DE3939230A1 - Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Brennkraftmaschine mit einem einteiligen Motorgestell nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei Kolbenmotoren ist es schwierig, den Kraftfluß zwi­ schen Zylinderkopf und Grundlager werkstoffgerecht im Motorgehäuse auszuführen. Dies gilt besonders dann, wenn das Motorgehäuse aus einem Werkstoff geringerer Festigkeit, zum Beispiel aus Grauguß oder Leichtmetall, hergestellt ist. In solchen Fällen wird häufig ver­ sucht, das im Kraftfluß zwischen Zylinderkopf und Grundlager liegende Material so unter Druckvorspannung zu bringen, daß die Amplituden aus der Zündung und der Massenkraft des Triebwerks im Druckbereich des Werk­ stoff aufgefangen werden. Bekannte Lösungen dazu sind Zuganker, die die Motorgehäuse untereinander verbinden. Bekannt ist auch eine Lösung, bei der die Zuganker sowohl die Grundlagerdeckel als auch das Motorgehäuse gemeinsam so durchdringen, daß die Grundlagerdeckel mit den Zugankern befestigt sind. Es ist weiterhin bekannt, die Zylinderkopfschrauben in ihrem gestellseitigen Ge­ winde so anzuordnen, daß ihr Kraftangriff erheblich unterhalb der oberen Krafteinleitung der vorerwähnten Zuganker liegt. Bekannt sind weiterhin, insbesondere bei Aluminiumgestellen, zylindrische Legbolzen inner­ halb der Gestellwände, bei denen - mittig und radial durchdringend - Gewinde für Zuganker angeordnet sind. Es sind auch Lösungen bekannt, wo Zuganker Gestell und Grundplatte durchdringen und bei der die Lagerdeckel auf die Grundplatte dadurch gedrückt werden, daß Ge­ winde im Schaftbereich dieser Zuganker angreifen. Bei diesen Lösungen ist es nachteilig, daß keine druck­ gebende Vorspannung vom Zylinderkopf bis hinab zu den Grundlagern bzw. der Grundplatte geschaffen wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Brennkraftmaschine zu schaffen, bei der die Zylinderköpfe in einfacher Weise abbaubar sind, und zwar ohne Beeinflussung des Grundlagerdeckels bzw. der Grundlagerdeckel ohne Be­ einflussung der Zylinderköpfe ausbaubar wird. Des weiteren soll erreicht werden, daß eine druckgebende Vorspannung vom Zylinderkopf bis hinab zu den Grundla­ gerdeckeln erzielt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Merkmale beinhalten die Unteransprüche.

Durch die Anordnung eines Legbolzens im Gestell zur Festlegung von zwei Zylinderkopfschrauben benachbarter Zylinderköpfe und der gleichzeitigen Befestigung eines Zugankers eines Grundlagerdeckels bzw. einer Grund­ platte, in der Weise, daß der Zuganker genau zwischen den beiden Zylinderkopfschrauben im Legbolzen befestigt wird, wird in einfacher Weise erreicht, daß die Schrauben für Grundlagerdeckel und Zylinderköpfe ge­ trennt und gänzlich voneinander unbeeinflußt anzuziehen sind. Der Kraftfluß läuft dann jeweils vom zylin­ drischen Legbolzen zu den Zylinderköpfen oder auch vom zylindrischen Legbolzen zum Lagerdeckel und bringt nur das dazwischen befindliche Material unter Druckspan­ nung.

Sind aber sowohl die Lagerdeckel als auch die Zylin­ derköpfe angezogen, so ist der zylindrische Legbolzen vorzugsweise im Kraftgleichgewicht aus den jeweils zwei Schrauben der Zylinderköpfe und der einen Schraube des Lagerdeckels. Dadurch wird die Umgebung des Motorge­ häuses um den zylindrischen Legbolzen herum von ört­ lichen Spannungen entlastet und dennoch das gesamte Motorgehäuse unter Druckvorspannung gebracht. Die in Längsrichtung auftretende leichte Unsymmetrie beim Zünden der einzelnen Zylinder wird dabei vom Motorge­ stell dadurch aufgebracht, daß es bezüglich Wandbiegung im Bereich der Durchdringung für das zylindrische Leg­ teil besonders biegesteif ausgeführt ist. Die Aufnah­ mebohrung für den zylindrischen Legbolzen liegt vor­ zugsweise knapp unter der Gestellebene, wo die Zylin­ derbuchsen im unteren Bereich letztmalig abgestützt sind. Die Legbolzen sind damit auch dem Ölnebel zu­ gänglich, so daß Reibspuren ausgeschlossen werden können.

