DE2849257B1 - Verbrennungskraftmaschine - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Verbrennungskraftmaschine und betrifft insbesondere eine Verbrennungskraftmaschine zum Antrieb eines Flugzeugs gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Derartige Verbrennungskraftmaschinen werden gewohnlich für Kraftfahrzeuge verwendet und weisen aufgrund ihrer großen Stückzahl einen relativ niedrigen Preis und eine hohe Betriebszuverlässigkeit auf. Dies führt dazu, daß derartige Motoren immer häufiger für den Antrieb von Flugzeugen, insbesondere von Segelflugzeugen, sogenannten Motorseglern, verwendet werden, da sie neben den oben erwähnten Vorteilen auch den Vorteil eines geringen Gewichts aufweisen, was für einen Motorsegler, wenn er ohne Motorantrieb fliegt, besonders bedeutsam ist. Die Leistung derartiger Motoren reicht während des Flugbetriebes im allgemeinen aus, um ein Gebiet mit schwachen Aufwinden zu überbrücken, ist jedoch für den Start und die Ladung des Flugzeugs zu gering, wodurch während des Fluges in Bodennäher erhöhte Gefahr für den Piloten eines derartigen Flugzeugs besteht.

Alle Versuche, die Leistung einer derartigen Verbrennungskraftmaschine so zu erhöhen, daß sie weiterhin als Segelflugzeugmotor eingesetzt werden kann, scheiterten entweder am erhöhten Gewicht oder an mangelnder Betriebssicherheit. Es zeigte sich nämlich, daß das für einen Fahrzeugmotor konstruierte Kurbelgehäuse nicht in der Lage war, die über den Propeller in die Kurbelwelle eingeleiteten Schwingungen, insbesondere, wenn man den Versuch unternommen hatte, die Leistung der Verbrennungskraftmaschine zu erhöhen, aufzunehmen, wodurch Undichtigkeiten zwischen den beiden Kurbelgehäuseteilen auftraten. Auch schlugen Versuche fehl, durch erhöhtes Verspannen der Kurbelgehäuseteile diese Undichtigkeiten, bzw. ein »Ausbauchen« des Kurbelgehäuses im Bereich des mittleren Kurbelwellenlagers zu vermeiden, da das Kurbelgehäusematerial, gewöhnlich Aluminiumguß, riß.

Die Rißbildung hat ihre Ursache in der Konstruktion der Schrauben-Gewinde-Anordnung in dem Kurbelgehäuse einer derartigen Serienverbrennungskraftmaschine. Während die eine Kurbelgehäusehälfte mit einer durchgehenden Bohrung ohne Gewinde versehen ist, weist die andere Gehäusehälfte ein Sackloch mit einem Gewinde auf. Eine durchgehende Bohrung ist nicht vorgesehen, weil unmittelbar unterhalb des Sacklochendes der Ölzuführkanal für das Kurbelwellenlager verläuft. Während nun bei höher verspannten Kurbelgehäusen der eine Kurbelgehäuseteil einer höheren Druckspannung unterworfen wird, wird der andere Kurbel-Gehäuseteil einer erhöhten Zugspannung unterworfen, was bei dem aus Aluminiumguß gefertigten Gehäuse zur Rißbildung führt. Ein Durchbohren des Sackloches unter Kreuzung des ölzuführkanals für das mittlere Kurbelwellenlager und die Verwendung von gewöhnlichen Zugankern führte ebenfalls nicht zum gewünschten Erfolg, da Schwierigkeiten bei der Ölversorgung des Kurbelwellenlagers, sowie Dichtungsprobleme, als auch wiederum Undichtigkeitsprobleme zwischen den beiden Kurbelgehäuseteilen auftraten, da der durch den ölzuführkanal geschwächte untere Kurbelgehäuseteil die aufzubringende Vorspannkraft begrenzt.

Aus der US-PS 16 64 944 ist es bekannt, die beiden Hälften eines Kurbelwellengehäuses mittels Spannschrauben so miteinander zu verspannen, daß ein Teil der Spannkraft über einen Gewindeabschnitt in einer Kurbelgehäusehälfte aufgebracht wird.

