DE3730925A1 - Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Brennkraftmaschine mit einem Kurbelwellenlager, bestehend aus einem Lager­ stuhl und einem gegen Anlageflächen des Lagerstuhls ge­ schraubten Lagerdeckel. Solche Brennkraftmaschinen sind in heutigen Kraftfahrzeugen vorgesehen und allgemein bekannt.

Bei den bekannten Brennkraftmaschinen wird der Lager­ deckel mittels zumindest zweier Schrauben gegen die An­ lageflächen gehalten, wobei die Schrauben, bezogen auf die Längsachse der Kurbelwelle, an beiden Kurbelwellen­ seiten vorgesehen sind. Als Beispiel für den Stand der Technik sei auf die US-PS 34 64 746 verwiesen, die eine Brennkraftmaschine mit v-förmiger Anordnung der Zylinder zeigt.

Die Anordnung von zumindest zwei Schrauben pro Lager­ deckel erfordert einen erheblichen Kostenaufwand. Abge­ sehen davon, daß pro Lagerdeckel zwei Durchgangsbohrun­ gen im Lagerdeckel, zwei entsprechende Gewindebohrungen im Lagerstuhl und jeweils zwei Schrauben vorgesehen werden müssen, bedingt die vorbekannte Ausbildung eines Kurbelwellenlagers den Montageaufwand für das Montieren von jeweils zwei Schrauben. Kostenmäßig ungünstig wirkt es sich weiterhin aus, daß die bei Abwärtsbewegung des Kolbens auftretenden, hohen Vertikalkräfte voll vom Lagerdeckel übernommen werden müssen, so daß dieser und seine beiden Schrauben sehr stabil ausgeführt sein müssen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Brenn­ kraftmaschine der eingangs genannten Art derart zu ge­ stalten, daß ihre Kurbelwellenlager möglichst einfach aufgebaut und deshalb möglichst kostengünstig herstell­ bar sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß schräg zur Zylinderachse am Lagerstuhl eine Stützfläche vorgesehen ist, gegen die der Lagerdeckel mit einer ent­ sprechenden Führungsfläche anliegt und daß ausschließ­ lich an der der Führungsfläche und der Stützfläche gegen­ überliegenden Seite des Lagerdeckels eine Schraube zum Spannen des Lagerdeckels gegen die Anlageflächen vorge­ sehen ist.

Durch diese erfindungsgemäße Anordnung einer schräg ver­ laufenden Stützfläche stützt sich der Lagerdeckel beim Auftreten von in Richtung der Zylinderachse gerichteten Kräften an der Seite der Stützfläche auf dieser ab. Da­ durch reicht es aus, wenn nur auf der gegenüberliegenden Seite des Lagerdeckels eine Schraube zum Spannen des Lagerdeckels gegen die Anlageflächen vorgesehen ist. Dank der Erfindung reduziert sich die Anzahl der Schrau­ ben für das Kurbelwellenlager unabhängig von der Anzahl der Zylinder auf die Hälfte. Dadurch ergibt sich eine kleinere Lagerhaltung infolge weniger Teile, die Kurbel­ wellenlager werden leichter und lassen sich in kürzerer Zeit montieren. Hinzu kommt, daß infolge der nur noch einseitigen Anordnung der Schrauben der Lagerstuhl bes­ ser den gegebenen Verhältnissen im Kurbelwellengehäuse angepaßt werden kann.

Eine konstruktiv einfache Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß die Schraube durch eine Durchgangs­ bohrung des Lagerdeckels in ein Gewindeloch des Lager­ stuhls geführt ist.

Eine besonders günstige Kraftaufteilung ergibt sich, wenn gemäß einer anderen, vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung die Schraube parallel zur Zylinderachse verläuft, die Anlageflächen in einem Winkel α von etwa 45 Grad zur Schraube und damit auch zur Zylinderachse verlaufen und wenn die Stützfläche rechtwinklig zu den Anlageflächen ausgerichtet ist.

Eine weitere, vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß die Schraube in eine quer zur Zylin­ derachse im Lagerstuhl vorgesehene Gewindebohrung einge­ schraubt ist und mit ihrem Ende gegen den Lagerdeckel derart anliegt, daß dieser gleichzeitig gegen die Anlage­ flächen und die Stützfläche gepreßt wird. Durch diese Gestaltung läßt sich ein Kurbelwellenlager von außen verschrauben. Die Lagerkraft wird in den sehr steifen Verband des Kurbelgehäuses eingeleitet. Weiterhin ragen keine Bauteile über den Flansch des Lagerstuhls hinaus.

