DE3542135C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Lagern einer Kurbel­ welle einer Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei einer nach der deutschen Auslegeschrift DE-AS 12 92 941 bekannten Vorrichtung dieser Art ist jedem Lagerdeckel ein gesondertes Brückenglied zugeordnet, das die gleiche Dicke wie der Lager­ deckel hat. Die Brückenglieder sind mit jeweils zwei die Lager­ deckel beidseitig der Kurbelwelle durchsetzenden Bolzen an die ihnen zugeordneten Lagerwände geschraubt und die Lagerdeckel sind überdies mit außerhalb der erstgenannten Bolzen verlau­ fenden Bolzen zusätzlich an die ihnen zugeordneten Lagerwände geschraubt.

Nach der DE-OS 28 39 885 ist eine ähnliche Vorrichtung bekannt, bei der die Lagerdeckel mit einer in Längsrichtung der Kurbel­ welle durchgehenden Brücke einstückig sind. Die Brücke ist mit sie beidseitig der Kurbelwelle durchsetzenden Bolzen an einen Block geschraubt, der die Kurbelwelle von oben umfaßt. Der Block ist mit außerhalb dem erstgenannten liegenden Bolzen an den Zylinderblock geschraubt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Lagern einer Kurbelwelle anzugeben, die bei hoher Festigkeit und raumsparender Bauweise in einen Schmierölkreislauf ein­ zubeziehen ist.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Einrichtung mit den im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Im folgenden wird im Zusammenhang mit den Fig. 1 bis 5 eine Ausführungsform der Vorrichtung für eine V6-Brennkraft­ maschine und eine Weiterbildung der Vorrichtung erläu­ tert. Es zeigt

Fig. 1 einen Querschnitt durch die Vorrichtung,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch die Vorrichtung nach Fig. 1 im wesentlichen entlang der Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 einen Längsschnitt durch die Vorrichtung nach Fig. 1 im wesentlichen entlang der Linie III-III in Fig. 1,

Fig. 4 einen der Fig. 1 ähnlichen Querschnitt einer Wei­ terbildung der Vorrichtung und

Fig. 5 einen vergrößerten Ausschnitt des in der Fig. 4 von einem Kreis umgebenen Bereichs.

Die Brennkraftmaschine nach den Fig. 1 bis 3 weist einen Zylinderblock B mit zwei V-förmig angeordneten Zylinder­ gehäusen 1 und ein Kurbelgehäuse 2 auf, das die unteren Bereiche des Zylindergehäuses 1 einstückig miteinander verbindet.

Die Zylindergehäuse 1 weisen geneigte Zylinderachsen L1- L1 und L2-L2 auf. In jedem Zylindergehäuse 1 befinden sich drei in Reihe angeordnete Zylinderbohrungen 3. In den Wänden der Zylindergehäuse 1 sind die Zylinderbohrungen 3 umgebende Wassermäntel 4 ausgebildet.

Das Kurbelgehäuse 2 weist ein Paar von einstückigen, sich nach unten entlang einer Kurbelwelle Sc erstecken­ den Randwänden 5 an einander gegenüberliegenden Seiten des Zylinderblocks B auf. Die Randwände 5 sind an ihren unteren Enden einstückig mit Befestigungsflanschen 6 ver­ sehen, an denen eine Ölwanne Po befestigt ist.

Die Kurbelwelle Sc ist in vier mit dem Zylinderblock B einstückigen Lagerwänden 7 gelagert, die sich seitlich zu den Randwänden 5 erstecken. In den jeweils unteren Mittelbereichen der Lagerwände 7 sind halbkreisförmige Lagerschalen 8 zum Lagern der Kurbelwelle Sc ausgebildet.