Weiter ist es aus der DE-OS 25 01 772 bekannt, ein Kurbelgehäuse für mehrzylindrige Hubkolbenbrennkraftmaschinen mit Schmierölzuführungsbohrungen zu versehen, die die Bohrung für die Spannschrauben der Kurbelgehäuseteile kreuzen. Hierbei besteht das Kurbelwellengehäuse jedoch aus einem Material höherer Festigkeit.

Ausgehend von einem Kurbewellengehäuse aus einem relativ weichen Metall, das mit einer Schmierölzuführbohrung im unteren Bereich einer der Bohrungen für die Verspannungsschrauben versehen ist, ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kurbelwellengehäuse der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß eine Zerstörung des Kurbelwellengehäuses infolge regionaler Überbelastung vermieden wird, und eine ausreichende Schmierölversorgung der einzelnen Kurbelwellenlager gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs gelöst.

Mit einer derartigen Schrauben-Gewinde-Anordnung wird in vorteilhafter Weise eine gleichmäßigere Kraftverteilung in dem unteren Kurbelgehäuseteil erreicht, insbesondere werden die für Aluminiumguß besonders schädlichen, hohen Zugbeanspruchungen vermieden, wodurch eine Rißbildung in dem Kurbelgehäuse vermieden und eine höhere Betriebssicherheit, infolge einer sichereren Ölversorgung gewährleistet ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 einen Kurbelgehäuseteil einer gewöhnlichen Serienverbrennungskraftmaschine im Schnitt;

Fig.2 einen Kurbelgehäuseteil der erfindungsgemä-

ßen Verbrennungskraftmaschine im Schnitt;

F i g. 3 eine Ansicht eines ersten Zugankers; und

F i g. 4 eine Ansicht eines zweiten Zugankers.

F i g. 1 zeigt einen Schnitt durch einen Kurbelgehäuseteil 1 einer gewöhnlichen Verbrennungskraftmaschine mit in Boxer-Anordnung vorgesehenen Zylinderblöcken und drei Kurbelwellenlagern, längs der Mitte des mittleren Kurbelwellenlagers 2. Beidseitig am Umfang 3 des Kurbelwellenlagers 2 sind Sacklöcher 4,5 mit Gewinde 6,7 vorgesehen. Das Sackloch 4 weist eine geringere Tiefe als das Sackloch 5 auf, da es sonst den Olzuführkanal 24 für das Kurbelwellenlager 2 kreuzen würde.

Bei derartigen Verbrennungskraftmaschinen werden die an ihrem unteren Abschnitt mit Gewinde versehenen Schrauben gewöhnlich durch die Bohrung des oberen Kurbelgehäuseteils gesteckt und in das Gewinde des unteren Kurbelgehäuseteils eingeschraubt, wodurch die beiden Kurbelgehäuseteile 1 miteinander verspannt werden. In diesem Fall wird der untere Kurbelgehäuseteil 1 auf Zug beansprucht.

F i g. 2 zeigt einen Kurbelgehäuseteil 1 der erfindungsgemäßen Verbrennungskraftmaschine.

Hierbei ist das Sackloch 4 nach F i g. 1 so durchbohrt, daß es den olzuführkanal 24 für das Kurbelwellenlager kreuzt und zum anderen Ende des Kurbelgehäuseteils 1 geöffnet ist. Ebenfalls ist das Sackloch 5 (nach F i g. 1) so durchgebohrt, daß es sich ebenfalls zur anderen Seite des Kurbelgehäuseteils 1 öffnet.

In F i g. 3 ist ein erster Zuganker 8, der der Bohrung 9 in F i g. 2, und in F i g. 4 ist ein zweiter Zuganker 10, der der Bohrung 11 in Fig.2 zugeordnet ist, gezeigt. Die beiden Zuganker 8, 10 umfassen erste identische Gewindeabschnitte 12,13, erste Schaftabschnitte 14,15, wobei der Schaftabschnitt 14 etwas langer ist als der Schaftabschnitt 15, zweite identische Gewindeabschnitte 16, 17, zweite Schaftabschnitte 18, 19, wobei der Schaftabschnitt 19 einen kleineren Durchmesser und eine größere Länge als der Schaftabschnitt 18 aufweist, und dritte Gewindeabschnitte 20,21 von gleicher Länge, wobei der Gewindeabschnitt 21 jedoch einen kleineren Durchmesser aufweist.

