DE3425797A1 - Zylinderblock fuer eine mehrzylindrige reihen-hubkolbenmaschine - Google Patents

Description

• Zylinderblock für eine mehrzylindrige Reihen-Hubkolbenmaschine
• Die Erfindung betrifft einen Zylinderblock für eine mehrzylindrige Reihen-Hubkolbenmaschine, insbesondere für eine Brennkraftmaschine in einem Kraftfahrzeug, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
• Für gattungsgemäße Hubkolbenmaschinen, insbesondere Hubkolben-Brennkraftmaschinen in Kraftfahrzeugen, stellen sich konstruktiv vielfache Probleme, die u. a. mit den Forderungen nach einer guten Umströmung der zu kühlenden Bereiche, nach einer möglichst hohen statischen und dynamischen Steifigkeit des Zylinderblockes und dessen möglichst geringem Gewicht begründet sind. Da diese Forderungen zum Teil konträr sind, ist in der Regel ein Kompromiß anzustreben Zur Erzielung einer großen Verwindungssteifigkeit des Motorblockes ist es z. B. bekannt, die einander benachbarten Zylindermäntel zusammenzugießen, um somit eine durchgehende Zylinderreihe zu erhalten. Die Zylindermäntel wiederum sind durch geeignete Stützrippen mit den äußeren Zylinderblockwänden verbunden. Die Stützrippen sind dabei so anzuordnen, daß eine ausreichende, gleichmäßige Umströmung der Zylindermäntel mit Kühlmittel sichergestellt ist.
• Aufgabe der Erfindung ist es, den gattungsgemäßen Zylinderblock mit einfachen Mitteln und unter Beibehaltung einer gewichts~ und gießtechnisch günstigen Bauart verwindungssteifer auszubilden.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Die erfindungsgemäße Gestaltung trägt zu einer wesentlichen Versteifung des Zylinderblockes in allen Belastungsrichtungen bei, indem die beiderseits der Zylinderreihen und am Fuß der Kühlmittelräume liegenden, gießtechnisch am günstigsten geradlinig verlaufenden Längskanäle wie Längsträger mit einer relativ breiten Abstützbasis wirken. Zudem wird durch diese Längskanäle eine sehr gleichmäßige und intensive Umströmung sämtlicher Zylinder des Zylinderblockes sichergestellt.
• Bei mit Gewindepfeifen bzw. Gewindeabschnitten zum Anschrauben von Zylinderköpfen versehenen Zylinderblöcken wird durch die Merkmale des Patentanspruches 2 eine Einleitung der Schraubenkräfte im Bereich der Längskanäle erzielt; dadurch können Verspannungen und Verzüge im Bereich der Dichtungsflächen zwischen Zylinderkopf und Zylinderblock abgebaut und die Gesamtsteifigkeit der Brennkraftmaschine erhöht werden.
• Weitere zweckmäßige Merkmale zur Vermeidung von Verspannungen und Verformungen an der Zylinderkopf-Auflagefläche des Zylinderblockes sind den Merkmalen der Patentansprüche 3 und 4 entnehmbar, welche separat oder gemeinsam ausführbar sind. Insbesondere können dadurch von den Schraubenkräften herrührende Spannungen an den Zylindermän teln im Bereich ihrer Zylinderkopf-Auflagefläche (Stirnfläche) vermindert werden.
• Mit den Merkmalen des Patentanspruches 5 wird eine zentral liegende Zuführung des Kühlmittels zu den Längskanälen erreicht, welche eine gleichmäßige Zylinderkühlung sicherstellt.
• Aus einer Anordnung der Stützrippen gemäß Patentanspruch 6 resultiert eine ausgezeichnete, fachwerkartige Aussteifung des Zylinder blockes oberhalb der Längskanäle, welche es beispielsweise auch ermöglicht, ohne Steifigkeitseinbußen die zwischen den Stützrippen liegenden, parallel zu den Zylinderachsen verlaufenden Kühlkanäle nach oben ohne Querschnittsverminderung in die Zylinderkopf-Auflagefläche des Zylinderblockes münden zu lassen. Dadurch können ggf.
• auch Entsandungsöffnungen im Zylinderblock zum Entfernen der Gußkerne entfallen.