Das Kurbelgehäuse 2 weist in jeder Lagerwand 7 gemeinsam mit den Randwänden 5 eine Vertiefung 10 zur Aufnahme je eines Lagerdeckels 11 auf. Ein erstes Paar von Paßflächen 12 ist an den inneren, einander gegenüberliegenden Seiten des oberen Bereichs jeder Vertiefung 10 ausgebildet. Ein zweites Paar von Paßflächen 13 ist an den inneren, einander gegenüberliegenden Seiten des unteren Bereichs jeder Vertiefung 10 in Abstand von den ersten Paßflächen 12 ausgebildet. Die ersten Paßflächen 12 sind als Stufen mit horizontalen und vertikalen Flächen näher als die zweiten Paßflächen 13 an der Kurbelwelle Sc angeordnet.

Die Lagerdeckel 11 bestehen vorzugsweise aus einer Eisen­ legierung. Jeder Lagerdeckel 11 ist in die ihm zugeord­ nete Vertiefung 10 eingepaßt. Eine ebene obere Begrenzungs­ fläche jedes Lagerdeckels 11 liegt an einer unteren Be­ grenzungsfläche der ihm zugeordneten Lagerwand 7 an und ist mit einer halbkreisförmigen Lagerschale 9 ver­ sehen, die zu einer ihr zugeordneten Lagerschale 8 aus­ gerichtet ist. Ein erstes Paar von Paßflächen 14 an ein­ ander gegenüberliegenden Außenseiten des oberen Bereichs jedes Lagerdeckels 11 paßt genau zwischen die ersten Paßflächen 12 in der Vertiefung 10, wodurch erste Paß­ bereiche E1 gebildet werden.

Jeder Lagerdeckel 11 weist außerdem an einander gegenüber­ liegenden Außenseiten seines unteren Bereichs ein zweites Paar von Paßflächen 15 auf, die zwischen die zweiten Paßflächen 13 in der Vertiefung 10 passen, wodurch zweite Paßbereiche E2 gebildet werden.

Die ersten Paßbereiche E1 sind kleinflächiger als die zweiten Paßbereiche E2. Der Lagerdeckel 11 weist eine ebene untere Begrenzungsfläche auf, die innerhalb der Randwände 5 liegt.

Die ersten Paßflächen 14 liegen eng an den ersten Paß­ flächen 12 an. Die zweiten Paßflächen 15 liegen lose an den zweiten Paßflächen 13 an. Der teils lose, teils enge Paßsitz zwischen den Lagerdeckeln 11 und den Lagerwänden 7 vergrößert einerseits die Steifigkeit des Zylinderblocks B und ermöglicht andererseits eine leichte Montage der Lagerdeckel 11 an den Lagerwänden 7.

Jeder Lagerdeckel 11 ist an der ihm zugeordneten Lager­ wand 7 durch zwei Bolzen 16 befestigt, die sich durch seitlich gegenüberliegende Bereiche des Lagerdeckels 11 nach oben erstrecken und in die Lagerwand 7 geschraubt sind.

Eine aus einer leichten Legierung, beispielsweise aus einer Aluminiumlegierung, bestehende Brücke 17 erstreckt sich über die unteren Begerenzungsflächen der Lagerdeckel 11 und ist an diesen befestigt. Die Brücke 17 hat einen Hauptbereich 17a, der sich entlang der Kurbelwelle Sc erstreckt, und eine Mehrzahl von Beinteilen 17b, die ein­ stückig von dem Hauptbereich 17a nach oben in Richtung auf die Lagerdeckel 11 vorstehen. Die Beinteile 17b weisen ebene obere Begrenzungsflächen auf, die an die ebenen unteren Begrenzungsflächen der Lagerdeckel 11 angreifen. Die Lagerdeckel 11 und die Lagerwände 7 sind durch rohrför­ mige Stifte in bezug aufeinander positioniert, die in seitliche mittlere Bereiche der Lagerdeckel 11 und der Lagerwände 7 eingepaßt sind und Schmieröldurchgänge bilden.

