DE3844012A1 - Kurbelgehaeuse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Maschinen, insbesondere Brennkraftmaschinen, mit Kurbelgehäusen, welche bewegliche Teile einschließen, die mittels Schmieröl geschmiert und gekühlt werden. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Kurbelgehäuse einer Maschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Es ist bekannt, daß in einer Maschine bewegliche, eine Schmierung erfordernde Teile, wie miteinander kämmende Zahnräder, so ausgebildet und angeordnet werden, daß sie mittels zwangsumgewälzten Schmieröls geschmiert und gekühlt werden können. Dabei führt dieses Schmieröl Wärme von den Schmierung erfordernden Teilen ab, wodurch die Schmieröltemperatur ansteigt.

Wenn die Temperatur des Schmieröles übermäßig ansteigt, nimmt die Viskosität des Öles ab, und die Fähigkeit des Schmieröles, einen Schmierfilm zu bilden, sinkt ab, wodurch schwierig wird, eine gute Schmierung sicherzustellen. Auch verschlechtert sich das Öl.

Es wurden eine Anzahl von Maßnahmen vorgeschlagen, um diese Schwierigkeit zu überwinden. Zum Beispiel offenbart JP-GM-OS 46 940/1979 eine Konstruktion, bei welcher Luftleitplatten an der Außenseite des Kurbelgehäuses vorgesehen sind, welche mindestens einen Teil der vom Kühlgebläse geförderten Kühlluft zu einem Abwärtsströmen längs der Außenwand des Kurbelgehäuses veranlaßt und somit eine Kühlung des Schmieröls in dem Kurbelgehäuse über die Kurbel­ gehäusewand verursachen.

Diese Konstruktion erfordert jedoch die aufwendige Installierung der Luftleitplatten, was zu einer Erhöhung der Arbeitskosten führt.

Im allgemeinen werden in einem Kurbelgehäuse mehrere Zahnradpaarungen wie Nockenwellenantriebszahnräder und Ausgleichswellenantriebszahnräder in kämmendem Zustand montiert. Solche Zahnradpaarungen erzeugen Zahngeräusche im Betrieb der Maschine. Hinsichtlich dieser Zahngeräusche wurden bisher keine wirksamen Gegenmaßnahmen vorgeschlagen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zur Behebung der oben genannten Schwierigkeiten im Stand der Technik ein Kurbelgehäuse für eine Maschine zu schaffen, bei welcher das Schmieröl im Kurbelgehäuse ohne Erhöhen der Herstellkosten gekühlt werden kann und die Zahngeräusche von im Kurbelgehäuse untergebrachten Zahnrädern wirksam an einem Nachaußen­ dringen aus dem Kurbelgehäuse heraus gehindert werden.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch den Patentanspruch gelöst. Mit einem Kurbelgehäuse nach der Erfindung läßt sich die Leistung des Schmier­ öls verbessern und gleichzeitig ein nach außen dringendes Zahngeräusch von im Kurbelgehäuse mitein­ ander kämmenden Zahnrädern vermindern.

Die Erfindung ist im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an einem besonders vorteilhaften Aus­ führungsbeispiel mit weiteren Einzelheiten näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen vertikalen Querschnitt durch eine Maschine mit einem erfindungsgemäß ausge­ bildeten Kurbelgehäuse und

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1.

Gemäß den Zeichnungen hat die Maschine einen Aufbau 1 mit einem Kurbelgehäuse 2, das den unteren Teil des Maschinengehäuses bildet und eine Kurbelkammer 4 umgrenzt, wobei eine Ölwanne 4 a am Boden als Speicher für eine vorbestimmte Schmierölmenge dient.

In der Kurbelkammer 4 ist als Beispiel für eine drehende Welle eine Kurbelwelle 3 mittels Haupt­ lagern 2 a drehbar gelagert, welche vom Kurbelgehäuse 2 fest abgestützt werden. In der Kurbelkammer 4 sind mehrere Ausgleichswellen 5 sowie eine Nockenwelle 15 drehbar aufgenommen.

Koaxial auf der Kurbelwelle 3 sitzen Kurbelwellenräder 3 a, 3 b, welche mit einem Ausgleichswellenrad 5 a, das auf einer Ausgleichswelle 5 befestigt ist, bzw. mit einem Nockenwellenrad 15 b kämmen, das auf der Nockenwelle 15 befestigt ist. Die Kontaktberei­ che, in denen das Kurbelwellenrad 3 a und das Aus­ gleichswellenrad 5 a bzw. das andere Kurbelwellenrad 3 b und das Nockenwellenrad 15 b kämmen, bilden Kämmbe­ reiche 16. Im Betrieb der Maschine werden die Nocken­ welle 15 und die Ausgleichswelle 5 über die Kurbelwel­ lenräder 3 a bzw. 3 b angetrieben. Im laufenden Betrieb wird auch eine Ölpumpe (nicht gezeigt) zum Pumpen von Schmieröl aus der Ölwanne 4 a zu den bewegten, Schmierung erfordernden Teilen der Maschine betrieben.

