DE2801431C3 - Hubkolben-Brennkraftmaschine - Google Patents
Hubkolben-BrennkraftmaschineInfo
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- DE2801431C3 DE2801431C3 DE19782801431 DE2801431A DE2801431C3 DE 2801431 C3 DE2801431 C3 DE 2801431C3 DE 19782801431 DE19782801431 DE 19782801431 DE 2801431 A DE2801431 A DE 2801431A DE 2801431 C3 DE2801431 C3 DE 2801431C3
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F7/00—Casings, e.g. crankcases or frames
- F02F7/0065—Shape of casings for other machine parts and purposes, e.g. utilisation purposes, safety
- F02F7/008—Sound insulation
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Hubkolben-Brennkraftmaschine mit einem aus Zylindern, Zylinderköpfen,
Kolben, Pleuelstangen, Kurbelwelle und deren Hauptlagern bestehenden Triebwerksblock, der mit
Hilfe körperschallisolierender Stützelemente in einer mit dem Schwungradgehäuse verbundenen Außenwanne
öldicht eingesetzt ist
Durch die Trennung des Triebwerksblockes von der Außenwanne bzw. den Einsatz von körperschallisolierenden
Stützelementen zwischen dem Triebwerksblock und der Außenwanne sollen die von den Brennräumen
in den Zylindern ausgehenden Schallschwingungen von der Aüßenwanne abgehalten und damit auch Abstrahlungen
weitgehend vermieden werden. Bei einer bekannten Hubkolben-Brennkraftmaschine (DE-OS
26 12 182) weist der Triebwerksblock etwa in halber Zylinderhöhe einen umlaufenden Seitenrahmen auf, mit
dem er unter Zwischenlage eines in sich ringförmig geschlossenen, schallisolierenden Elementes auf der
oberen Planfläche der Außenwanne abgestützt ist, wobei das körperschallisolierende Element zugleich die
öldichtung zwischen Außenwanne und Triebwerksblock bildet Der obere Bereich des Triebwerksblockes
mit den Zylinderköpfen ragt aus der Außenwanne heraus und kann durch eine schalldämmende Abdeckhaube
abgeschirmt werden. Das schallisolierende Element muß auf Grund seiner isolierenden Eigenschaften
eine gewisse Weichheit aufweisen. Da es nun aber zugleich das Stützelement darstellt und außer durch die
Masse des Triebwerksblockes auch vom Motordrehmoment belastet ist, das gegenüber der Außenwanne
abgestützt werden muß, ergeben sich in ungünstiger Weise erhebliche Ausschläge des Kurbelwellenmittels
in radialer Richtung. Die Massenkräfte und -momente der Kurbeltriebwerke können zusätzlich zu Resonanzen
und verstärkten Ausschlägen der Kurbelwelle führen, da ja der ganze Triebwerksblock innerhalb der Außenwanne
mehr oder weniger pendelnd aufgehängt ist Schließlich ist auch die axiale Führung des Triebwerksblockes, z. B. gegenüber etwaigen Schubkräften von der
Kupplung her, nicht ausreichend gewährleistet Auf Grund dieser allseitigen Beweglichkeit der Kurbelwelle
und damit des Schwungrades ist es unmöglich, unmittelbar an diesen in bewährter Weise den weiteren
Antrieb bzw. die Kupplung anzuordnen, es ist vielmehr
erforderlich, eine vergleichsweise komplizierte, elastische
Zwischenkupplung vorzusehen, die den Raumbedarf, den Bauaufwand und auch das Motorgewicht
erhöht Außerdem muß eine zusätzliche, nachgiebige Dichtung zwischen dem schwungradseitigen Kurbelwellenende
und der Außenwanne vorgesehen sein, während das andere Kurbelwellenende, um sich dort
eine solche aufwendige Dichtung zu ersparen, von außen überhaupt nicht zugänglich ist. Damit fehlt aber
auch die übliche, einfache Antriebsmöglichkeit für die sonst außerhalb der Außenwanne vorgesehenen Hilfsmaschinen,
die mit großen Schwierigkeiten dann innerhalb der Außenwanne direkt am Triebwerksblock
angeordnet werden müssen. Ferner ist bei außen liegendem Anlasser selbstverständlich mit großen
Störungen beim Zahneingriff am Kranz des Schwungrades zu rechnen.