Die Brücke 17 und jeder Lagerdeckel 11 sind an jeder Lagerwand 7 durch zwei längere Bolzen 19 befestigt, die sich durch die Brücke 17 und die Lagerdeckel 11 nach oben erstrecken und in die Lagerwände 7 geschraubt sind. Die kürzeren Bolzen 16 und die längeren Bolzen 19 bilden Hauptverbindungen Bm, durch die die Lagerdeckel 11 an den Lagerwänden 7 befestigt sind.

Je ein zusätzlicher Verbindungsbolzen 20 erstreckt sich nach innen durch jede Randwand 5 an gegenüberliegenden Seiten des Zylinderblocks B und die zweiten Paßbereiche E2 und ist in jeweils eine Begrenzungsfläche eines ihm zugeordneten Lagerdeckels 11 geschraubt.

Die Brücke 17 weist einen in Längsrichtung durch ihren Hauptbereich 17a verlaufenden Schmieröl-Hauptdurchgang 21 und eine Mehrzahl von Nebendurchgängen 22 auf, die sich durch ihre Beinteile 17b von dem Hauptdurchgang 21 aus nach oben erstrecken. Die Nebendurchgänge 22 stehen über rohrförmige Positionierstifte 18 mit Schmieröldurch­ gängen 23 in den Lagerdeckeln 11 in Verbindung, die in Lagerflächen jeder der Lagerschalen 9 münden.

Die Lagerschalen 8 und 9 in den Lagerwänden 7 und Lager­ deckeln 11 begrenzen eine Mehrzahl von Lagerlöchern 24, in denen Lagerbereiche der Kurbelwelle Sc durch Lager­ buchsen 25 gelagert sind.

Bei der Ausführungsform gemäß denFig. 4 und 5 sind die rohrförmigen Positionierstifte 18 der Fig. 1 bis 3 durch kompakte Positionierstifte 30 ersetzt, die in ein­ ander zugewandte Bohrungen 31 und 32 in den Lagerdeckeln 11 und der Brücke 17 eingepaßt sind. Außerdem befinden sich O-Dichtungsringe 33 in Nuten 34 der Brücke 17, die die Schmieröl-Nebendurchgänge 22 umschließen und öl­ dichte Verbindungen zwischen den Durchgängen 22 und den Durchgängen 23 in den Lagerdeckeln 11 und der Brücke 17 in bezug auf die unteren ebenen Begrenzungsflächen der Lagerdeckel 11 schaffen. Wenn die Brennkraftmaschine, die den Zylinderblock B aufweist, in Gang gesetzt wird, wird der auf die Kolben in den Zylinderbohrungen 2 wir­ kende Explosionsdruck entlang der geneigten Zylinder­ achsen L1-L1 und L2-L2 des linken und rechten Zylinder­ gehäuses 1 auf die Kurbelwelle Sc übertragen. Die Kurbel­ welle Sc ist daher Biegekräften unterworfen, die in vertikaler Richtung längs der Linie Y-Y in Fig. 1 und in horizontaler Richtung längs der Linie X-X in Fig. 1 wirken. Die Lager für die Kurbelwelle Sc sind jedoch gegen diese Biegekräfte sehr stabil, weil die Lagerdeckel 11 an den Lagerwänden 7 durch die Hauptverbindungen Bm und die zusätzlichen Verbindungsbolzen 20 befestigt und mitein­ ander über die Brücke 17 verbunden sind. Aus diesem Grunde können die Lager der Kurbelwelle Sc den Biegekräften selbst dann widerstehen, wenn diese Biegekräfte infolge einer vergrößerten Ausgangsleistung der Brennkraft­ maschine vergrößert werden. Weil die Lagerdeckel 11 in die Vertiefungen 10 der Lagerwände 7 durch die dichte Passung der ersten Paßbereiche E1 und die lose Passung der zweiten Paßbereiche E2 eingepaßt sind, können die Lagerwände 7 und die Lagerdeckel 11 mit großer Festig­ keit leicht zusammengeschraubt werden.

