DE3413971A1

DE3413971A1 - Fluessigkeitsgekuehlte brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE3413971A1
Application number: DE19843413971
Authority: DE
Inventors: Harald Prof. Dr.-Ing. 5000 Köln Maaß
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1984-04-13
Filing date: 1984-04-13
Publication date: 1985-10-17

Description

Flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine
Die Erfindung betrifft eine flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine, die ein Kurbelgehäuse, in dem pro Zylinder eine nasse, hängende Zylinderlaufbuchse angeordnet ist, aufweist, wobei die Zylinderlaufbuchse mit ihrem kragenförmigen Bund auf der zum Zylinderkopf weisenden absatzlosen, planen Oberfläche des Kurbelgehäuses aufliegt, und die mit mindestens einer an der Oberfläche des Kurbelgehäuses gelegenen starren Platte versehen ist, wobei die Platte ortsfest mit dem Kurbelgehäuse verbunden ist.
Bei flüssigkeitsgekühlten Brennkraftmaschinen mit sogenannten nassen Zylinderlaufbuchsen ist es bekannt, den Sitz des kragenförmigen Bundes der Zylinderlaufbuchse in der Trennfuge zwischen Kurbelgehäuse und Zylinderkopf im Kurbelgehäuse versenkt vorzusehen. Wird die Zylinderlaufbuchse dann oben an ihrem kragenförmigen Bund von dem Kurbelgehäuse zentriert, so ist diese Ecke, da sie sowohl Zugbeanspruchungen infolge der unterschiedlichen Wärmedehnungen der Bauteile bei betriebswarmer Brennkraftmaschine, als auch Druckbeanspruchungen infolge der Zylinderkopfverschraubung ausgesetzt ist, erheblich rißgefährdet. Es ist möglich, diese Beanspruchungen durch die Zentrierung der Zylinderlaufbuchse unterhalb des kragenförmigen Bundes zu vermindern. Dabei ist es allerdings nachteilig, daß die Kühlflüssigkeit nicht mehr ganz bis zum obersten Teil der Zylinderlaufbuchse gelangt.
Aus der DE-PS 13 01 655 ist eine flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine mit einem Kurbelgehäuse bekannt, das derartige Kerbbeanspruchungen infolge der eingesetzten Zylinderlaufbuchsen vermeidet. Dort ist das Kurbelgehäuse mit einer zum Zylinderkopf weisenden planen, absatzlosen Oberfläche versehen. Die Zylinderlaufbuchsen sind in entsprechenden Bohrungen im Kurbelgehäuse eingesetzt, wobei die Zentrierung derselben durch einen zentrierenden Teil der Bohrung, welcher kurz unterhalb des kragenförmigen Bundes gelegen ist, erreicht wird. Zwischen dem Zylinderkopf und der planen Oberfläche des Kurbelgehäuses sind im weiteren noch mehrere starre Abstandsstücke bzw. -Platten mit fast genau der Dicke des kragenförmigen Bundes der Zylinderlaufbuchse vorgesehen. Die Zylinderkopfschrauben pressen den Zylinderkopf auf die Abstandsstücke und dieselben auf das Kurbelgehäuse. Dabei erreicht eine Zylinderkopfdichtung, welche auf dem kragenförmigen Bund des Zylinderlaufrohres aufliegt, die Abdichtung des Brennraumes nach außen. Die Abstandsstücke oder die Abstandsplatten bewirken in dieser Patentschrift, daß der Zylinderkopf beim Anziehen der Zylinderkopfschrauben gleichmäßig auf den Abstandsstücken aufliegt und sich weder durchbiegt noch verzieht.
Nachteilig hat sich bei dieser Anordnung herausgestellt, daß die Zentrierung noch immer im Kurbelgehäuse liegt, und dieses die dann aus den Wärmedehnungen resultierenden Zugbeanspruchungen weiterhin zusätzlich zu den axial wirkenden Druckkräften von den Zylinderkopfschrauben aufnehmen muß. Auch erschwert die Vielzahl der Abstandsstücke Herstellung und Montage derartiger Brennkraftmaschinen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es demzufolge, eine Brennkraftmaschine vorzuschlagen, die ein Kurbelgehäuse mit zumindest einer eingesetzten Zylinderlaufbuchse aufweist, bei der jedwede Kerbbeanspruchungen des Kurbelgehäuses vermieden werden und bei der das Kurbelgehäuses keinerlei radial wirkenden Zugkräften mehr ausgesetzt ist.
