DE3743260C2 - Hubkolbenmaschine, insbesondere Brennkraftmaschine in Reihenbauart, die zumindest teilweise luftgekühlt ist - Google Patents

Hubkolbenmaschine, insbesondere Brennkraftmaschine in Reihenbauart, die zumindest teilweise luftgekühlt ist

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Hubkolbenmaschine gemäß Ober­ begriff des Anspruchs 1.
Es ist bekannt, daß luftgekühlte Hubkolbenmaschinen gegenüber wassergekühlten Hubkolbenmaschinen wegen des Nichtvorhan­ denseins von Wasserkühler, zugehörigem Ventilator und ggf. Kühl­ wasserausgleichsbehälter kompakter aufgebaut sein können. Eine derartige luftgekühlte Hubkolbenmaschine ist aus der DE-PS 880 823 bekannt. Trotzdem ist bei dieser Hubkolbenmaschine das auf der riemenseitigen Stirnseite angeordnete Kühlluftgebläse dominierend und bestimmt wesentliche Außenkonturen der Hubkolbenmaschine. Die Außenabmessungen einer Hubkolbenmaschine entscheiden aber in vielen Einbaufällen in beispielsweise Aggregate, Fahrzeuge oder Baumaschinen über die Verwendbarkeit einer Hubkolbenmaschine.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Hubkolbenmaschine so auszubilden, daß die Hubkolbenmaschine insgesamt kompakt baut.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei einer gattungsgemäßen Hubkolbenmaschine in das Gebläse eine Licht­ maschine eingesetzt ist, auf deren Achse der Laufschaufelträger auf­ gesetzt ist und die Lagerung der Lichtmaschine gleichzeitig die Lage­ rung des Gebläses bildet und daß das Gebläse innerhalb der Außen­ konturen der Hubkolbenmaschine angeordnet ist, wobei die Außen­ konturen bestimmt sind durch:
  • a) in der Länge: Schwungrad, Kühlluftleitvorrichtung und Riemen­ scheiben,
  • b) in der Höhe: Ölwanne und Kühlluftleitvorrichtung,
  • c) in der Breite auf der ersten Längsseite: Ansaugleitungen und darunterliegend Auslaßleitungen
  • d) in der Breite auf der zweiten Längsseite: Schmierölwärmetau­ scher, Gebläse und Ölfiltereinrichtung
    und daß die Auslegung der die Außenkontur bestimmenden Bauteile so vorgenommen ist, daß ein weitgehend geradliniger Abschluß der Hubkolbenmaschine gegeben ist.
Das Einsetzen der Lichtmaschine in das Gebläse ermöglicht bei­ spielsweise den platzsparenden Anbau von weiteren Zusatzaggrega­ ten an den sonst von der Lichtmaschine eingenommenen Platz. Damit sind die Außenabmessungen der Hubkolbenmaschine von den Teilen bestimmt, die unabdingbar an entsprechender Stelle der Maschine vorhanden sein müssen und prinzipbedingt die Grundabmessungen der Hubkolbenmaschine festlegen. Dabei ist die Auslegung der die Kontur bestimmenden Bauteile darüber hinaus so vorgenommen, daß ein weitgehend geradliniger Abschluß der Maschine gewährleistet ist.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprü­ chen angegeben.
In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Gebläse einen eingezogenen Gebläsegehäuseeinlauf aufweist und die Lauf­ schaufelvorderkanten des Gebläses im Bereich der engsten Quer­ schnittsfläche des eingezogenen Gebläsegehäuseeinlaufes angeord­ net sind. Durch diese Ausbildung wird trotz der Kompaktheit des Ge­ bläses ein günstiger Luftströmungsverlauf insbesondere im Einlaufbe­ reich des Gebläses erreicht (keine Ablösung der Kühlluftströmung). Weiterhin ist es durch den eingezogenen Gebläsegehäuseeinlauf möglich, einen Kühlluftzuführungskanal durch Aufschieben einfach an dem Gebläseeinlauf zu befestigen.