Demnach liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, diese Mängel zu beseitigen und eine Hubkolben-Brennkrafmaschine
der eingangs geschilderten Art zu schaffen, die bei ausreichender Körperschalldämmung
zwischen dem unmittelbar schallerregten Triebwerksblock und der Außenwanne sowie bei einfacher
Abdichtung des von der Wanne gebildeten ölraumes und genügend nachgiebiger Abstützung des Motordreh- 2s
momentes eine einfache Abnahme der Motorleistung in herkömmlicher Weise sowie die übliche Anordnung der
Hilfsmaschinen ermöglicht und zusätzliche Vorteile bietet
Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, daß
der Triebwerksblock an seinen beiden Stirnseiten zur Kurbelwelle koaxiale, als Stützelemente dienende
Dämmringe aufweist, mit denen er in der Außenwanne zentriert gehalten und axial festgelegt ist, wogegen
zwischen dem Triebwerksblock und dem oberen Rand der Außenwanne lediglich eine öldichtung sitzt
Da der Triebwerksblock mit Hilfe der körperschallisoüerenden
Dämmringe in der Außenwanne zentriert gehalten ist, kann er lediglich um die Kurbelwellenachse
schwenken, aber keine Pendelbewegungen mit sich verändernder Lage des Kurbelwellenmittels ausführen.
Es lassen sich daher die Kurbelwellenenden in üblicher Weise mit einfachen Dichtungen aus der Außenwanne
herausführen, und es können die Hilfsmaschinen ohne weiteres außerhalb der Wanne angeordnet und in
bewährter Art angetrieben werden. Es ist aber auch möglich, die Motorleistung über eine unmittelbar am
Schwungrad angeordnete, normale Kupplung abzunehmen, ohne eine besondere elastische Zwischenkupplung
vorsehen zu müssen. Schwierigkeiten beim Zahneingriff eines Anlasserritzels sind nicht zu befürchten. Da die
Dämmringe den Triebwerksblock auch axial festlegen, ist keine weitere axiale Führung erforderlich. Da keine
Körperschallbrücke zur Außenwanne führt, die gesamte Abstützung des Triebwerksblockes vielmehr über die
Dämmringe erfolgt, bleibt die Außenwanne mit den an ihr vorgesehenen Teilen weitgehend frei von Körperschallbeaufschlagung.
Das erweist sich als besonders vorteilhaft bei der Verwendung einer erfindungsgemäßen
Hubkolben-Brennkraftmaschine in einem Schlepper oder einer Baumaschine, wobei dann die Außenschale z. B. als tragender Teil des Schlepperrumpfes
ausgebildet wird. Es kommt zu einer Körperschallbeaufschlagung, insbesondere des Getriebegehäuses, was
bisher zu sehr störenden Geräuschen im Inneren der Schlepperkabine geführt hat Da die öldichtung durch
die Masse des Triebwerksblockes nicht belastet ist, kann sie sehr nachgiebig sein, was eine Körperschallfortleitung
auch in diesem Bereich fast vollständig ausschließt
Um keine Montageschwierigkeiten zu haben, zumal ja beide Kurbelwellenenden aus der Außenwanne
herausgeführt sind, ist die Außenwanne in einer Querebene unterteilt
Die Dämmringe können nach Art eines Gummimetallelementes mit einem am Triebwerksblock befestigtem
Innenring und einem in der Außenwanne festsitzendem Außenring ausgebildet sein, in welchem
Fall es möglich ist die Dämmscheiben zugleich zur Abstützung des Motordrehmomentes heranzuziehen
und dadurch den erforderlichen Bauaufwand zu verringern.
