EP0457051B1 - Zylinder-Kurbelgehäuse - Google Patents

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EP0457051B1
EP0457051B1 EP91106274A EP91106274A EP0457051B1 EP 0457051 B1 EP0457051 B1 EP 0457051B1 EP 91106274 A EP91106274 A EP 91106274A EP 91106274 A EP91106274 A EP 91106274A EP 0457051 B1 EP0457051 B1 EP 0457051B1
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EP
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channel
cover
transverse channel
case according
sealing
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Xaver Stemmer
Clemens Bandel
Manfred Buchborn
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Audi AG
Eisenwerk Bruehl GmbH
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Audi AG
Eisenwerk Bruehl GmbH
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F7/00—Casings, e.g. crankcases or frames
    • F02F7/0065—Shape of casings for other machine parts and purposes, e.g. utilisation purposes, safety
    • F02F7/007—Adaptations for cooling
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F7/00—Casings, e.g. crankcases or frames
    • F02F7/0002—Cylinder arrangements
    • F02F7/0012—Crankcases of V-engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F7/00—Casings, e.g. crankcases or frames
    • F02F7/0065—Shape of casings for other machine parts and purposes, e.g. utilisation purposes, safety
    • F02F7/0073—Adaptations for fitting the engine, e.g. front-plates or bell-housings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00—Other engines
    • F02B75/16—Engines characterised by number of cylinders, e.g. single-cylinder engines
    • F02B75/18—Multi-cylinder engines
    • F02B75/22—Multi-cylinder engines with cylinders in V, fan, or star arrangement

