DE3829854A1 - Maschinengehaeuse aus leichtmetall, insbesondere in druckguss, fuer fluessigkeitsgekuehlte brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Maschinengehäuse der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 beschriebenen Bauart.

Ein derartiges Maschinengehäuse ist aus der DE-OS 32 20 775 bekannt. Hierbei ist der Deckel bzw. ein Teil des Deckels als eine mit der gesonderten Zylinder­ laufbuchse einstückig verbundene Deckwand zum Verschluß des Kühlmittelraumes zwischen dem Zylindergehäuse und der Zylinderlaufbuchse gestaltet. Nach dem Einsetzen der Zylinderlaufbuchse in eine Öffnung des Kurbelgehäuse­ teiles unter Zwischenschaltung einer elastischen Dich­ tung wird die Deckwand mit dem Zylindergehäuse ver­ schweißt. Mach entsprechender Bearbeitung dient die Deckwand der Auflage eines Zylinderkopfes.

Die an die Zylinderlaufbuchse einstückig angeformte Deckwand bedingt in nachteiliger Weise eine aufwendige Fertigung. Als weiterer Nachteil ist die Steckverbindung der Zylinderlaufbuchse im Kurbelgehäuseteil zu nennen, die zur Steifigkeit des Maschinengehäuses nicht wesent­ lich beiträgt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Maschinengehäuse der gattungsgemäßen Bauart trotz einer relativ dünnwandigen, jedoch hochfesten Zylinderlauf­ buchse aus Leichtmetall eine hohe Steifigkeit durch einen festen Verbund aller Bauteile zu erzielen.

Diese Aufgabe wird′mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Durch die an beiden Enden vorgesehene, vorzugsweise durch Schweißen erzielte feste Verbindung der durch Faserverstärkung hochfest ausgebil­ deten Zylinderlaufbuchse mit dem Kurbelgehäuseteil und dem Deckel des Zylindergehäuses ist in vorteilhafter Weise ein sehr steifes Maschinengehäuse für eine Brenn­ kraftmaschine erzielt.

Bei einer aus Gewichtsgründen kurzbauenden Brennkraft­ maschine mit in Reihe angeordneten Zylindern von ge­ ringstmöglichem gegenseitigen Abstand unter Belassung eines Kühlmitteldurchganges zwischen den Zylinderbuchsen werden die diese aufnehmenden Öffnungen im Kurbelgehäu­ seteil in den einander zugewandten Bereichen von Quer­ wänden für Kurbelwellenlager überdeckt. Die Öffnungen sind somit für die Herstellung einer festen Verbindung durch Schweißen vom Kurbelgehäuseteil her nicht zugäng­ lich. Hier setzt die weitere Ausgestaltung der Erfindung in vorteilhafter Weise dadurch ein, daß die faserver­ stärkten Leichtmetall-Zylinderlaufbuchsen mit dem in Leichtmetall-Druckguß ausgeführten Kurbelgehäuseteil vom durch den gesonderten Deckel offenen Zylindergehäuse her verschweißbar sind. Zwischen dem Kurbelgehäuseteil und den Zylinderlaufbuchsen ist hiermit ein erster fester Verbund geschaffen.

Die Schweißverbindungen werden nach einem weiteren Vorschlag vorzugsweise mittels Laser- oder Elektronen­ strahlen hergestellt. Da bekanntlich die Schweißenergie über eine relativ lange Strahlstrecke dem Schweißgut zugeführt werden kann, lassen sich am Kurbelgehäuseteil relativ hohe Wände des Zylindergehäuses einstückig ausbilden, was weiter für die Steifigkeit des Maschinen­ gehäuses günstig ist. Um schließlich den jeweiligen Schweißstrahl nicht in unmittelbarer Nähe der Außenflä­ chen der Zylinderbuchsen führen zu müssen, sind diese nach einem anderen Vorschlag an beiden Enden jeweils mit einem Bund versehen. Um eine Beugung des Schweißstrahles am deckelseitigen Bund zu vermeiden, ist der kurbelge­ häuseseitige Bund demgegenüber im Durchmesser größer gewählt.

