DE4141881A1 - Schallgedaempfte hubkolbenbrennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung handelt von einer Hubkolbenbrennkraftmaschine, deren Triebwerksblock, der im Wesentlichen aus einem Kurbelge­ häuse mit Zylinderköpfen und Kurbelwelle besteht und von einer Schallkapselung umgeben ist. Derartige Motoren werden in erster Linie für den Einbau in Kraftfahrzeuge verwendet, wobei zur Verringerung des Straßenlärmes immer niedrigere Geräusch­ emissionswerte verlangt werden. Davon sind Dieselmotoren nicht alleine, aber in besonders hohem Maße betroffen.

Aus der DE-C 17 75 468 ist es bekannt, einen weitgehend konven­ tionell aufgebauten Motor zur Schalldämmung mit rundum und oben angeordneten schalldämpfenden Deckeln zu versehen und zwischen Ölwanne und Kurbelgehäuse eine elastische Dichtung vorzusehen. Dabei wird eine nur geringfügige Schalldämpfung um den Preis umständlich am Triebwerksblock befestigter Einzelteile er­ reicht. Die Schallabstrahlung durch ebene Flächen, wie Zylin­ derwände und Kurbelwanne wird zwar gedämpft, die wesentlichen Schalleiter (Motorlager, Schwungradgehäuse, Stirnseite des Kurbelgehäuses und Befestigungselemente für die Dämpfungs­ platten) bleiben aber offen.

Beim Gegenstand der DE-C 31 50 563 ist die Ölwanne bereits über eine elastisch verformbare Öldichtung mit dem Motorblock ver­ bunden und seitlich hochgezogen, jedoch für den Durchtritt des Motorlagers durchbrochen. Auch hier bleiben die wesentlichen Schalleiter noch offen (Motorlager, Kurbelwellenaustritt) und es ist nicht erkennbar, wie die Ober- und Stirnseite des Motors schallgedämpft wird.

Die DE-A 36 34 454 zeigt ein weiteres Entwicklungsstadium, in dem die Wanne bereits als tragender Hohlkörper mit den Motor­ lagern ausgebildet und der Skelettmotor über eine rahmenför­ mige elastische Dichtleiste auf dem Rand der Wanne abgestützt ist. Weil diese Wanne den Motor trägt, muß das in Kräftepaare zerlegte Motorreaktionsmoment von der Dichtleiste und von ela­ stischen Ringen aufgenommen werden. Dabei wirken auf die Dicht­ leiste Querkräfte und auf die Tragringe Radialkräfte, was zu starken Schwingungsausschlägen des Skelettmotors und zu radi­ alen Ausschlägen der Kurbel- bzw. Abtriebswelle führt. Vor al­ lem letztere sind sehr störend und machen eine weitere ela­ stische Verbindung zwischen Getriebeeingangswelle und Kurbel­ welle notwendig.

Dieser Nachteil wurde erst dadurch behoben, daß die Tragringe die gesamte Abstütztung des Triebwerksblockes, also auch des Motorreaktionsmomentes, übernehmen (AT-B 3 75 444, AT-B 3 80 073, AT-B 3 81 145). Bei diesen Motoren ist zwischen dem Außengehäuse und dem Triebwerksblock eine Öldichtung vorgesehen, die wegen des konstruktiv notwendigen großen Höhenabstandes und der Schwingungen des Triebwerksblockes um die Kurbelwellenachse erheblichen Beanspruchungen ausgesetzt ist und daher ein sehr diffiziles Bauteil darstellt.

Weiters ist bei diesen Motoren nachteilig, daß sie eine voll­ ständige Neukonstruktion des kompletten Motors erfordert. Eine solche Neukonstruktion dauert bis zur Serienreife sehr lange - oft zu lange - um der Gesetzgebung rechtzeitig Rechnung tragen zu können.

Die Erfindung verfolgt daher das Ziel, einen Serienmotor kon­ ventioneller Bauweise mit möglichst geringen Änderungen, jeden­ falls aber ohne Änderungen am Kurbelgehäuse, mit möglichst ge­ ringem technischen Aufwand und auch unter Behebung der Nach­ teile des letztgenannten Standes der Technik mit einer wirk­ samen Schalldämmung auszustatten.

Das wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß an der unteren Planfläche des Kurbelgehäuses über eine bewegliche rahmen­ förmige Öldichtung eine Wanne anschließt und daß der Trieb­ werksblock mittels körperschallisolierender Stützringe in die Öldichtung nach oben überragenden Stirnwänden der Wanne abge­ stützt ist.