• Die beiden Längskanäle können ggf. entsprechend den Merkmalen des Patentanspruches 7 miteinander verbunden sein, so daß nur eine zen trale Kühlmittelzuführung zu dem einen Längskanal erforderlich ist.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden mit weite ren Einzelheiten näher erläutert. Die schematische Zeichnung zeigt in Fig. 1 einen Horizontalschnitt durch einen erfindungsgemäßen Zylinderblock entlang der Linie I-I der Fig. 2, Fig. 2 einen Längsschnitt des Zylinderblockes gemäß Linie II-II der Fig. 1, Fig. 3 einen Querschnitt durch den Zylinderblock gemäß Linie 111-111 der Fig. 1, Fig. 4 einen Querschnitt entlang der Linie IV-IV der Fig. 1 und Fig. 5 einen weiteren Querschnitt entlang der Linie V-V der Fig. 1.
• Ein Zylinderblock 10 einer Vierzylinder-HubkolbenRe ihenbrennkraftmaschine mit Flüssigkeitskühlung weist im wesentlichen vier Zylinder 1-4 auf, an die ein Kurbelgehäuseabschnitt 12 angeschlossen ist. Im Kurbelgehäuseabschnitt 12 sind Lagerstühle 14, 16, 18, 20, 22 ausgebildet, die zur Lagerung der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine dienen. Der Zylinderblock 10 ist im Gießverfahren hergestellt.
• Die Zylindermäntel der Zylinder 1-4 sind an ihren einander benachbarten Umfangsabschnitten zu gemeinsamen Stegen 24 zusammengegossen. Die Zylinder 1-4 sind von äußeren Zylinderblock-Längswänden 26, 28 und -Querwänden 30, 32 umschlossen. Die Wände 26-32 bilden nach unten in ihrer Verlängerung auch die entsprechenden Wände des Kurbelgehäuses 12.
• Zwischen den Wänden 26-32 des Zylinderblockes 10 und den Zylindermänteln 1-4 ist im Bereich von etwa zwei Dritteln der Zylinder he ein die Zylinder 1-4 umgebender Kühlmittelraum vorgesehen, der durch senkrecht und im wesentlichen parallel zu den Zylinder-Mittelachsen verlaufende Stützrippen 6 in in gleicher Richtung verlaufende Kühlkanäle 8 unterteilt ist.
• Zu beiden Seiten der Zylinderreihe ist an die Längswände 26, 28 je ein Längskanal 34, 36 angeformt, dessen seitliche Umfangswände 38, zumindest in Bereichen des Zylinderblockes 10, in denen die Längswände 26, 28 ohne Ausbuchtungen oder dergleichen ausgebildet sind (vgl. Fig. 3, linke Hälfte und Fign. 4 und 5), aus den Längswand-Ebenen herauskragen und deren Bodenabschnitte 42 in die benachbarten Umfangsabschnitte der Zylindermäntel 1-4 übergehen. Die Längskanäle 34, 36 verlaufen geradlinig, so daß das Eingießen der Längskanäle 34, 36 durch einfache Gußformzüge durchführbar ist. Die offenen Stirnseiten der Längskanäle sind durch eingestauchte Deckel flüssigkeitsdicht verschlossen, An die Längswände 26, 28 des Zylinderblockes 10 sind Gewindepfeifen 44 jeweils in diagonaler Anordnung um die Zylinder 1-4 angeformt (vgl. Fign. 1, 4 und 5), die sich bis nahe an die Längskanäle 34, 36 heran erstrecken. Deren jeweilige Gewindeabschnitte 46 für die Verankerung nicht dargestellter Zylinderkopfschrauben zur Befestigung eines Zylinderkopfes sind dabei nahe den Längskanälen 34, 36 eingearbeitet, während deren oberer Abschnitt 48 für einen freien Durchgang der Zylinderkopfschrauben freigebohrt ist.
• Die im Bereich der Gewindepfeifen 44 von den Zylindermänteln zu den Zylinderblockwänden 26, 28 verlaufenden Stützrippen 6 sind an den Gewindepfeifen 44 vorbeigeführt, so daß von den Gewindepfei fen 44 ausgehende Schraubenkräfte bzw. Spannungen nicht unmittelbar auf die Stützrippen und die Zylindermäntel 1-4 wirken.
• Die Stützrippen 6 erstrecken sich beginnend von der Zylinderkopf-Auflagefläche 50 bis mindestens zu den Längskanälen 34, 36 (vgl.
• z. B. Fig. 3, rechte Hälfte). An ihren Stirnseiten (= Zylinderkopf-Auflagefläche 50) sind halbkreisförmige Ausnehmungen 7 (Fig. 3) vorgesehen, die Verzüge und Spannungen an der Zylinderkopf-Auflagefläche 50 zwischen den Zylinderblockwänden 26, 28 und den Zylindermänteln 1-4 kompensieren.