Wie bei einer konventionellen Maschine ist ein Zylinderblock 8 einstückig mit dem Kurbelgehäuse 2 und nimmt einen Zylinder 8 a fest auf, in welchem ein Kolben 7 gleitbar eingepaßt ist. Der Kolben 7 ist mittels eines Kolbenbolzens und einer Pleuelstange 6 mit der Kurbelwelle 3 verbunden. Der Zylinder­ block 8 ist mit einem damit verbundenen Zylinder­ kopf 10 verschlossen, welcher darin gleitbar bewegliche Einlaß-/Auslaßventile 9 enthält. Im oberen Teil des Zylinderkopfes 10 ist eine Zylinderkopfkammer 10 a zur Aufnahme eines Ventilbetätigungsmechanismus 11 zum Öffnen und Schließen der Einlaß-/Auslaßventile 9 vorgesehen.

Der Ventilbetätigungsmechanismus 11 umfaßt im wesent­ lichen eine Kipphebelwelle 12, Kipphebel 13, die schwenkbar auf der Kipphebelwelle 12 gelagert sind, und Schubstangen 14. Die Kipphebel 13 werden von den oberen Enden der Schubstangen 14 zum Öffnen und Schließen der Einlaß-/Auslaßventile 9 geschwenkt. Die Schubstangen 14 sind gleitend in einer Stösselkam­ mer 14 a aufgenommen, welche gleichzeitig als Ölrück­ laufkanal dient. Die unteren Enden der Schubstangen 14 erstrecken sich nach unten in die Kurbelkammer 4 hinein und stehen in Gleitkontakt mit Nocken 15 a der von der Kurbelwelle 3 getriebenen Nockenwelle 15, so daß Drehung der Nockenwelle 15 eine axiale Hin- und Herbewegung der Schubstangen 14 zum Schwenken der Kipphebel 13 erzeugt.

Das Innere der Zylinderkopfkammer 10 a und die darin aufgenommenen Teile werden durch von einer Ölpumpe gefördertes Schmieröl zwangsgeschmiert. Das verbrauchte Schmieröl strömt aus der Zylinderkopfkammer 10 a über die Stösselkammer 14 a in die Kurbelkammer 4 zurück.

Ein Ende der Kurbelwelle 3 erstreckt sich aus dem Kurbelgehäuse 2 nach außen. Auf diesem Ende der Kurbelwelle 3 ist fest ein Schwungrad 18 mit auf seiner Außenseite angeordneten Kühlflügeln 17 montiert. Dieses Schwungrad 18 und seine Kühlflügel 17 sind von einem Gebläsegehäuse 19 mit einem teilweise zylindrischen Umfangsbereich 19 a umschlossen, der an einem Flansch 2 a am Umfang des Kurbelgehäuses 2 befestigt ist. In diesem Abschnitt ist das Kurbel­ gehäuse 2 doppelwandig mit einer Innenwand 2 c und einer Außenwand 2 d mit Flansch 2 b ausgebildet. Zwischen der Außenwand 2 d und der Innenwand 2 c sind Kühlluftkanäle 20 geformt. Auf seiner oberen Seite ist das Gebläsegehäuse 19 zum Zylinderblock 8 und zum Zylinderkopf 10 hin verlängert, so daß ein von den Kühlflügeln 17 erzeugter Kühlluftstrom zum Kurbelgehäuse 2, zum Zylinderblock 8 und zum Zylinderkopf 10 hin gerichtet wird.

Die stromaufwärtigen Enden 20 a der Kühlluftkanäle 20 kommunizieren mit dem Inneren des Gebläsegehäuses 19 an dessen Auslaßseite. Die stromabwärtigen Enden 20 b der Luftkanäle 20 öffnen sich rund um den äußeren Umfang des Kurbelgehäuses 2. Somit wird ein Teil des von den Kühlflügeln 17 erzeugten Kühlluftstromes zu einer Strömung durch die Luftkanäle 20 abgezweigt, wobei dieser Teil Wärme vom Kurbelgehäuse 2 aufnimmt, so daß das Kurbelgehäuse 2 und die Ölwanne 4 a gekühlt werden.

Das Kurbelgehäuse nach der Erfindung wirkt im Betrieb der Maschine wie folgt.

Wenn die Maschine läuft, rotiert die Kurbelwelle 3 zum Drehantrieb der Ausgleichswellen 5 und der Nockenwelle 15 über die Kurbelwellenräder 3 a und 3 b. Entsprechend werden die Nocken 15 a, die Schubstan­ gen 14, die auf den Kipphebelwellen 12 schwenkbaren Kipphebel 13 und die Einlaß-/Auslaßventile in bekannter Weise betätigt. Gleichzeitig werden mit dem Drehen der Nockenwelle 15 eine Ölpumpe (nicht gezeigt) die Ausgleichswellenräder 5 a und andere Teile betätigt, um zu veranlassen, daß Schmieröl aus der Ölwanne 4 a durch Spritzen verteilt und so zu den Schmierung erfordernden Teilen gespeist wird. Das Schmieröl strömt danach durch die Stösselkammer 14 a, welche Teil einer Ölrückführung bildet, und längs der Innenwand des Kurbelgehäuses 2 sowie andere Teile in die Ölwanne 4 a zurück.