Die Öldichtung wird also an der bereits vorhandenen Planfläche des Kurbelgehäuses befestigt, an der beim konventionellen Motor die Ölwanne direkt angeschraubt ist. Die erfindungsgemäß ausge­ bildete und über die bewegliche Öldichtung mit dem Kurbelge­ häuse verbundene Wanne ersetzt die konventionelle Ölwanne und bildet zugleich den unteren Teil der Schallkapselung. Weiters stützen ihre Stirnwände den Triebwerksblock über die Stützringe körperschallisolierend ab.

Die Stützringe können an den Stirnflächen des Triebwerksblockes oder damit verbundener Teile - etwa des Räderkastens - be­ festigt werden, so daß der konventionelle Triebwerksblock und insbesondere das Kurbelgehäuse zur Verkapselung nicht geändert zu werden brauchen, was eine erhebliche Kosten- und Zeiterspar­ nis bedeutet.

Da der Höhenabstand zwischen Öldichtung und Kurbelwellenachse, um die der Triebwerksblock ja schwingt, geringer als beim zu­ letzt genannten Stand der Technik ist, ist die Öldichtung ge­ ringeren Verformungen ausgesetzt, die zudem vorwiegend quer zur Ebene der Dichtfläche verlaufen und nicht in ihr. Dadurch sind die Anforderungen an die Öldichtung geringer.

In einer vorteilhaften Ausbildung der Erfindung bestehen die körperschallisolierenden Stützringe aus einem Innenring und einem Außenring und einem dazwischen einvulkanisierten ela­ stischen Ring, wobei der Innenring mit dem Triebwerksblock verschraubt ist und wobei der Außenring fest mit einem Schild verbunden ist, das mit der entsprechenden Stirnwand der Wanne verschraubt ist (Anspruch 2).

Auf diese Weise ist der Stützring auf einfache Weise direkt mit dem Kurbelgehäuse verbunden. Da konventionelle Kurbelgehäuse an dieser Stelle in aller Regel schon bearbeitete Flächen auf­ weisen, brauchen nur mehr geeignete Schraubenlöcher gebohrt zu werden. Durch den Schild werden die Stütz- und Reaktionskräfte so in die Wanne eingetragen, daß diese relativ leicht ausge­ führt werden kann. Außerdem erleichtert er den Zusammenbau des Motors.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die ge­ samte Wanne über die Öldichtung hinaus hochgezogen und bildet eine Planfläche, auf die eine schalldämmende Haube aufgesetzt ist (Anspruch 3).

Auf diese Weise wird der gesamte Triebwerksblock von Wanne und Haube geräuschisolierend umgeben und die Haube kann eine ein­ fache Form annehmen und dicht auf die Wanne aufgesetzt werden.

In einer möglichen Abwandlung der Erfindung ist die Wanne mit einem Schwungradgehäuse fest verbunden oder einstückig (An­ spruch 4). Auf diese Weise ist auch das Kupplungsgehäuse ohne konstruktiven Mehraufwand in die Schalldämmung einbezogen.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Wanne und ggf. das Schwungradgehäuse einstückig Aufnahmen für elastische Motoraufhängungslager auf. So wird die Körperschall­ isolation vollkommen und die Steifigkeit der Wanne genutzt, wobei bei deren Formgebung dem Kraftfluß zu den Aufnahmen Rechnung getragen werden kann.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Abbildungen eines bevorzugten Ausführungsbeispieles beschrieben.

Fig. 1 Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Motor,

Fig. 2 Stirnansicht des erfindungsgemäßen Motors, auf der rechten Seite ist Wanne und Haube teilweise auf­ gerissen,

Fig. 3 Detail 125 aus Fig. 1.

In den Fig. 1 und 2 ist der Triebwerksblock 1 nur angedeu­ tet. Er umfaßt im Wesentlichen zwei Zylinderblöcke 2, es könnte aber ebensogut ein Reihenmotor mit nur einem Zylinderblock sein, und ein konventionell ausgebildetes Kurbelgehäuse 3, die im dargestellten Ausführungsbeispiel einstückig ausgebildet sind. An der Vorderseite des Triebwerksblockes 1 ist ein Räderkasten 10 angeordnet, in dem der Antrieb der nicht dargestellten Nockenwellen etc. untergebracht ist. An das Kurbelgehäuse 3 und den Räderkasten 10 schließt unten über eine Öldichtung 5 eine Wanne 4 an, die die untere Schallkapselung bildet. Zwischen Kurbelgehäuse 3 bzw. Räderkasten 10 und Wan­ ne 4 sind Stützringe 7, 8 angeordnet, die alle Reaktionskräfte- und momente des Triebwerksblockes in die Wanne 4 einleiten. Die Wanne 4 mit ihren hochgezogenen Wänden 15 bildet eine Dicht­ fläche 16, auf die eine schallisolierende Haube 6 aufgesetzt ist.