In Weiterbildung der Erfindung ist der radiale Abstand zwischen Lauf­ schaufeln und Gebläsegehäuseeinlauf durch axiales Verstellen des Laufschaufelträgers einstellbar. Durch diese Einstellbarkeit des Spaltmaßes zwischen Laufrad und Gebläsegehäuse kann der Wir­ kungsgrad des Gebläses verbessert werden, so daß das Gebläse insgesamt kleiner bemessen werden kann. Weiterhin ergibt sich durch das eng bemessene Spaltmaß, das zwischen 0,2 mm und 1 mm beträgt, eine Verringerung der von dem Gebläse verursachten Geräuschemission.
Zu einer Verbesserung des Wirkungsgrades und gleichzeitiger Ge­ räuschreduzierung trägt der halbdiagonale Einlauf in das Gebläse sowie die Ausbildung des einlaufseitigen Endes der Laufradnabe als Kreisringteilstück bei.
Auf der Druckseite des Gebläses ist ein Kühlluftteilstrom ableitbar, der zur von thermisch hochbelasteten oder thermisch gefährdeten Bauteilen bzw. Zusatzeinrichtungen genutzt wird. Dabei kann die Wir­ kungen des Kühlluftteilstromes durch am Laufschaufelträger innenlie­ gend befestigte Lüfterschaufeln verstärkt werden.
In der Zeichnungsbeschreibung wird ein in den Figuren dargestelltes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.
Es zeigen:
Fig. 1: eine Ansicht der Hubkolbenmaschine von der riemenschei­ benseitigen Stirnseite,
Fig. 2: eine Ansicht von der Gebläseseite und
Fig. 3: einen Schnitt durch das Gebläse mit integrierter Lichtma­ schine.
Die Hubkolbenmaschine gemäß Fig. 1 ist eine selbstzündende Brennkraftmaschine in Reihenbauart, die zumindest im Bereich des Zylinderkopfes bzw. der Zylinderköpfe 1 luftgekühlt ist. Weiterhin weist die Brennkraftmaschine eine Zylinderkopfhaube 3 auf, die von einer Kühlluftleitvorrichtung 4 umschlossen ist. An dem Zylinderkopf 1 sind einseitig Ansaugleitungen 5a und Auslaßleitungen 5b ange­ flanscht. Weiterhin weist die Brennkraftmaschine ein Kurbelgehäuse 6 auf, das von einer Ölwanne 7 verschlossen ist. In dem Kurbelge­ häuse 6 ist eine Kurbelwelle gelagert, die an der dargestellten Stirn­ seite der Brennkraftmaschine eine Riemenscheibe 8 trägt. Die Rie­ menscheibe 8 treibt über einen Riemen 9, der von einer Spannrolle 10 gespannt wird, ein Laufrad 11 eines Gebläses 12 an. In das Ge­ bläse 12 ist eine Lichtmaschine 13 integriert. In Längsrichtung der Brennkraftmaschine hinter dem Gebläse 12 ist ein Schmierölwärme­ tauscher 14 angeordnet. Weiterhin ist auf der Gebläseseite der Brennkraftmaschine in Höhe des Kurbelgehäuses 6 eine Ölfilterein­ richtung 15 angebracht. Wie aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich, werden die Außenkonturen der Brennkraftmaschine in der Höhe von der Öl­ wanne 7 und der Kühlluftleitvorrichtung 4 bestimmt, in der Breite durch die Ansaugleitungen 5a sowie die Auslaßleitungen 5b sowie auf der gegenüberliegenden Gebläseseite durch den Schmierölwär­ metauscher 14 sowie die Ölfiltereinrichtung 15. Das Gebläse 12 ist so ausgebildet und an der Brennkraftmaschine angeordnet, daß es über die zuvor definierten Außenkonturen der Brennkraftmaschine nicht hinausragt.