Der erste Gewindeabschnitt 12, 13, der erste Schaftabschnitt 14,15 und der zweite Gewindeabschnitt 16, 17 der Zuganker 8, 10 entsprechen in ihrer Ausbildung den gewöhnlichen Schrauben zur Verspannung der Kurbelgehäuseteile. Der zweite Schaftabschnitt 18 des Zugankers 8 weist im gezeigten Ausführungsbeispiel einen Durchmesser von 10 mm auf und ist an seinem Ende mit dem dritten Gewindeabschnitt 20 mit einem GEwindedurchmesser von 10 mm versehen. Der zweite Schaftabschnitt 19 des Zugankers 10 weist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel einen Durchmesser von 8 mm auf und ist an seinem Ende mit einem dritten Gewindeabschnitt 21 mit einem Gewindedurchmesser von 8 mm versehen. Durch den geringeren Durchmesser des zweiten Schaftabschnitts 19 wird zwischen der Bohrung 11 und dem Schaftabschnitt 19 ein Ringraum ausgebildet, der die Ölversorgung durch den olzuführkanal 24 zum Kurbelwellenlager 2 sicherstellt.

Um nun die beiden Kurbelwellengehäuseteile 1 miteinander zu verspannen, so werden die beiden Zuganker 8, 10 in gewöhnlicher Weise eingeschraubt, wobei die beiden zweiten Gewindeabschnitte 16,17 mit den Gewindeabschnitten 22, 23 der Bohrungen 9,11 in Eingriff kommen. Nun werden auf die ersten und dritten Gewindeabschnitte 12, 13; 20, 21 Muttern aufgeschraubt und die beiden Kurbelgehäuseteile 1 verspannt. Die über die ersten Gewindeabschnitte 12, 13 zum Verspannen eingeleiteten Kräfte werden nunmehr sowohl von den zweiten Gewindeabschnitten 16,17 als auch von den dritten Gewindeabschnitten 20, 21 aufgenommen, wodurch eine wesentlich gleichmäßigere Kraftverteilung in dem zweiten Kurbelgehäuseteil gewährleistet ist und bei erhöhter Spannkraft die Zugbeanspruchung der zweiten Kurbelgehäusehälfte unterhalb des kritischen Bereichs bleibt, in dem Rißbildungen auftreten.

Mit einem derartig verspannten Kurbelgehäuse ist es nunmehr möglich, die Leistung einer gewöhnlichen Serienverbrennungskraftmaschine so zu steigern, daß sie in der Verwendung als Verbrennungskraftmaschine für ein Segelflugzeug eine ausreichende Steigfähigkeit des Motorseglers gewährleistet, wobei die durch den Propeller in die Kurbelwelle eingeleiteten Schwingungen sicher von dem Kurbelgehäuse aufgenommen werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verbrennungskraftmaschine, insbesondere zum Antrieb eines Flugzeugs, mit einem zweiteiligen Kurbelwellengehäuse aus einem relativ weichen Metall zur Aufnahme der Zylinderblöcke in Boxer-Anordnung, mit jeweils beidseitig am Umfang der Kurbelwellenlager angeordneten Schrauben-Gewinde-Anordnungen zum gegenseitigen Verspannen der Kurbelgehäuseteile, wobei die mittlere Schrauben-Gewinde-Anordnung in einem ersten Kurbelwellengehäuseteil als durchgehende Bohrungen ohne Gewinde ausgebildet ist, und in dem zweiten Kurbeiwellengehäuseteil als durchgehende Bohrungen mit Gewindeabschnitten im an dem ersten Kurbelgehäuseteil angrenzenden Bereich ausgebildet ist, wobei erste und zweite Zuganker mit Gewindeabschnitten an beiden Enden zum Eingriff mit Verspannungsmuttern und jeweils einem Gewindeabschnitt im mittleren Bereich des Schaftes zum Eingriff mit den jeweiligen im zweiten Kurbel-Gehäuseteil vorgesehenen Gewindeabschnitten vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaftabschnitte (14, 15; 18, 19) der ersten und zweiten Zuganker (8, 10) in dem dem ersten Kurbeiwellengehäuseteil zugeordneten Bereich gleiche Schaftdurchmesser und in dem dem zweiten Kurbeiwellengehäuseteil zugeordneten Bereich ungleiche Schaftdurchmesser aufweisen, während die Bohrungen (9, 11) im zweiten Kurbel-Gehäuseteil gleiche Durchmesser aufweisen.