Diese Aufgabe wird von einem Brennkraftmaschine der in Rede stehenden Gattung durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst.
Durch die Verwendung einer separaten Platte, die nach Unteranspruch 2 mehrere Zylinder gleichzeitig zentriert, wird das Kurbelgehäuse in vorteilhafter Weise von den radial wirkenden Zentrierkräften und von etwaige Kerbbeanspruchungen entlastet. Rißbildung an den Kerben und Ecken kann schon deswegen nicht auftreten, weil das Kurbelgehäuse kerbfrei ausgebildet ist. Auch wird durch die separate Verschraubung die Herstellung ganz wesentlich vereinfacht, da nach Fertigung der planen zum Zylinderkopf weisenden Oberfläche des Kurbelgehäuses die meist unbearbeitete Platte aufgeschraubt wird, und danach das Kurbelgehäuse mit der Platte zusammen fertig bearbeitet werden kann.
Die Unteransprüche 4 und 5 sehen explizit die separate Verschraubung der Platte an dem Kurbelgehäuse vor. Eine demgemäße Ausbildung weist den erwähnten Vorteil der einfachen Herstellung auf. Falls jedoch der Raum für zusätzliche Schraubenlöcher im Kurbelgehäuse fehlt, so kann die Platte auch auf einfache Weise durch die Zylinderkopfschrauben auf das Kurbelgehäuse gepreßt werden. In diesem Fall müßten Paßstifte oder ähnliche Maßnahmen die Zentrierung der Platte selbst sicherstellen.
Der Zylinderkopf läßt sich ebenfalls durch entsprechende Aussparungen von der Abstandsplatte zentrieren. Alternativ wäre eine an sich bekannte Zentrierung direkt durch die Zylinderlaufbuchse denkbar. Bei beiden Lösungen haben die Zylinderkopfschrauben lediglich die Aufgaben, den Zylinderkopf axial über die Zylinderkopfdichtung dichtend auf die Zylinderlaufbuchse aufzupressen.
Da in vorliegender Erfindung die Zylinderlaufbuchse nicht vom Kurbelgehäuse, sondern von einem separarten Bauteil zentriert werden, ist es möglich, ein besonders geeignetes Material für diesen Zweck auszuwählen. Das Kurbelgehäuse kann nach wie vor preisgünstig beispielsweise aus Grauguß gefertigt sein, während die Platte dagegen, entsprechend ihrer Aufgabe, gemäß Unteranspruch 8 aus hochfestem Stahl hergestellt wird.
Für die weitere Erläuterung der Erfindung soll auf die Zeichnung verwiesen werden, in der zwei ausgewählte Ausführungsbeispiele dargestellt sind. Es zeigen: Fig. 1 erfindungsgemäßes Kurbelgehäuse im Querschnitt mit Zentrierung des Zylinderkopfes durch die Zylinder laufbuchse; Fig. 2 erfindungsgemäßes Kurbelgehäuse im Querschnitt mit Zentrierung des Zylinderkopfes durch die Abstandsplatte.