Eine günstige Kräfteverteilung ergibt sich bei der Aus­ führungsform mit einer gegen den Lagerdeckel drückenden Schraube, wenn der Lagerdeckel eine parallel zur Zylin­ derachse ausgerichtete Andrückfläche hat, gegen die die Schraube anliegt.

Der Kraftverlauf von der den Lagerdeckel gegen die An­ lageflächen und gleichzeitig gegen die Stützfläche drückenden Schraube läßt sich besonders genau festlegen, wenn die Schraube an ihrer Stirnfläche eine kegelförmige Spitze und die Andrückfläche eine entsprechende, trich­ terförmige Ausnehmung aufweist.

Der Lagerdeckel könnte im Querschnitt etwa die Form eines rechtwinkligen Dreiecks aufweisen. Zur weiteren Materialersparnis trägt es jedoch bei, wenn die Andrück­ fläche durch die Endfläche eines am Lagerdeckel vorge­ sehenen Nockens gebildet ist.

Die Andrückfläche und die Anlageflächen lassen sich be­ sonders einfach durch Fräsen erzeugen, wenn auf der der Stützfläche gegenüberliegenden Seite des Lagerdeckels eine Gegenfläche vorgesehen ist, welche parallel zur Stützfläche und ebenso wie diese von unten her gerad­ linig in das Kurbelwellengehäuse hinein verläuft. Bei einer solchen Ausführungsform kann ein Stirnfräser von unten her geradlinig in das Kurbelwellengehäuse hinein­ gefahren werden, um die notwendigen Flächen zu fräsen.

Der Lagerdeckel kann in einer schwalbenschwanzartigen Führung gehalten sein, so daß er sicher zentriert ist und auch hohen Seitenkräften standzuhalten vermag, wenn gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung die Schraube durch einen Spannkeil geführt ist, der einer­ seits gegen eine in das Kurbelgehäuse hineinführende, parallel zur Längsachse der Schraube verlaufende Fläche, andererseits mit einer schräg dazu verlaufenden Spann­ fläche gegen eine entsprechende Fläche des Lagerdeckels anliegt. Dieser Spannkeil ermöglicht es, trotz der schwalbenschwanzartigen Führung den Lagerdeckel von unten her in den Lagerstuhl einzusetzen.

Die Schraube kann von der Funktion her zugleich den Spannkeil bilden, so daß ein Bauteil eingespart wird, wenn sie mit einem Kegelabschnitt gegen eine Fläche des Kurbelgehäuses und gleichzeitig gegen eine Spannfläche des Lagerdeckels anliegt.

Der Lagerstuhl ist besonders einfach zu bearbeiten, wenn die Längsachse der Schraube parallel zur Achse des Lagerstuhls verläuft.

Eine nebengeordnete Lösung der eingangs genannten Auf­ gabe, bei der ebenfalls für einen Lagerdeckel nur noch eine Schraube erforderlich ist, besteht darin, daß der Lagerdeckel an seiner den Anlageflächen des Lagerstuhls gegenüberliegenden Seite eine Andrückfläche hat, gegen die ein mittels einer Spannschraube gegen die Andrück­ fläche zu spannender Spannkeil anliegt.

Besonders einfach ist eine solche Ausführungsform ausge­ bildet, wenn die Spannschraube den Spannkeil durchdringt und an beiden Seiten des Lagerdeckels in einer Paßboh­ rung des Kurbelgehäuses gehalten ist und im dazwischen­ liegenden Bereich ein Außengewinde hat, mit dem sie in ein entsprechendes Innengewinde des Spannkeils ge­ schraubt ist.

Auch bei dieser Ausführungsform kann das Kurbelgehäuse einfach gestaltet sein, indem die Paßbohrungen für die Spannschraube jeweils in Stegen des Kurbelgehäuses vorgesehen sind, welche paarweise von beiden Seiten her einander gegenüberliegend angeordnet sind.

Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips sind sechs davon in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Die Zeichnung zeigt in

Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch einen Zylin­ derblock einer erfindungsgemäßen Brennkraft­ maschine mit Kurbelwellengehäuse und Kurbel­ wellenlager,

Fig. 2 eine Ansicht eines Lagerdeckels des Kurbel­ wellenlagers,

Fig. 3 eine Seitenansicht des Lagerdeckels nach Fig. 2,

Fig. 4 einen der Fig. 1 entsprechenden Schnitt durch eine zweite Ausführungsform einer er­ findungsgemäßen Brennkraftmaschine,

Fig. 5 einen der Fig. 1 entsprechenden Schnitt durch eine dritte Ausführungsform der erfin­ dungsgemäßen Brennkraftmaschine,

Fig. 6 einen der Fig. 1 entsprechenden Schnitt durch eine vierte Ausführungsform der erfin­ dungsgemäßen Brennkraftmaschine,

Fig. 7 einen der Fig. 1 entsprechenden Schnitt durch eine fünfte Ausführungsform der erfin­ dungsgemäßen Brennkraftmaschine,

Fig. 8 einen der Fig. 1 entsprechenden Schnitt durch eine sechste Ausführungsform der erfin­ dungsgemäßen Brennkraftmaschine,

Fig. 9 eine Ansicht von unten auf die Anordnung gemäß Fig. 8,

Fig. 10 einen Längsschnitt durch einen Spannkeil der Anordnung nach den Fig. 8 und 9,

Fig. 11 eine Seitenansicht einer Spannschraube der Anordnung nach den Fig. 8 und 9.

Die Fig. 1 zeigt einen Zylinderblock 1 mit einem Kurbel­ gehäuse 2, in dem eine Kurbelwelle 3 gelagert ist. Hier­ zu ist im Kurbelgehäuse 2 ein Lagerstuhl 4 mit zwei schräg verlaufenden Anlageflächen 5, 6 vorgesehen, gegen die ein Lagerdeckel 7 mit nur einer einzigen Schraube 8 gespannt ist. Diese Schraube 8 ist durch eine Durchgangs­ bohrung 9 des Lagerdeckels 7 hindurch in eine Gewindeboh­ rung 10 des Lagerstuhls 4 geschraubt. An der der Schrau­ be 8 gegenüberliegenden Seite ist am Lagerstuhl 4 recht­ winklig zur Ebene der Anlageflächen 5, 6 eine Stützflä­ che 11 vorgesehen, gegen die der Lagerdeckel 7 mit einer entsprechenden Führungsfläche 12 anliegt.

In der Fig. 1 ist mit 13 die Zylinderachse bezeichnet. Zu dieser Zylinderachse 13 verläuft die Stützfläche 12 in einem Winkel α von 45 Grad. Hierzu rechtwinklig zur Zylinderachse 13 liegt die Ebene der Anlageflächen 5 und 6. Diese Gestaltung bewirkt, daß Vertikalkräfte, also in Richtung der Zylinderachse 13 wirkende Kräfte, teilweise über die Stützfläche 11 in den Lagerstuhl eingeleitet werden. Dadurch genügt für die Befestigung des Lagerdeckels 7 die eine Schraube 8 an der der Stütz­ fläche 11 gegenüberliegenden Seite.

Die Fig. 2 und 3 verdeutlichen die Gestaltung des Lagerdeckels 7. Zu erkennen ist, daß dieser von der Seite gesehen in etwa rechteckig ist und die Durchgangs­ bohrung 9 durch eine der Katheten geführt ist.

Die Fig. 4 zeigt eine gegenüber Fig. 1 geänderte Aus­ führungsform einer Brennkraftmaschine. Bei dieser Ausfüh­ rungsform hat der Lagerdeckel 7 statt einer Durchgangs­ bohrung 9 eine Andrückfläche 14, die durch die Stirn­ fläche eines Nockens 15 gebildet ist, der rechtwinklig zur Zylinderachse 13 am Lagerdeckel 7 vorgesehen ist. In dieser Andrückfläche 14 ist eine kegelige Ausnehmung 16 vorgesehen, in die eine Spitze 17 einer Schraube 18 greift, welche in eine ebenfalls rechtwinklig zur Zylin­ derachse 13 ausgerichtete Gewindebohrung 19 des Kurbel­ gehäuses 2 geschraubt ist. Hierdurch vermag die Schraube 18 den Lagerdeckel 7 gegen die in Übereinstimmung mit der Ausführungsform gemäß Fig. 1 ausgebildete Stütz­ fläche 11 und gleichzeitig gegen die ebenfalls der Fig. 1 entsprechenden Anlageflächen 5, 6 zu drücken. Die Fig. 4 läßt weiterhin erkennen, daß der Lagerstuhl 4 auf der der Stützfläche 11 gegenüberliegenden Seite eine Gegenfläche 20 hat, die parallel zur Stützfläche 11 von unten her frei in das Kurbelgehäuse 2 geführt ist. Da­ durch kann man zur Erzeugung der Anlageflächen 5, 6 mit einem Stirnfräser von unten her frei in das Kurbelge­ häuse 2 hineinfahren.