Aus der Seitenansicht nach Fig. 2 ist ersichtlich, daß das Gebläse 12 auch nicht über die Außenkonturen der Brennkraftmaschine in Längs­ richtung hinausragt, wobei diese Außenkonturen bestimmt sind durch die Riemenscheibe 8 bzw. die Spannrolle 10 sowie gegenüberliegend durch ein Schwungrad 16. Im übrigen sind in der Fig. 2 - soweit sichtbar - die schon in Fig. 1 erläuterten Bauteile der Brennkraftma­ schine mit den entsprechenden Bezugszeichen bezeichnet.
In das Gebläse 12 (Fig. 3) ist die Lichtmaschine 13 eingesetzt. Die Lichtmaschine 13 ist eine beispielsweise handelsübliche Drehstrom­ lichtmaschine. Dabei ist auf die Achse 17 eine Antriebsriemenscheibe 18 sowie ein als Kreisringteilstück ausgebildeter Laufschaufelträger 19 für die Laufschaufeln 20 des Laufrades 11 angeordnet. Der Laufschaufelträger 19 stützt sich über eine Scheibe 21 an einem Ab­ satz 22 der Achse 17 lichtmaschinenseitig ab. Befestigt auf der Achse 17 ist die Antriebsriemenscheibe 18, der Laufschaufelträger 19 sowie die Scheibe 21 von einer Mutter 23, die über einen Federring 24 an der Antriebsriemenscheibe 18 anliegt.
Das Gebläsegehäuse 25a, 25b ist zweiteilig ausgebildet und in einer Ebene zwischen den Laufschaufeln 20 und Leitschaufeln 26 trennbar. Der Gebläsegehäuseeinlauf 25a weist einen eingezogenen Einlauf auf und die Innenkontur des Einlaufs entspricht im wesentlichen der Außenkontur der Laufschaufeln 20. Das Spaltmaß zwischen den Laufschaufeln 20 und dem Gebläsegehäuseeinlauf 25a beträgt zwi­ schen 0,2 und 1 mm. Dieses Spaltmaß kann durch axiales Verstellen des Laufschaufelträgers 19 auf der Achse 17 eingestellt werden.
Dazu wird der Gebläsegehäuseeinlauf 25a von dem Gebläsegehäu­ seteil 25b abgenommen und nach Lösen der Mutter 23 die Antriebs­ riemenscheibe 18 sowie der Laufschaufelträger 19 mit den Lauf­ schaufeln 20 von der Achse 17 abgezogen. Durch Auswechseln der Scheibe 21 gegen eine dickere oder dünnere Scheibe wird der Lauf­ schaufelträger 19 zu der Achse 17 verstellt und somit bei Montage des Gebläsegehäuseeinlaufs 25a das Spaltmaß verstellt. Auf der Druckseite des Gebläses 12 wird ein Kühlluftteilstrom abgeleitet und auf die Anschlußseite der Lichtmaschine 13 beispielsweise zur Küh­ lung der Diodenplatte geführt. Dabei wird der abgezweigte Teilstrom weiterhin zwischen der Lichtmaschine 13 und den ihn umgebenden Leitschaufelträger 27 durchgeführt und kühlt die weiteren Teile der Lichtmaschine 13. Weiterhin ist es vorgesehen, einen auf der Druck­ seite des Gebläses 12 abgezweigten Teilstrom zur Kühlung bei­ spielsweise eines Zahn- oder Keilriemens abzuleiten. Dabei wird zu­ mindest der durch die bzw. an der Lichtmaschine 13 vorbeiströmende Kühlluftteilstrom von Lüfterschaufeln 28, die innenliegend an dem Laufschaufelträger 19 befestigt sind, zusätzlich gezielt angesaugt. Abgeleitet wird der an der Lichtmaschine 13 vorbeigeleitete Kühlluft­ teilstrom durch einen Spalt 29 zwischen Laufschaufelträger 19 und Leitschaufelträger 27. Dabei ist die Breite des Spaltes 29 so bemes­ sen, daß bei der maximal zulässigen Verstellung des Laufschaufel­ trägers 19 zur Vergrößerung des Spaltmaßes (dünnste Scheibe 21) der Spalt 29 noch ausreichend groß für eine Ableitung des Kühlluft­ teilstromes ist.