Das Kurbelgehäuse 3 weist an seinem unteren Ende eine Plan­ fläche 9 auf, an die bei der Ausführung als konventioneller Motor eine Ölwanne angeschraubt wäre. Erfindungsgemäß schließt an diese Planfläche 9 aber die Öldichtung 5 an und daran die Wanne 4, deren unterer Teil als Ölwanne dient. Im Kurbelge­ häuse 3 sind die äußeren Kurbelwellenlager 13, 14 angeordnet, wobei das Kurbelgehäuse 3 auch aus mehreren Teilen bestehen und auch nicht getrennt dargestellte Lagerbrücken aufweisen kann. Die Wanne 4 weist hochgezogene Stirnwände 11, 12, auf in denen die Stützringe 7, 8 befestigt sind, was im folgenden näher beschrieben ist.

Der Stützring 7 ist außen an dem Räderkasten 10 angeordnet, der Stützring 8 außen am hinteren Teil des Kurbelgehäuses 3. Der Stützring 7 besteht aus einem metallischen Innenring 20, aus einem metallischen Außenring 21 und dazwischen einem einvul­ kanisierten körperschallisolierenden elastischen Ringteil 22, der Stützring 8 ist ebenso aufgebaut und besteht aus den Ringen 20′, 21′ und 22′. Der Innenring 20 des Stützringes 7 ist mittels Schrauben 24 mit dem Räderkasten 10, der des Stützringes 8 ist mit dem hinteren Teil des Kurbelgehäuses 3 fest verbunden.

Zwischen dem Räderkasten 10 und der Kurbelwelle 27 ist noch ein konventioneller Dichtring 26 vorgesehen, zwischen dem Innenring 20′ des hinteren Stützringes 8 und dem hinteren Ende der Kur­ belwelle 27 ebenfalls. Der Außenring 21 ist in der hochgezoge­ nen Stirnwand 11 der Wanne 4 festgehalten. Aus Montage- und Festigkeitsgründen ist dazu ein Tragschild 30 vorgesehen, der längs der vertikalen Symmetrieachse geteilt sein kann und mit­ tels Schrauben 29 in einer entsprechenden Durchbrechung der Stirnwand 11 befestigt ist.

Die Wanne 4 weist einen Absatz 32 mit einer bearbeiteten Fläche 33 auf, auf dem die Öldichtung 5 festgeschraubt ist. In Fig. 3 ist zu erkennen, daß die rahmenförmige Öldichtung 5 aus einem Balg 34 und Flanschteilen 38 besteht, die mittels Dicht­ rahmen 35, 36 und Schrauben 37 am Absatz 32 der Wanne 4 bzw. an der Planfläche 9 des Kurbelgehäuses 3 festgeschraubt sind. Die Dichtrahmen 35, 36 dienen der Versteifung und Verbesserung der Abdichtung.

In Fig. 1 ist schließlich noch erkennbar, daß sich die Wanne 4 in einem Kupplungsgehäuse 4′ fortsetzt und daß die Wanne 4 und das Kupplungsgehäuse 4′ Aufnahmen 41 bzw. 41′ für Motorlager 40, 40′ aufweisen.

Claims (5)

1. Hubkolbenbrennkraftmaschine, deren Triebwerksblock im We­ sentlichen aus einem Kurbelgehäuse (3) mit Zylinderköpfen (2) und einer Kurbelwelle (27) besteht und von einer Schallkapsel umgeben ist, dadurch gekennzeichnet, daß an der unteren Plan­ fläche (9) des Kurbelgehäuses (3) über eine bewegliche rahmen­ förmige Öldichtung (5) eine Wanne (4) anschließt, und daß der Triebwerksblock (1) mittels körperschallisolierender Stützringe (7, 8) in die Öldichtung (5) nach oben überragenden Stirnwänden (11, 12) der Wanne (4) abgestützt ist.

2. Hubkolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die körperschallisolierenden Stützringe (7, 8) aus einem Innenring (20, 20′), einem Außenring (21, 21′) und ei­ nem dazwischen einvulkanisierten elastischen Ring (22, 22′) ste­ hen, wobei der Innenring (20, 20′) mit dem Triebwerksblock (1) verschraubt und der Außenring (21) fest mit einem Schild (30) verbunden ist, das mit der entsprechenden Stirnwand (11, 12) der Wanne (4) verschraubt ist.

3. Hubkolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die gesamte Wanne (4) über die Öldichtung (5) hinaus hochgezogen ist und eine Dichtfläche (16) bildet, auf die eine schalldämmende Haube (6) aufgesetzt ist.

4. Hubkolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Wanne (4) mit einem Schwungradgehäuse (4′) fest verbunden oder einstückig ist.

5. Hubkolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wanne (4) und ggf. das Schwungradgehäuse (4′) einstückig Aufnahmen (41, 41′) für elastische Motoraufhängungslager (40, 40′) aufweist.