Die Zylinderkopfschrauben verlaufen in Höhe des unteren Bereiches der Zylinderbuchsen vorzugsweise außerhalb der die Zylinderbuchsen umfassenden Gestellwand, so daß in diesem Bereich keinerlei Bohrungen eingebracht werden müssen. Im oberen Gestellbereich können die Schrauben entweder in Kanonen die Zylinderwand wie üblich durchdringen oder aber, es wird ein gemeinsamer länglicher Kern beim Gießen in das Motorgestell so eingebracht, daß ein Freiraum für jeweils zwei Zylin­ derkopfschrauben entsteht.

Bei geeigneter Gestaltung des Motorgestells kann es ermöglicht werden, daß der im Legbolzen mittig ange­ ordnete Zuganker des Grundlagerdeckels entweder nach oben zur oberen Gestellkante hin verlängert wird oder aber von dort oben mit einem Steckschlüssel erreicht wird, so daß der Zuganker von oben her geöffnet und geschlossen werden kann und auch über ein verlängertes Gewinde des Grundlagers leicht absenkbar ist.

Um im Betriebszustand stets eine definierte Lage des Legbolzens im Motorgestellt trotz der wechselseitig angreifenden Zylinderköpfe zu haben, kann in einer be­ sonderen Ausgestaltung die Kraft der beiden Zylinder­ kopfschrauben größer sein als die Kraft des Lager­ deckels.

Die vorerwähnten Bohrungen für die Zylinderkopfschrau­ ben oder aber auch die eingegossenen Ausnehmungen können unter anderem bei eingeschraubten Stiftschrauben für die Zylinderköpfe und einem eingelegten Rohr für die von oben her zugängliche Lagerschraube mit einem dauerplastischen Material ausgegossen werden, so daß einerseits keine Korrosion auftreten kann und anderer­ seits alles öldicht abgedichtet ist und letztlich auch eine Dämpfung gegen Schraubenschwingungen vorhanden ist.

In einer weiteren Ausgestaltung können Bohrungen im Zylinderblock durch Deckel verschlossen werden, die einen in der Bohrung des Zylinderkopfes gehaltenen Bund aufweisen, der mit einem Teller verbunden ist, welcher im Grundgestell eingelassen ist und die Bohrung für den Zuganker abdeckt. Die Deckel sind dabei so im Sinne einer Tellerfeder gestaltet, daß eventuelle Differenz­ deformationen zwischen Zylinderkopfschrauben und Motorgestell aufgefangen werden.

Die untere Bohrung für den Grundlagerdeckel kann hori­ zontal so von einer Schmierölbohrung angestochen werden, daß um den Ringspalt des Zuganker herum das Schmieröl hinabläuft zum Lagerdeckel und von dort mit einer geeigneten Bohrung in die Lagerschale eingebracht wird. Der Lagerdeckel-Zuganker kann dann vorzugsweise, zum Beispiel mit einem O-Ring, im oberen Teil gegenüber dem Motorgestell abdichten. Das Drucköl könnte aber auch verwendet werden, um mit einer kleinen Leckage­ menge den Legbolzen stets mit Öl zu benetzen. Das dort anfallende Öl würde dann drucklos wieder in das Trieb­ werk ablaufen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeich­ nungen dargestellt und werden im folgenden näher be­ schrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Brennkraftmaschine und zwei in einem Legbolzen gehaltene Zylinderkopfschrauben und einen Zuganker des Grundlagerdeckels und

Fig. 2 eine Ausführung eines Zugankers mit einem die Bohrung im Zylinderblock abschließenden Deckel.

Eine Brennkraftmaschine umfaßt ein das Motorgehäuse bildendes Grundgestell 1 sowie einem mit diesem über Zuganker 2 verbindbaren Grundlagerdeckel 3 bzw. eine Grundplatte, in welchem eine Kurbelwelle 4 lagert, die durch eine Mittellinie angedeutet ist. Gleichzeitig sind mit dem Gestell 1 über Zylinderkopfschrauben 5 und 6 die einzelnen Zylinderköpfe 7 und 8 befestigt.