Wenn aber die nach Art eines Gummimetallelementes ausgebildeten Dämmringe besonders weich gemacht
werden sollen, um durch überkritische Aufhängung eine Weiterleitung von Drehmomentschwankungen in die
Außenwanne zu verhindern, ist es zweckmäßig, jedem Dämmring einen zwischen Triebwerksblock und
Außenwanne mit geringem Radialspiel liegenden Führungsring aus körperschallisolierendem Werkstoff
zuzuordnen. Ein solcher Führungsring kommt bereits nach geringen Radialbewegungen zur Anlage und sorgt
somit für eine ausreichende Zentrierung der Kurbelwelle in der Außenwanne, ohne aber wegen seines
körperschallisolierenden Werkstoffes die Schallausbreitung zu begünstigen. Es kann selbstverständlich jeder
nach Art eines Gummimetallelementes ausgebildete Dämmring für sich sowohl in Umfangs- als auch in
radialer Richtung eine progressive Kennlinie besitzen, was durch entsprechende Formgebung und Materialwahl
des elastischen Teiles der Dämmringe erreichbar ist
In weiterer Ausbildung der Erfindung ist innerhalb wenigstens einer der Dämmringe eine an sich bekannte
Zahnradölpumpe mit Innenverzahnung angeordnet die ein mit dem Triebwerksblock fest verbundenes Gehäuse
aufweist Dadurch wird der sonst zusätzlich erforderliche Raum für die ölpumpe aber auch der Aufwand für
den Pumpenantrieb eingespart Dabei sind die Kanäle zum bzw. vom an der Außenwanne vorgesehenen
ölfilter im Pumpengehäuse und im Dämmring etwa radial angeordnet Durch die geringen Schwenkbewegungen
um die Kurbelwellenachse ergeben sich zwar geringe Verschiebungen der Kanalmündungen gegeneinander
im Bereich des Übertrittes, jedoch lassen sich diese Verschiebungen durch eine entsprechende Bemessung
eines der Kanalquerschnitte an der Obergangsstelle leicht ausgleichen. Jedenfalls erübrigen sich Ölleitungen,
die sonst zwischen dem Triebwerksblock und dem Ölfilter an der Außenwanne vorgesehen werden
müßten und auf Grund der Bewegungen des Triebwerksblockes hohen Dauerbeanspruchungen und damit
erhöhter Bruchgefahr ausgesetzt wären. Durch die Außenanordnung des ölfilters ist eine Wartung
vereinfacht
Handelt es sich um eine Hubkolben-Brennkraftmaschine mit zu einem Stück vereinten Zylindern und
Zylinderköpfen, an dem die Oberteile der Kurbelwellenhauptlager angeschraubt sind, so ist es besonders
zweckmäßig, wenn die Dämmringe an den eine Baueinheit bildenden Oberteilen der Kurbelwellenhauptlager
mittel- oder unmittelbar befestigt sind. In diesem Fall ist es dann beim Abbau der Zylinder-Zylinderkopfeinheit,
beispielsweise zur Ventilsitznachbearbeitung, nur erforderlich, die unteren Hauptlager- und
Pleuellagerdeckel abzuschrauben, um die Baueinheit samt Kolben und Pleuelstange nach oben abheben zu
können, wobei die eine Baueinheit bildenden Oberteile
der Kurbelwellenhauptlager auf Grund der Dämmringbefestigung
an Ort und Stelle bleiben. Bei bekannten Konstruktionen dieser Art (DE-OS 26 38 009) muß
dagegen beim Abbau der Zylindpr-Zylinderkopfeinheit der gesamte Triebwerksblock einschließlich Kurbelwelle
und Schwungrad demontiert werden. Durch die Vereinigung der Oberteile der Kurbelwellehhauptlager
ergibt sich außerdem ein insgesamt steiferer Triebwerksblock. Um jedoch die unteren Hauptlager- und
Pleuellagerdeckel in einfacher Weise lösen zu können, sind im Unterteil der Außenwanne Montageöffnungen
für die Schrauben der Haupt- und Pleuellager vorgesehen und diese öffnungen durch eine zusätzliche
Bodenwanne gemeinsam verschließbar.
Zur Abdichtung der Außenwanne nach oben kann ein beliebiges Hohlprofil oder auch eine Membrane
Verwendung finden. Vorteilhafter ist es jedoch, wenn die öldichtung als aufblasbarer Schlauch ausgebildet ist
Ein solcher Schlauch gewährleistet eine satte Anlage an den jeweiligen Gegenflächen, obwohl die Dichtung
selbst sehr nachgiebig sein kann.
In weiterer Ausbildung der Erfindung ist der Schlauch etwa in der durch die Zylinderachsen bestimmten Ebene
dichtend unterteilt In diesem Fall kann die öldichtung bzw. der Schlauch auch zur Drehmomentabstützung des
Triebwerksblockes herangezogen werden, weil der im Schlauch enthaltenen Luft dann die Möglichkeit
genommen ist, von der belasteten Schlauchseite in die
gegenüberliegende, entlastete Seite zu entweichen. Dabei kann der Schlauch mit Pufferansätzen versehen
sein, die zwischen die Anliegeflächen der öldichtung am Triebwerksblock einerseits und an der Außenwanne
andererseits mit Spiel eingreifen. Bei stärkerer Belastung durch das Motordrehmoment kommen dann an
der betreffenden Seite nach dem Zusammenquetschen des Schlauches die Ansätze zur Anlage und werden
ebenfalls zusammengedrückt, so daß sich eine gewisse Progressivität bei der Drehmomentabstützung ergibt
Diese Progressivität läßt sich verändern bzw. an eine gewünschte Kennlinie angleichen, wenn sich die
Pufferansätze in die Außenwanne hinein keilförmig verjüngen.
