insbesondere die Gestellzuganker in sogenannten Ständerkanonen verlegt In F i g. 3 bezeichnet 20 ein Gehäuseteil, das mit Hilfe eines Zugankers 21, welcher durch eine Ständerkanone 22 hindurchgeführt ist, mit einem anderen Bauteil verbunden ist Zur Bildung eines Ringspalts 23 ist der Zuganker 21 von einer Hülse 24 umgeben, welche in axialer Richtung an einem Ansatz 25 abgestützt ist Wie am besten aus F i g. 4 ersichtlich ist, ist die Hülse 24 mit Hilfe von Fixierschrauben 26 in der Ständerkanone 22 radial fixiert Vorzugsweise sind drei am Umfang um 120° gegeneinander versetzte Fixierschrauben 26 vorgesehen. Der Ringspalt 23 ist an den Enden der Hülse 24 durch je einen über den Zuganker 21 geschobenen, in der Hülse 24 begrenzt beweglichen, vorzugsweise nach innen spannenden Ring 27 abgeschlossen. In F i g. 5 ist eine vorteilhafte Ausgestaltung einer derartigen Ringanordnung gezeigt Der Ring 27 ist vorzugsweise als Doppelring ausgeführt Als Werkstoff kommen etwa Kunststoff oder Stahl in Frage. Der Ring 27 ist vorteilhaft mit radialem Spiel in eine einseitig offene Nut 28 der Hülse 24 eingelegt Hierdurch werden Bewegungen des Zugankers 21 nicht behindert Die Nut 28 ist durch einen aufgeschraubten Ring 29 verschlossen. Im vorliegenden Beispiel soll als Dämpfungsmedium Drucköl Verwendung finden. Der Ringspalt 23 wird hierzu, wie aus F i g. 4 ersichtlich, durch eine Druckölzuleitung 30 ständig mit Drucköl, vorzugsweise vom Schmierölkreislauf, versorgt Die Abdichtung des Ringspalts 23 im Bereich der Ringe 27 stellt hierbei eine sogenannte Solleckagestelle dar. Lecköl, welches durch die Abdichtung aus-

tritt, läuft von selbst in den ölbehälter im Grundrahmen zurück. Durch die Verwendung von Schmieröl als Dämpfungsmaterial läßt sich die Erfindung auf besonders einfache Weise realisieren, da in der Regel Drucköl vom Schmierölkreislauf in ausreichendem Maße zur Verfügung gestellt wird. In den weiter oben beschriebenen Beispielen wäre es zur Verwendung von Drucköl lediglich notwendig, die Ringspalte 6 und 17 über Drukkölzuleitungen mit dem ölkreislauf zu verbinden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (12)

Patentansprüche:

1. Hubkolbenbrennkraftmaschine, insbesondere Großdieselmotor, mit einem Maschinengehäuse bestehend aus mehreren Teilen, welche über Zuganker miteinander verbunden sind, die wenigstens auf einem Teil ihrer Länge von einem Ringspalt umgeben sind, dadurch gekennzeichnet, daß die die Zuganker (3,13,21) umgebenden Ringspalte (6,17,23) vollständig mit einem Dämpfungsmaterial aufgefüllt sind, das, ein Schutzpolster zur Dämpfung transversaler Schwingungen des jeweiligen Zugankers bildend, diesen außen umschließt

2. Hubkolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Dämpfungsmaterial Schmieröl vorgesehen ist

3. Hubkolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine kontinuierliche Zufuhr des Schmieröls zum Ringspalt (23).

4. Hubkolbenbrennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Ringspalts (23) eine Sollekkagestelle vorgesehen ist

5. Hubkolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringspalt (17) mit einem Schaummaterial ausgeschäumt ist

6. Hubkolbenbrennkraftmaschine nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spaltdicke des Ringspalts (6,17,23) etwa 2%-8% des Schaftdurchmessers des Zugankers (3,13,21) beträgt

7. Hubkolbenbrennkraftmaschine nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Ringspalts (6,17,23) wenigstens das dreifache des Schaftdurchmessers des Zugankers (3,13,21) beträgt

8. Hubkolbenbrennkraftmaschine nach wenigstens einem er vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringspalt (6,17,23) etwa im Bereich der Mitte zwischen den Angriffspunkten des Zugankers (3,13,21) vorgesehen ist

9. Hubkolbenbrennkraftmaschine nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringspalt (6, 17) durch eine Bohrung im Gehäuse gebildet wird, durch welche der Zuganker (3,13) hindurchgeführt ist

10. Hubkolbenbrennkraftmaschine nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung des Ringspalts (23) eine auf den Zuganker (21) aufschiebbare Hülse (24) vorgesehen ist

11. Hubkolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (24) mit Hilfe von Spannmitteln (26) gegenüber dem Gehäuse (20) radial fixierbar ist

12. Hubkolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringspalt (23) an den axialen Enden der Hülse (24) mittels einer radialen Bewegung des Zugankers (21) zulassender Dichtelemente (27) verschließbar ist