Bei fortgesetztem Betrieb der Maschine nimmt das zirkulierende Schmieröl durch Reibung und aufgrund anderer Ursachen erzeugte Wärme von den eine Schmierung erfordernden Teilen auf, wodurch die Temperatur des Schmieröls nach und nach ansteigt. Gleichzeitig wird die so im Schmieröl aufgenommene Wärme auf das Kurbelgehäuse 2 übertragen, dessen Temperatur ebenfalls ansteigt.

Da jedoch um die äußeren Teile des Kurbelgehäuses 2 Lufträume 20 gebildet sind, welche die wirksame Außenfläche des Kurbelgehäuses 2 und damit die Kühloberfläche vergrößern, wird ein Temperaturan­ stieg des Kurbelgehäuses 2 wirksam unterdrückt.

Ein Teil des von den Kühlflügeln 17 des Schwung­ rades 18 erzeugten Kühlluftstromes wird durch den Umfangsabschnitt 19 a des Kurbelgehäuses 19 in die Lufträume 20 abgezweigt und strömt somit längs der Außenwand des Kurbelgehäuses 2. Im Ergebnis wird das Kurbelgehäuse 2 durch diesen Kühlluftstrom weiter gekühlt, so daß über das ge­ kühlte Kurbelgehäuse 2 das darin zirkulierende Schmieröl gekühlt wird.

Der durch die stromabwärtigen Enden 20 b der Kühl­ luftkanäle 20 ausströmende Kühlluftstrom umströmt das Kurbelgehäuse 2 und strömt weiter entlang der Außenwand des Kurbelgehäuses 2, wodurch dieses weiter gekühlt wird.

Im Betrieb der Maschine möchten Maschinengeräusche, wie Zahngeräusche, welche durch die Bewegungen der bewegten Teile, wie der Kurbelwellenräder 3 a und 3 b und der Ausgleichswellenräder emittiert werden, natürlich über das Kurbelgehäuse 2 nach außen dringen. Da jedoch das Kurbelgehäuse gemäß der Erfindung von einer Außenwand 2 d und den Luft­ kanälen 20 umgeben ist, wirken diese Luftkanäle bzw. -räume als Geräuschisolierung, welche wirkungsvoll das Nachaußendringen dieser Geräusche unterdrückt.

Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene Aus­ führungsbeispiel beschränkt. Während z.B. die Kühlluftkanäle 20 als das Kurbelgehäuse umgebend beschrieben sind, können sie auch in und/oder um die Hauptlagerdeckel vorgesehen werden.

Während ferner die Erfindung anhand eines Beispieles einer Maschine mit Ventilsteuerung vom Typ OHV in horizontaler Bauart beschrieben ist, ist die Erfindung auch hierauf nicht beschränkt, sondern könnte mit gleichem Erfolg bei Maschinen anderer Bauarten, z.B. bei vertikal angeordneten Maschinen oder bei Maschinen mit OHC- Ventilsteuerung angewendet werden.

Wie oben beschrieben sieht die Erfindung ein Kurbel­ gehäuse einer Maschine vor, welches Teile eines Schmieröl-Kühlsystemes enthält, wodurch nicht nur das durch das Kurbelgehäuse zirkulierende Schmieröl gekühlt sondern auch das Nachaußendringen von Getriebe­ geräuschen und anderen Maschinengeräuschen verhindert wird.

Ferner wird aufgrund der einstückigen Ausführung des Kurbelgehäuses mit Kühlluftkanälen die mechanische Festigkeit des Kühlgehäuses als zusätzlicher Vorteil erhöht.

Claims (1)

1. Ein Kurbelgehäuse einer Maschine, insbesondere einer Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung, mit erzwungener Luftkühlung, wobei ein Kühlgebläse (17) fest auf einem Ende einer Kurbelwelle in einem Gebläsegehäuse (19) angeordnet ist, wobei mehrere miteinander kämmende Zahnräder (3 a, 3 b, 5 a, 15 b) vorgesehen sind und wobei das Kurbelgehäuse (2) den Unterteil des äußeren Aufbaus der Maschine bildet und die Zahnräder einschließt, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Kurbelgehäuse (2) eine doppelwandige Konstruktion mit zwischen den beiden Wänden (20 c, 20 d) geformten Kühlluftkanälen (20) in dem die Zahnräder umschließenden Teil bildet, daß die Kühlluftkanäle (20) mit ihren stromaufwärtigen Enden (20 a) mit einem Auslaß des Gebläsegehäuses (19) kommunizieren und mit ihren stromabwärtigen Enden (20 b) so ausgerichtet sind, daß sie Kühlluft gegen die und längs der Außenwand des Kurbelgehäuses (2) richten.