Um die Dichtwirkung zu erhöhen und den Bearbeitungsaufwand zu vermindern, können die Anliegeflächen
der öldichtung am Triebwerksblock einerseits und
an der Außenwanne anderseits unbearbeitet und mit einer Dichtmasse bestrichen sein. Zur Verbesserung der
Dichtwirkung und zur Sicherung des Dichtungshaltes, was insbesondere bei der Ausbildung der Dichtung als
aufblasbarer Schlauch wesentlich ist, können die Anliegeflächen der öldichtung am Triebwerksblock und
an der Außenwanne auch mit einer Rille versehen sein, in die ein Wulst der öldichtung eingreift.
Wird der Oberteil des Triebwerksblockes durch eine Abdeckhaube abgeschirmt, so ist die öldichtung
schließlich oberseitig zur Aufnahme des Randes dieser Abdeckhaube profiliert, so daß sich eine eigene
elastische Haubenauflage erübrigt
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in einem Ausführungsbeispiel dargestellt, und zwar zeigt
F i g. 1 die erfindungswesentlichen Teile einer Vierzylinder-Hubkolben-Brennkraftmaschine
im Axialschnitt und
F i g. 2 diese Teile im Querschnitt nach der Linie H-II der Fig. 1, wobei die Kolben und Pleuelstangen
fortgelassen sind.
Die Zylinder 1 sind mit den Zylinderköpfen 2 zu einem Stück vereint, an dem die Oberteile 3 der
Kurbelwellenhauptlager angeschraubt sind, wobei die Oberteile 3 der Kurbelwellenhauptlager für sich wieder
eine Baueinheit bilden. Die Unterteile 4 der Kurbelwellenhauptlager sind durch Schrauben 5 mit den eine
Baueinheit bildenden Oberteilen 3 und zugleich mit den einstückigen Zylindern 1 und Zylinderköpfen 2 verbunden.
Mit 6 ist die Kurbelwelle bezeichnet, die zusammen mit den nicht dargestellten Pleuelstangen und Kolben,
den Hauptlagern, den Zylindern 1 und den Zylinderköpfen 2 den Triebwerksblock bildet Dieser Triebwerksblock
ist mit Hilfe körperschallisolierender Stützelemente öldicht in einer Außenwanne 7 eingesetzt, an der
das Schwungradgehäuse 8 angegossen ist. Die Außenwanne 7 ist in ihrem Unterteil mit Montageöffnungen 9,
10 für die Schrauben 5 der Kurbelwellenhauptlager sowie für die Schrauben der Pleuellager versehen. Diese
öffnungen 9, 10 sind durch eine zusätzliche Bodenwanne 11 gemeinsam verschließbar. Die Außenwanne 7 ist in
einer Querebene unterteilt, um den in seiner Gesamtheit vormontierten Triebwerksblock einsetzen zu können.
Der Triebwerksblock weist an seinen beiden Stirnseiten zur Kurbelwelle 6 koaxiale Dämmringe 12,12a und
13 auf, die aus körperschallisolierendem Werkstoff bestehen und als Stützelemente zur zentrischen
Halterung und axialen Festlegung des Triebwerksblokkes in der Außenwanne 7 dienen, wobei der Dämmring
12a die axiale Führung übernimmt Zwischen dem oberen Rand der Außenwanne 7 und dem Triebwerksblock
bzw. dem von den Zylindern 1 und den Zylinderköpfen 2 gebildeten Stück ist eine öldichtung
vorgesehen, die von einem aufblasbaren Schlauch 14 gebildet wird. Die Anliegeflächen der öldichtung 14
bzw. des Schlauches am Triebwerksblock (Teile 1, 2) einerseits und an der Außenwanne 7 anderseits sind mit
einer Rille 15 versehen, in die ein Wulst 16 der öldichtung 14 eingreift Die öldichtung 14 bzw. der
Schlauch ist mit Pufferansätzen 17 ausgestattet, die sich in die Außenwanne 7 hinein erstrecken und nach unten
keilförmig verjüngen. An der Oberseite weist der Schlauch bei 18 ein Profil auf, das den Rand 19 einer
so strichpunktiert angedeuteten Abdeckhaube 20 für den Triebwerksblock aufnimmt
An der gemäß F i g. 1 rechten Stirnseite des Triebwerksblockes ist innerhalb des Dämmringes 13
eine Zahnradölpumpe angeordnet, die aus einem Gehäuse 21, einem Innenzahnkranz 22 und einem Ritzel
23 besteht Der Dämmring 12 ist an der aus den Oberteilen 3 gebildeten Baueinheit unmittelbar angeschraubt,
wogegen der Dämmring 13 an letzterer mittelbar über das Gehäuse 21 der Zahnradölpumpe
befestigt ist
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (14)