• Wie aus der Zeichnung Fig. 1 ersichtlich ist, sind je mittlerem Zylinder 2, 3 sechs Stützrippen 6 und zwei Stege 24 und je äußerem Zylinder 1, 4 neun Stützrippen 6 und ein Steg 24 ausgebildet. Die Stützrippen 6 sind dabei relativ symmetrisch mit 450 Umfangsabstand zueinander an die Zylindermäntel 1-4 angegossen. Die in der Zylin der-Längsmittelebene liegenden, an die Querwände 30, 32 anschließenden Stützrippen 6a sind von der Zylinderkopf-Auflagefläche 50 um etwa zwei Drittel ihrer Höhe zurückgesetzt, so daß sich Durchbrüche 52 bilden, die die beiden benachbarten, mit den Längskanälen 34, 36 korrespondierenden Kühlkanäle 8 miteinander verbinden.
• Der Längskanal 36 korrespondiert mit einem Kühlmittel-Zulaufkanal 54, welcher im wesentlichen in der Quermittelebene des Zylinderblockes 10 (etwa zwischen den Zylindern 2 und 3) liegt. Es versteht sich, daß ggf. auch am Längskanal 34 ein Zulaufkanal vorgesehen sein kann.
• - Leerseite -

Claims (7)

1. Patentansprüche S Zylinderblock für eine mehrzylindrige Reihen-Hubkolbenmaschine insbesondere für eine Brennkraftmaschine in einem Kraftfahrzeug, mit Flüssigkeitskühlung, wobei zwischen äußeren Zylinderblockwänden (Längs- und Querwände) und den mit dem Zylinderblock einstückigen, zusammengegossenen Zylindermänteln jeweils mehrere Stützrippen oder -noppen vorgesehen und dazwischen Kühikanäle gebildet sind, welche in Längsrichtung miteinander kommunizieren, sowie ggf. mit um die Zylinder verteilten Gewindepfeifen für die Aufnahmen von Zylinderkopfschrauben, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß zu beiden Seiten der Zylinderreihe je ein Längskanal (34, 36) ausgebildet ist, deren seitliche Umfangsabschnitte (38) aus der korrespondierenden Zylinderblock-Längswand teilweise herausragen und deren Bodenabachnitte (42) in die Zylindermäntel (1-4) übergehen.
2. 2. Zylinderblock nach Anspruch 1, d a d u r c h gek e n n -z e i c h n e t , daß die Gewindepfeifen (44) bzw. deren Ge windeabschnitte (46) bis nahe an die Längskanäle (34, 36) heranreichen, während der obere Abschnitt (48) der Gewindepfeifen (44) freigebohrt ist.
3. 3. Zylinderblock nach den Ansprüchen 1 und 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß im Bereich der Gewindepfei fen (44) von den Zylindermänteln (1-4) zu den Zylinderblockwän den (26-32) verlaufende Stützrippen (6) an den Gewindepfeifen (44) vorbeigeführt sind.
4. 4. Zylinderblock nach den Ansprüchen 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e ich ne t , daß die Stützrippen (6) an ihrer Zylinderkopf-Auflagefläche (50) mit je einer Ausnehmung (7) versehen sind.
5. 5. Zylinderblock nach Anspruch 1, d a d u r c h gek e n n -z e i c h n e t , daß an den einen Längskanal (36) ein Kühlmittel-Zulaufkanal (54) anschließt, der im wesentlichen in der Quermittelebene (zwischen den Zylindern 2 und 3) des Zylinderblockes (10) liegt.
6. 6. Zylinderblock nach Anspruch 1, d a d u r c h gek e n n -z e i c h n e t , daß je mittlerem Zylindermantel (2, 3) sechs und je äußerem Zylindermantel (1, 4) neun Stützrippen (6) zu den Zylinderblockwänden (26-32) ausgebildet sind, welche sich überwiegend von der Zylinderkopf-Auflagefläche (50) bis zu den Längskanälen (34, 36) erstrecken.
7. 7. Zylinderblock nach den Ansprüchen 1 und 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß zwischen dem jeweils äußeren Zylinder (1, 4) des Zylinderblockes (10) und der korrespondierenden Zylinderblock-Querwand (30, 32) Durchbrüche (52) gebildet sind, die die beiden Längskanäle (34, 36) miteinander verbinden.