Schließlich wird der Deckel sowohl mit den Zylinderlauf­ buchsen als auch mit den Wänden des Zylindergehäuses jeweils vorzugsweise durch Schweißen fest verbunden und somit ein fester Verbund aller Bauteile erreicht. Zur Steigerung der Steifigkeit ist hierbei der Deckel ein jeweils in Quer- und Längsrichtung im Querschnitt U-förmig gestaltetes Druckgußteil mit in der Deckwand vorgesehenen Öffnungen für die Zylinderlaufbuchsen. Die Gestaltung des Deckels als im wesentlichen wannenförmi­ ges Druckgußteil steigert die Biege- und Torsionsfestig­ keit des Maschinengehäuses und ermöglicht beispielsweise die Anordnung von zur Schweiß-Stoßstelle parallelen, umlaufenden Rippen an den Wänden des Zylindergehäuses und des Deckels, die auch der Unterdrückung von Schwin­ gungen dienen.

Damit der erfindungsgemäß erzielte feste Verbund der vorgenannten Bauteile des Maschinengehäuses auch im Betrieb hohe mechanische Belastungen aufnehmen kann, wird schließlich nach einem weiteren Vorschlag der Faseranteil der Leichtmetall-Zylinderlaufbuchse so gewählt, daß diese im betriebswar en Zustand im wesent­ lichen eine den Zylindergehäuse-Wänden entsprechende Längenänderung aufweist.

Die Erfindung ist in einer Prinzip-Zeichnung darge­ stellt.

Ein im Querschnitt dargestelltes Maschinengehäuse 1 in Druckguß aus Leichtmetall für eine nicht naher darge­ gestellte, flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine umfaßt ein Kurbelgehäuseteil 2 und ein bei 3 geteilt ausgebil­ detes Zylindergehäuse 4 mit einem gesonderten Deckel 5. Das Kurbelgehäuse 2 weist im Bereich von einstückig angeformten Wänden 6 des Zylindergehäuses 4 zwischen diesen eine Öffnung 7 auf. Diese dient der Aufnahme einer faserverstärkt ausgebildeten Leichtmetall-Zylin­ derlaufbuchse 8.

Bei einem Maschinengehäuse 1 für eine mehrzylindrige Brennkraftmaschine mit in Reihe angeordneten Zylinder­ laufbuchsen 8 weist das Kurbelgehäuse 2 zwischen benach­ barten Zylinderlaufbuchsen 8 jeweils eine Querwand 9 auf mit einer Lagerstelle 10 für eine nicht gezeigte Kurbel­ welle. Sind die Zylinderlaufbuchsen 8 zur Erzielung einer kurzbauenden Brennkraftmaschine eng benachbart angeordnet, so bedingen die Öffnungen 7 in benachbarten Bereichen in der Querwand 9 eine Ausnehmung 11. Das Einsetzen der Zylinderlaufbuchsen 8 erfolgt daher über das durch den gesonderten Deckel 5 oben offene Zylinder­ gehäuse 4. Mittels eines Bundes 12 ist die Zylinderlauf­ buchse 8 in der Öffnung 7 des Kurbelgehäuseteiles 2 zentriert. Sie ist weiter mit dem Kurbelgehäuseteil 2 bzw. dem Maschinengehäuse 1 bei 13 durch Elektronen­ strahlschweißen fest verbunden, wobei der Elektronen­ strahl über das offene Zylindergehäuse 4 zugeführt wird.