1. Hubkolben-Brennkraftmaschine mit einem aus Zylindern, Zylinderköpfen, Kolben, Pleuelstangen,
Kurbelwellen und deren Hauptlagern bestehenden Triebwerksblock, der mit Hilfe körperschallisolierender
Stützelemente in einer mit dem Schwungradgehäuse verbundenen Außenwanne öldicht eingesetzt
ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Triebwerksblock (Teile 1 bis 6) an seinen beiden
Stirnseiten zur Kurbelwelle (6) koaxiale, als Stützelemente dienende Dämmringe (12, 12a, 13) aufweist,
mit denen er in der Außenwanne (7) zentriert gehalten und axial festgelegt ist, wogegen zwischen
dem Triebwerksblock und dem oberen Rand der Außenwanne (7) lediglich eine öldichtung (14) sitzt
2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenwanne (7) in einer
Querebene unterteilt ist
3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämmringe (12,
13) nach Art eines Gummimetallelementes mit einem am Triebwerksblock (Teile 1 bis 6) befestigtem
Innenring und einem in der Außenwanne (7) festsitzendem Außenring ausgebildet sind.
4. Brennkraftmaschine-nach Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, daß jedem Dämmring (12, 12a, 13) ein zwischen Triebwerksblock (Teile 1 bis 6) und
Außenwanne (7) mit geringem Radialspiel liegender Führungsring aus körperschallisolierendem Werkstoff
zugeordnet ist.
5. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb wenigstens eines (13)
der Dämmringe (12, 12a, 13) eine an sich bekannte Zahnradölpumpe mit Innenverzahnung (22) angeordnet
ist die ein mit dem Triebwerksblock (Teile 1 bis 6) fest verbundenes Gehäuse (21) aufweist.
6. Brennkraftmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5 mit zu einem Stück vereinten
Zylindern und Zylinderköpfen, an dem die Oberteile der Kurbelwellenhauptlager angeschraubt sind,
dadurch gekennzeichnet, daß die Dämmringe (12, 12a, 13) an den eine Baueinheit bildenden Oberteilen
(3) der Kurbelwellenhauptlager mittel- oder unmittelbar befestigt sind.
7. Brennkraftmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet daß im Unterteil der Außenwanne
(7) Montageöffnungen (9, 10) für die Schrauben (5) der Haupt- und Pleuellager vorgesehen und diese
Öffnungen durch eine zusätzliche Bodenwanne (11) gemeinsam verschließbar sind
8. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die öldichtung als aufblasbarer
Schlauch (14) ausgebildet ist
9. Brennkraftmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlauch etwa in der durch
die Zylinderachsen bestimmten Ebene dichtend unterteilt ist
10. Brennkraftmaschine nach den Ansprüchen 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlauch mit
Pufferansätzen (17) versehen ist, die zwischen die Anliegeflächen der öldichtung am Triebwerksblock
(Teile 1 bis 6) einerseits und an der Außenwanne (7) andererseits mit Spiel eingreifen.
11. Brennkraftmaschine nach den Ansprüchen 8 bis tO, dadurch gekennzeichnet, daß sich die
Pufferansätze (17) in die Außenwanne (7) hinein keilförmig verjüngen.
12. Brennkraftmaschine nach Anspruch 8, dadurch
gekennzeichnet, daß die Anliegeflächen der öldichtung (14) am Triebwerksblock (Teile 1 bis 6)
einerseits und an der Außenwanne (7) anderseits unbearbeitet und mit einer Dichtmasse bestrichen
sind
13. Brennkraftmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 und 8 bis 12, dadurch
gekennzeichnet, daß die Anliegeflächen der öldichtung
(14) am Triebwerksblock (Teile 1 bis 6) und an der Außenwanne (7) mit einer Rille (15) versehen
sind in die ein Wulst (16) der öldichtung (14) eingreift.
14. Brennkraftmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 und 8 bis 13, dadurch
gekennzeichnet, daß die öldichtung (14) oberseitig (bei 18) zur Aufnahme des Randes (19) einer an sich
bekannten Abdeckhaube (20) für den Triebwerksblock (Teile 1 bis 6) profiliert ist
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Legal Events
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