In Fig. 1 ist ein erfindungsgemäßes Kurbelgehäuse 1 mit einer zum Zylinderkopf 3 weisenden planen Oberfläche 9 dargestellt. Auf dieser Oberfläche 9 ist eine Platte 4 ortsfest angeschraubt. Ein flüssigkeitsgekühltes Zylinderrohr 2 ist mit einem kragenförmigen Bund 8 sowohl in das Kurbelgehäuse 1 als auch in die Platte 4 eingesetzt. Dabei zentriert die Platte 4 die Zylinderlaufbuchse 2 in ihrer radialen Richtung durch ihre zentrierende Bohrung 6. Die Zylinderlaufbuchse 2 liegt daher quasi lose aber zentriert mit der aufgeschliffenen, dichtenden Fläche 5 auf dem Kurbelgehäuse 1 auf. Infolgedessen kann die Kühlflüssigkeit, welche sich zwischen dem Kurbelgehäuse 1 und der Zylinderlaufbuchse 2 befindet, bis ganz nach oben zu der planen Oberfläche 3 gelangen. Die Platte 4 ist in diesem Ausführungsbeispiel aus hochfestem Stahl hergestellt und in ihrer Dicke etwas geringer als der kragenförmige Bund 8 der Zylinderlaufbuchse 2. Der Zylinderkopf 3 wird durch einen entsprechenden Absatz bzw. eine Aussparung am Zylinderkopf 3 von der Zylinderlaufbuchse 2 zentriert. Zwischen Zylinderkopf 3 und Zylinderlaufbuchse 2 befindet sich noch die Zylinderkopfdichtung 7. Die Zylinderkopfschrauben pressen nun den Zylinderkopf 3 auf die Zylinderlaufbuchse 2 und diese wiederum auf das Kurbelgehäuse 1.
In Fig. 2 ist praktisch dieselbe Anordnung wie in Fig. 1 dargestellt. Die plane Fläche 9 ist allerdings nicht als dichtende, aufgeschliffene Fläche 5 ausgeführt, sondern die Dichtung gegen die Kühlflüssigkeit wird durch einen seitlich unterhalb des kragenförmigen Bundes 8 eingelegten O-Ring 10 bewirkt. Hierbei sei vor allem angemerkt, daß der O-Ring und die benachbarte ringförmige Fläche die Zylinderlaufbuchse lediglich gegen Kühlflüssigkeitsaustritt abdichtet, nicht jedoch zentriert. Im weiteren Gegensatz zu Fig. 1 erfolgt die Zentrierung des Zylinderkopfes 3 hier direkt durch die Abstandsplatte 4, welche deswegen erheblich dicker als der kragenförmige Bund 8 der Zylinderlaufbuchse 2 ausgebildet ist. Der Zylinderkopf kann daher mit einem zur zentrierenden Bohrung 6 passenden Absatz in die Platte 4 eingreifen und wird durch sie geführt bzw.
zentriert.
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Claims

Patentansprüche Flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine, die ein Kurbelgehäuse, in dem pro Zylinder eine nasse, hängende Zylinderlaufbuchse (2) angeordnet ist, aufweist, wobei die Zylinderlaufbuchse (2) mit ihrem kragenförmigen Bund auf der zum Zylinderkopf (3) weisenden absatzlosen, planen Oberfläche (9) des Kurbelgehäuses (1) aufliegt, und die mit mindestens einer an der Oberfläche (9) des Kurbelgehäuses (1) gelegenen starren Platte (4) versehen ist, wobei die Platte (4) ortsfest mit dem Kurbelgehäuse (1) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderlaufbuchse (2) mit ihrem kragenförmigen Bund (8) in einer Bohrung (6) der Platte (4) zentriert ist.
2. Brennkraftmaschine mit mindestens zwei Zylindern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (4) alle Zylinderlaufbuchsen (2) einer Zylinderreihe zentriert.
3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (4) alle für den Zylinderkopf (3) weiterhin notwendigen Durchbrechungen oder Bohrungen, insbesondere für die zylinderkopfschrauben, Kühlung, Schmierung usw., aufweist.
4. Brennkraftmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (4) mit dem Kurbelgehäuse (1) verschraubt ist.
5. Brennkraftmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (4) mit dem Kurbelgehäuse (1) getrennt von dem Zylinderkopf (3) verschraubt ist.
6. Brennkraftmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderlaufbuchse (4) gegen Kühlflüssigkeitsaustritt mit einer aufgeschliffenen Fläche (5) mit ihren kragenförmigen Bund (8) auf dem Kurbelgehäuse dichtend aufliegt.
7. Brennkraftmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Platte (4) größer als die des kragenförmigen Bundes (8) der Zylinderlaufbuchse (2) ausgebildet ist und daß der Zylinderkopf (3) mit einem Absatz in die zentrierende Bohrung (6) der Platte (4) eingreift und dadurch selbst zentriert ist.
8. Brennkraftmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (4) aus hochfestem Stahl hergestellt ist.