Claims (9)

1. Hubkolbenmaschine, insbesondere Brennkraftmaschine, in Rei­ henbauart, die zumindest teilweise luftgekühlt ist, wobei ein Gebläse (12) mit Laufschaufeln (20) und einem Laufschaufelträger (19) vorge­ sehen ist, das im Bereich der Zylinderreihe (2) auf der riemenschei­ benseitigen Stirnseite der Hubkolbenmaschine angeordnet ist, wobei die Hubkolbenmaschine auf der gegenüberliegenden abtriebsseitigen Stirnseite ein Schwungrad (16) aufweist, weiterhin auf den Längssei­ ten zumindest eine Ölfiltereinrichtung (15) und entlang der Zylinder­ reihe (2) Ansaugleitungen (5a), Auslaßleitungen (5b) und ein Schmierölwärmetauscher (14) angeordnet sind und weiterhin kurbel­ gehäuseseitig eine Ölwanne (7) sowie zylinderkopfseitig zumindest eine Kühlluftleitvorrichtung (4) vorhanden sind, dadurch gekennzeichnet, daß in das Gebläse (12) eine Lichtmaschine (13) eingesetzt ist, auf deren Achse (17) der Laufschaufelträger (19) aufgesetzt ist und die Lagerung der Lichtmaschine (13) gleichzeitig die Lagerung des Gebläses (12) bildet und daß das Gebläse (12) innerhalb der Außenkonturen der Hubkolbenmaschine angeordnet ist, wobei die Außenkonturen bestimmt sind durch:
  • a) in der Länge: Schwungrad (16), Kühlluftleitvorrichtung (4) und Riemenscheiben (8, 10, 18),
  • b) in der Höhe: Ölwanne (7) und Kühlluftleitvorrichtung (4),
  • c) in der Breite auf der ersten Längsseite: Ansaugleitungen (5a) und darunterliegend Auslaßleitungen (5b)
  • d) in der Breite auf der zweiten Längsseite: Schmierölwärmetau­ scher (14), Gebläse (12) und Ölfiltereinrichtung (15)
und daß die Auslegung der die Außenkontur bestimmenden Bauteile so vorgenommen ist, daß ein weitgehend geradliniger Abschluß der Hubkolbenmaschine gegeben ist.
2. Hubkolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gebläse (12) einen eingezogenen Gebläsegehäuseeinlauf (25a) aufweist und die Laufschaufelvor­ derkanten (20a) des Gebläses (12) im Bereich der engsten Quer­ schnittsfläche des eingezogenen Gebläsegehäuseeinlaufes (25a) angeordnet sind.
3. Hubkolbenmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der radiale Abstand zwischen Lauf­ schaufeln (20) und dem Innenumfang des Gebläsegehäuseeinlaufes (25a) durch axiales Verstellen des Laufschaufelträgers (19) einstell­ bar ist.
4. Hubkolbenmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der radiale Abstand zwischen 0,2 mm und 1 mm beträgt.
5. Hubkolbenmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß das Gebläse (12) einen halbdiagonalen Einlauf aufweist, wobei das einlaufseitige Ende des Laufschaufelträ­ gers (19) als Kreisringteilstück ausgebildet ist.
6. Hubkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Druckseite des Gebläses (12) zumindest ein Kühlluftteilstrom ableitbar ist.
7. Hubkolbenmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Laufschaufelträger (19) innenlie­ gende Lüfterschaufeln (28) aufweist.
8. Hubkolbenmaschine nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlluftteilstrom die Lichtmaschine (13) kühlt.
9. Hubkolbenmaschine nach Anspruch 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlluftteilstrom zur Kühlung eines Riementriebes in eine Riemenkapsel einleitbar ist.
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