Die Ausführungsform gemäß Fig. 5 unterscheidet sich von der nach Fig. 1 vor allem dadurch, daß die Schraube 8 statt durch den Lagerdeckel 7 durch einen Spannkeil 21 geführt ist, der gegen eine schräg in das Kurbelgehäuse 2 hineinführende, parallel zur Längsachse der Schraube 8 verlaufende Fläche 22 und gleichzeitig mit einer schräg dazu verlaufenden Spannfläche 23 gegen eine entsprechen­ de Fläche 24 des Lagerdeckels 7 anliegt. Durch Festzie­ hen der Schraube 8 wird der Lagerdeckel 7 gegen die Stützfläche 11 und gleichzeitig gegen die Anlageflächen 5, 6 gespannt. Solange der Spannkeil 21 nicht montiert ist, kann der Lagerdeckel 7 von unten her in den Lager­ stuhl 4 eingesetzt werden.

Gemäß Fig. 6 hat die Schraube 8 einen Kegelabschnitt 25, mit dem sie gleichzeitig gegen den Lagerdeckel 7 und die Fläche 22 des Lagergehäuses 2 anliegt. Dadurch ist bei dieser Ausführungsform der in Fig. 5 gezeigte Spann­ keil 21 nicht erforderlich. Die Schraube 8 bildet zu­ gleich den Spannkeil.

Die Ausführungsform gemäß Fig. 7 unterscheidet sich von der nach Fig. 6 vor allem dadurch, daß die Schraube 8 nicht parallel zur Zylinderachse 13, sondern parallel zur Achse 26 des Lagerstuhls 4 verläuft. Dadurch ist der Lagerstuhl leichter zu bearbeiten. Weiterhin handelt es sich bei der Schraube 8 um eine solche mit Innenmehr­ kant. Sie ragt deshalb nicht mit einem Kopf nach unten aus dem Kurbelwellengehäuse 2 hinaus.

Bei der Ausführungsform gemäß den Fig. 8 bis 11 liegt, was Fig. 8 zeigt, der Lagerdeckel 7 gegen Anlage­ flächen 5, 6 des Lagerstuhls 4 an, die genau rechtwink­ lig zur Zylinderachse 13 ausgerichtet sind. An seiner den Anlageflächen 5, 6 gegenüberliegenden Seite hat der Lagerdeckel 7 eine Andrückfläche 27, die schräg zu den Anlageflächen 5, 6 verläuft und gegen die ein Spannkeil 28 anliegt. Dieser Spannkeil 28 wird von einer ihn durch­ dringenden Spannschraube 29 gehalten und gegen die An­ drückfläche 27 gespannt, welche zu beiden Seiten des Lagerdeckels 7 in einer Paßbohrung 30, 31 des Kurbelge­ häuses 2 sitzt.

Die Fig. 9 zeigt, daß das Kurbelgehäuse 2 für jede Spannschraube 29 zwei aufeinandergerichtete Stege 32, 33 hat, in der fluchtend zueinander die in Fig. 8 darge­ stellten Paßbohrungen 30, 31 vorgesehen sind.

In Fig. 10 ist eine Durchgangsbohrung 34 des Spannkeils 28 positioniert, die im in der Zeichnung gesehen rechten Bereich ein Innengewinde 35 hat. Fig. 11 zeigt, daß die Spannschraube 29 ein entsprechendes Außengewinde 36 auf­ weist, mit dem sie in dieses Innengewinde 35 geschraubt wird. Dreht man am Kopf 37 der Spannschraube 29, so wird der Spannkeil 28 quer zur Zylinderachse 13 verschoben und spannt je nach Drehsinn den Lagerdeckel 7 mehr oder weniger gegen die Anlageflächen 5, 6.

Claims (14)

1. Brennkraftmaschine mit einem Kurbelwellenlager, beste­ end aus einem Lagerstuhl und einem gegen Anlageflächen des Lagerstuhls geschraubten Lagerdeckel, dadurch ge­ kennzeichnet, daß schräg zur Zylinderachse (13) am Lager­ stuhl (4) eine Stützfläche (11) vorgesehen ist, gegen die der Lagerdeckel (7) mit einer entsprechenden Füh­ rungsfläche (12) anliegt und daß ausschließlich an der der Führungsfläche (12) und der Stützfläche (11) gegen­ überliegenden Seite des Lagerdeckels (7) eine Schraube (8) zum Spannen des Lagerdeckels (7) gegen die Anlage­ flächen (5, 6) vorgesehen ist.