Wie in der Zeichnung näher zu erkennen ist, werden zum Befestigen der Zylinderköpfe 7 und 8 auch weitere nicht gezeigte Zylinderköpfe sowie des Grundlagerdeckels 3 Schrauben 5 und 6 sowie ein Zuganker 2 verwendet, die in einem zylindrischen Legbolzen 9 in Gewinde 10, 11 und 13 einschraubbar sind. Dieser Legbolzen ist im Grundgestell 1 in einer Aufnahmebohrung gehalten und erstreckt sich vorzugsweise in Längsrichtung des Motors.

Die nebeneinander angeordneten Zylinderkopfschrauben 5 und 6 von jeweils benachbarten Zylinderköpfen 7 und 8 werden in den Gewinden des Legbolzens 9 von oben in Pfeilrichtung 12 eingeschraubt. Dagegen wird der Zug­ anker 2 von unten in Pfeilrichtung 14 in das Gewinde 13 des Legbolzens 9 eingeschraubt. Dieses Gewinde 13 liegt genau mittig zwischen den beiden Gewinden 10 und 11 der Schrauben 5 und 6. Alle Gewinde 10, 11 und 13 sind vorzugsweise in einer gemeinsamen senkrechten Längs­ ebene des Legbolzens angeordnet.

Vorzugsweise ist der Legbolzen 9 in einer unterhalb der letzten Abstützung der Zylinderbuchse am Gestell 1 an­ geordnet, wodurch dieser dem Ölnebel ausgesetzt ist.

Zum Lösen und Festziehen des Zugankers 2 von oben her, weist dieser an seinem aus dem Legbolzen 9 herausra­ genden freien Ende 15 eine Aufnahme 16 für einen Steckschlüssel oder dergleichen Werkzeug auf. Auch ist das durchgestreckte Ende mit einem Gewinde 17 versehen, damit das Grundlager in einfacher Weise abzusenken ist.

Die Bohrungen 22 und 23 im Zylinderkopfdeckel 7 und 8 können zum Beispiel durch einen Deckel 24 abgeschlossen werden, der wie eine Tellerfeder gestaltet sein kann und nach dem Festziehen der Muttern 18 eine Differenz­ deformation zwischen Zylinderkopfschraube und Motor­ gestell auffängt.

In die Bohrung 19 für den Zuganker 2 mündet ein Schmierölkanal 20 ein, so daß das Schmieröl zum Grund­ lagerdeckel 3 hinablaufen kann und dann in eine Bohrung 21 mündet, die zur Lagerschale geführt ist und dort ausmündet.

Claims (6)

1. Brennkraftmaschine mit einem einteiligen Motorge­ stell, einem Grundlagerdeckel sowie im Gestell ge­ haltene Zylinderbuchsen und am Gestell über Zug­ anker befestigte einzelne Zylinderköpfe, dadurch gekennzeichnet, daß die in Längsrichtung der Brennkraftmaschine benachbart angeordneten Zylin­ derköpfe (7, 8) jeweils über eine Schraube (5, 6) mit einem gestellseitig gehaltenen zylindrischen Leg­ bolzen (9) verbunden sind, in dem gleichzeitig ein Zuganker (2) des Grundlagerdeckels (3) befestigt ist.

2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Legbolzen (9) zur Längsachse des Motors ausgerichtet ist und zwischen den Ge­ winden (10, 11) für die beiden Zylinderkopfschrauben (5, 6) das Gewinde (13) für den Zuganker (2) in einer gemeinsamen Ebene angeordnet ist.

3. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Legbolzen (9) in einer unterhalb der endseitigen Abstützebene der Zylinderbuchse im Gestell angeordneten Aufnahme­ bohrung gehalten ist.

4. Brennkraftmaschine nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuganker (2) sich durch den Legbolzen (9) hindurch vom Grundlagerdeckel (3) vertikal nach oben in Pfeilrichtung (14) erstreckt und am freien Ende (15) mit einer Aufnahme (16) für ein Dreh­ werkzeug ausgebildet ist.

5. Brennkraftmaschine nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungen (22) im Zylinderblock (1) für die Schrauben (5, 6) über Deckel (24) abgeschlossen und durch Bunde (25) gehalten sind und daß die Deckel (24) nach Art von Tellerfedern wirkend ausgeführt sind.

6. Brennkraftmaschine nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in die Bohrung (19) für den Zuganker (2) im Grundlagerdeckel (3) eine Schmierölbohrung (20) einmündet und eine weitere Schmierölbohrung (21) zur Lagerschale geführt ist, die eine Verbindung zur Zuganker-Bohrung (19) aufweist.