Obwohl die Vorrichtung im Zusammenhang mit einer V-för­ migen mehrzylindrischen Brennkraftmaschine beschrieben wurde, ist sie auch im Zusammenhang mit einer Brennkraft­ maschine anwendbar, bei der mehrere Zylinder in Reihe an­ geordnet sind.

Die Vorrichtung bewirkt verringerte Vibrationen der Kur­ belwelle Sc und verringert dementsprechend Geräusche beim Umlauf der Kurbelwelle Sc. Die Lagerdeckel 11 und der Zylin­ derblock B verstärken sich gegenseitig, so daß eine grö­ ßere Festigkeit erreicht wird, die es ermöglicht, die Ab­ messungen der Lagerdeckel 11, insbesondere ihre Tiefe, in vertikaler Richtung und die Höhe der Randwände 5 zu ver­ ringern. Dadurch wird auch das Gesamtgewicht verringert und dementsprechend der Kraftstoffverbrauch bezogen auf die Ausgangsleistung der Brennkraftmaschine vermindert.

Claims (5)

1. Vorrichtung zum Lagern einer Kurbelwelle (Sc) einer Brenn­ kraftmaschine zwischen einer Mehrzahl von Lagerwänden (7), die einstückig mit einem Kurbelgehäuse (2) eines Zylinder­ blocks (B) ausgebildet sind, und einer Mehrzahl von Lager­ deckeln (11), von denen jeweils einer an jeder Lagerwand (7) befestigt ist, bei der das Kurbelgehäuse (2) beidseitig der Kurbelwelle (Sc) je eine sich nach unten erstreckende, einstückig mit den Lagerwänden (7) ausgebildete Randwand (5) aufweist, bei der die Lagerwände (7) und die Randwände (5) Vertiefungen (10) begrenzen, in die die Lagerdeckel (11) eingepaßt sind und bei der jeder Lagerdeckel (11) mit einem auf ihn aufgesetzten Brückenglied an der ihm zu­ geordneten Lagerwand (7) mit Hauptverbindungsbolzen (19) angeschraubt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Brückenglieder durch eine einstückige, sich über alle Lagerdeckel (11) erstreckende Brücke (17) gebildet sind und diese Brücke (17) nur durch die Hauptverbindungs­ bolzen (19) an die Lagerwände (7) angeschraubt ist, daß die Brücke (17) einen in ihrer Längsrichtung ausgebildeten Schmieröl-Hauptdurchgang (21) und von diesem Hauptdurchgang (21) abgezweigte Nebendurchgänge (22) aufweist, die zu Schmieröldurchgängen (23) für die Kurbelwelle (Sc) in den Lagerwänden (7) führen, daß die durch die einstückige Brücke (17) verbundenen Lagerdeckel (11) mittels zusätzli­ cher Verbindungsbolzen (20) an den Randwänden (5) befestigt sind und daß die Lagerdeckel (11) beidseitig der Brücke (17) mit weiteren Bolzen (16) an die Lagerwände (7) ge­ schraubt sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß erste Paßflächen (12, 14) zwischen den Lagerdeckeln (11) und den Vertiefungen (10) nahe den Lagerwänden (7) vorgesehen sind und daß zweite Paßflächen (13, 15) zwi­ schen den Lagerdeckeln (11) und den Vertiefungen (10) entfernt von den Lagerwänden (7) vorgesehen sind, wobei die Paßbereiche (E1) der ersten Paßflächen (14, 12) kleiner sind als die Paßbereiche (E2) der zweiten Paß­ flächen (13, 15).

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerdeckel (11) aus einer Eisenlegierung bestehen und daß die Brücke (17) aus einer Leichtmetallegierung besteht.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß sich die Verbindungsbolzen (20) horizontal durch die zweiten Paßflächen (13, 15) erstrec­ ken.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Paßflächen (12, 14) horizontal und die zweiten Paßflächen (13, 15) vertikal verlaufen.