2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schraube (8) durch eine Durchgangs­ bohrung (9) des Lagerdeckels (7) in eine Gewindebohrung (10) des Lagerstuhls (4) geführt ist.

3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schraube (8) parallel zur Zylinder­ achse (13) verläuft, die Anlageflächen (5, 6) in einem Winkel α von vorzugsweise 45 Grad zur Schraube (8) und damit auch zur Zylinderachse (13) verlaufen und daß die Stützfläche (11) rechtwinklig zu den Anlage­ flächen (5, 6) ausgerichtet ist.

4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schraube in eine quer zur Zylinder­ achse (13) im Lagerstuhl (4) vorgesehene Gewindebohrung (19) eingeschraubt ist und mit ihrem Ende gegen den Lagerdeckel (7) derart anliegt, daß dieser gleichzeitig gegen die Anlageflächen (5, 6) und die Stützfläche (11) gepreßt wird.

5. Brennkraftmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Lagerdeckel (7) eine parallel zur Zylinderachse (13) ausgerichtete Andrückfläche (14) hat, gegen die die Schraube (18) anliegt.

6. Brennkraftmaschine nach den Ansprüchen 4 oder 5, da­ durch gekennzeichnet, daß die Schraube (18) an ihrer Stirnfläche eine kegelförmige Spitze (17) und die An­ drückfläche (14) eine entsprechende, trichterförmige Aus­ nehmung (16) aufweist.

7. Brennkraftmaschine nach einem oder mehreren der voran­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die An­ drückfläche (14) durch die Stirnfläche eines am Lager­ deckel (7) vorgesehenen Nockens (15) gebildet ist.

8. Brennkraftmaschine nach einem oder mehreren der voran­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf der der Stützfläche (11) gegenüberliegenden Seite des Lager­ deckels (7) eine Gegenfläche (20) vorgesehen ist, welche parallel zur Stützfläche (11) und ebenso wie diese von unten her geradlinig in das Kurbelwellengehäuse (2) hin­ ein verläuft.

9. Brennkraftmaschine nach einem oder mehreren der voran­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraube (8) durch einen Spannkeil (21) geführt ist, der einerseits gegen eine in das Kurbelgehäuse (2) hinein­ führende, parallel zur Längsachse der Schraube (8) ver­ laufende Fläche (22), andererseits mit einer schräg dazu verlaufenden Spannfläche (23) gegen eine entsprechende Fläche (24) des Lagerdeckels (7) anliegt.

10. Brennkraftmaschine nach einem oder mehreren der vor­ angehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraube (8) mit einem Kegelabschnitt (25) gegen eine Fläche (22) des Kurbelgehäuses (2) und gleichzeitig ge­ gen eine Spannfläche (23) des Lagerdeckels (7) anliegt.

11. Brennkraftmaschine nach einem oder mehreren der vor­ angehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsachse der Schraube (8) parallel zur Achse (26) des Lagerstuhls (4) verläuft.

12. Brennkraftmaschine mit einem Kurbelwellenlager, be­ stehend aus einem Lagerstuhl und einem gegen Anlageflä­ chen des Lagerstuhls geschraubten Lagerdeckel, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerdeckel (7) an seiner den Anlageflächen (5, 6) des Lagerstuhls (4) gegenüberliegen­ den Seite eine Andrückfläche (27) hat, gegen die ein mittels einer Spannschraube (29) gegen die Andrückfläche (27) zu spannender Spannkeil (28) anliegt.

13. Brennkraftmaschine nach Anspruch 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Spannschraube (29) den Spannkeil (28) durchdringt und an beiden Seiten des Lagerdeckels (7) in einer Paßbohrung (30, 31) des Kurbelgehäuses (2) gehal­ ten ist und im dazwischenliegenden Bereich ein Außenge­ winde (36) hat, mit dem sie in ein entsprechendes Innen­ gewinde (35) des Spannkeils (28) geschraubt ist.

14. Brennkraftmaschine nach den Ansprüchen 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Paßbohrungen (30, 31) für die Spannschraube (29) jeweils in Stegen (32, 33) des Kurbelgehäuses (2) vorgesehen sind, welche paarweise von beiden Seiten her einander gegenüberliegend angeord­ net sind.