Die Zylinderlaufbuchse 8 weist am anderen Ende einen Bund 14 auf, der mit einer Öffnung 15 in einer Deck­ wand 16 des gesonderten Deckels 5 korrespondiert. Der deckelseitige Bund 14 ist im Durchmesser kleiner gewählt als der kurbelgehäuseseitige Bund 12, um eine Ablenkung des Schweißstrahles beim Schweißen des Bundes 12 mit dem Kurbelgehäuseteil 2 zu vermeiden. Über den Bund 14 ist die Zylinderlaufbuchse 8 mit dem Deckel 5 ebenfalls durch Elektronenstrahlschweißen bei 17 fest verbunden.

Der Deckel 5 ist ein in Quer- und Längsrichtung jeweils im Querschnitt U-förmig gestaltetes Druckgußteil, dessen Wandabschnitte 6′ bei 3 mit den übrigen Wänden 6 des Zylindergehäuses 4 durch Elektronenstrahlschweißen fest verbunden sind. Das Zylindergehäuse 4 begrenzt mit dem Deckel 5 einen Kühlmittelraum 18.

Beim Maschinengehäuse 1 für eine mehrzylindrige Brenn­ kraftmaschine mit in Reihe angeordneten Zylinderlauf­ buchsen 8 sind diese vom Kühlmittel des Kühlmittelrau­ mes 18 allseitig umspült. Ferner ist der Faseranteil der Zylinderlaufbuchsen 8 so gewählt, daß diese im betriebs­ warmen Zustand im wesentlichen eine den Wänden 6,6′ des Zylindergehäuses 4 entsprechende Längenänderung aufwei­ sen. Weiter kann durch geeignete Wahl des Faseranteiles der Zylinderlaufbuchse 8 der Wärmedurchgang so bestimmt sein, daß unter Vermeidung einer klopfenden Verbrennung der Wärmeverlust durch Übergang an das Kühlmittel reduziert ist.

Claims (7)

1. Maschinengehäuse aus Leichtmetall, insbesondere in Druckguß, für flüssigkeitsgekühlte Brennkraftma­ schinen,

• - umfassend ein Kurbelgehäuseteil (2) und ein Zylin­ dergehäuse (4) mit einem Deckel (5), sowie
• - eine gesonderte Zylinderlaufbuchse (8) aus Leicht­ metall, dadurch gekennzeichnet,
• - daß die Leichtmetall-Zylinderlaufbuchse (8) faser­ verstärkt ausgebildet ist, und
• - sowohl mit dem Kurbelgehäuseteil (2) als auch mit dem Deckel (5) des Zylindergehäuses (4) jeweils fest verbunden ist.

2. Maschinengehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet,

• - daß der Deckel (5) vom Zylindergehäuse (4) geson­ dert ausgebildet und mit einer in der Deckwand (16) angeordneten Öffnung (15) für die Zylinderlaufbuch­ se (8) gestaltet ist,
• - wobei die Zylinderlaufbuchse (8) mit dem Deckel (5) und dieser mit dem übrigen Zylindergehäuse (4) jeweils fest verbunden ist.

3. Maschinengehäuse nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,

• - daß die Zylinderlaufbuchse (8) mindestens an einem Ende einen Bund (12, 14) aufweist,
• - wobei ein kurbelgehäuseseitiger Bund (12) ggf. im Durchmesser größer ist als ein deckelseitig vorge­ sehener Bund (14).

4. Maschinengehäuse nach den Ansprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die festen Verbindungen mittels Laser- oder Elektronenstrahlen bewirkte Schweißver­ bindungen sind.

5. Maschinengehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet,

• - daß der Faseranteil der Zylinderlaufbuchse (8) so gewählt ist,
• - daß diese im betriebswarmen Zustand im wesentlichen eine den Wänden (6, 6′) des Zylindergehäuses (4) entsprechende Längenänderung aufweist.

6. Maschinengehäuse nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (5) ein im Querschnitt U-förmig gestaltetes Druckgußteil ist.

7. Maschinengehäuse nach den Ansprüchen 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß über den Faseranteil der Zylinderlaufbuchse (8) der Wärmedurchgang bestimmt ist.