Definitions

  • the invention relates to a cylinder crankcase of a liquid-cooled reciprocating piston internal combustion engine with cylinders arranged in a V-shape and surrounded by cooling channels, according to the preamble of patent claim 1.
  • Such a cylinder crankcase is shown in DE-C 36 33 261.
  • a channel-shaped open transverse channel is arranged on the power output side of the housing, which connects the cooling channels formed around the cylinders to one another and which can be closed by means of a cover.
  • the formation of such a transverse channel results in an efficient guidance of the cooling medium and also has advantages in terms of casting technology.
  • the cover only serves to seal the transverse channel.
  • the cooling medium can be drained, for example in the event of a repair, in such a way that at least when the cylinder heads or other parts exposed to the cooling medium are removed (such as a thermostat, water pump), no cooling medium runs out in an uncontrolled manner or can run into the open cylinders is not apparent from the aforementioned document.
  • the invention has for its object the generic To further develop the cylinder crankcase in such a way that, in terms of casting technology and in part, with little additional effort, it is possible to drain the cooling medium in a favorable and easily accessible manner, and harmful leakages between the coolant and the adjacent lubricant-containing environment are avoided.
  • the transverse channel connecting the cooling channels of the cylinder rows be L-shaped with a branching channel section, this channel section being guided downward (in the sense of the installation position of the internal combustion engine) and provided with a drain plug.
  • a shaft surrounding the drain plug can also be provided according to claim 2 in the components adjoining the cylinder crankcase at its lower region, for example a reinforcing part containing the crankshaft bearing bridges and / or an oil pan.
  • the drain plug can then be screwed in or out via this shaft without any disassembly of these components.
  • the cover closing the transverse channel can also carry the shaft sealing ring for sealing the crankshaft. Since such a cover is already present in many cylinder crankcases, this cover can be produced with little additional effort. This does not increase the number of parts of the internal combustion engine.
  • the drainage channel can be provided in the cover in a particularly simple manner, wherein if a flat seal is used, this is provided with openings in the region of the drainage channel.
  • FIG. 1 shows the cylinder crankcase 10 of a six-cylinder reciprocating piston internal combustion engine in a V-shaped cylinder arrangement with a cylinder row 12 on the left in the drawing plane, a right cylinder row 14 and a crankcase 16 connecting the two cylinder rows.
  • bearing seats 17 molded, which serve for the rotatable mounting of a crankshaft, not shown.
  • a channel-shaped open transverse channel 20 is formed in the front side 18 which represents the power output side or flywheel side of the internal combustion engine and which intersects a cooling channel 22 of the left row of cylinders 12 and a cooling channel 24 of the right row of cylinders 14.
  • a connection between the transverse channel 20 and the cooling channels of the left and right cylinder rows 12, 14 could, however, also be established by means of corresponding bores extending from the transverse channel 20.
  • the transverse channel 20 is L-shaped with an approximately vertically downward channel section 26, the section 26 being delimited by a lower wall 28.
  • the wall 28 forms a connection surface 30 for components adjoining the crankcase 16, namely a reinforcing part 32 (only partially shown in dashed lines) supporting the bearing bridges for supporting the crankshaft and an oil pan (not shown) adjoining the reinforcing part 32.
  • a downward-pointing threaded bore 34 is provided, into which a drain plug 36 is screwed tight.
  • a downwardly open shaft 38 is formed in the reinforcing part 32, through which the tool for screwing in or unscrewing the drain screw 36 can be inserted.
  • the shaft 38 is continued in the oil pan adjoining the reinforcing part 32.
  • a sealing surface 56 with threaded bores 40 is incorporated in the end face 18, which serves to fasten a cover 42 (see FIGS. 2 and 3) using screws, not shown.
  • the cover 42 (cf. FIG. 3) has a sealing surface 44 which runs around the transverse channel 20 and corresponds to the sealing surface 56 and in which holes 46 for the fastening screws (not shown) are machined in accordance with the hole pattern of the threaded holes. Furthermore, a central bore 48 is provided in the cover 42, into which a shaft sealing ring 51 (see also FIG. 2) is inserted for sealing the crankshaft. In the circumferential area between the central bore 48 and the transverse channel 20 with the channel section 26, a drainage channel 50 is worked into the sealing surface 44 in the form of an open channel, which runs along the radially inner bores 46 at 52 and at 54 to the atmosphere. The course of the drainage channel 50 is shown again in dashed lines in FIG. 1, its outlets at 52 and 54 having a free outlet into the end face 18 or to the atmosphere.
  • a flat seal 58 (FIG. 4) made of a suitable sealing material is provided between the end face 18 or the sealing surfaces 56 delimiting the transverse channel 20 and the cover 42 or its sealing surfaces 44, which is provided with openings 60 in the area of overlap with the drainage channel 50.
  • the openings 60 ensure that regardless of the sealing surface 44 or 56 at which a leakage occurs, the leakage medium is introduced into the drainage channel 50 and removed accordingly.
  • Fig. 1 shows the installation position of the cylinder crankcase as an internal combustion engine in the motor vehicle.
  • the advantage here is that the transverse channel 22 is geodetically below a dash-dotted plane 62, because this ensures when draining the cooling medium via the channel section 26 and after removing the drain plug 36 that no cooling medium from above into the cylinder heads when dismantling Cylinder runs in or emerges from the internal combustion engine in an uncontrolled manner via the cylinder head-cylinder sealing surfaces.
  • the L-shaped transverse channel 20 with channel section 26 is designed as an open channel which can be formed from the end face 18 of the cylinder crankcase 10 during casting. It is only necessary to design the shaping tool determining the contour of the end face 18 accordingly. A sand core, which must then be removed separately, is not required.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Zylinder-Kurbelgehäuse einer flüssigkeitsgekühlten Hubkolben-Brennkraftmaschine mit V-förmig angeordneten Zylindern, die von Kühlkanälen umgeben sind, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
  • Ein derartiges Zylinder-Kurbelgehäuse zeigt die DE-C 36 33 261. Dabei ist an der kraftabgabeseitigen Stirnseite des Gehäuses ein rinnenförmig offener Querkanal angeordnet, der die um die Zylinder herum gebildeten Kühlkanäle miteinander verbindet und der mittels eines Deckels verschließbar ist. Die Ausbildung eines derartigen Querkanales bewirkt eine effiziente Führung des Kühlmediums und hat auch gießtechnische Vorteile.
  • Bei dem gezeigten Zylinder-Kurbelgehäuse dient der Deckel jedoch nur zur Abdichtung des Querkanales. Wie ein Ablassen des Kühlmediums beispielsweise im Falle einer Reparatur derart erfolgen kann, daß zumindest beim Abnehmen der Zylinderköpfe bzw. anderer mit Kühlmedium beaufschlagter Teile (wie z. B. Thermostat, Wasserpumpe) kein Kühlmedium unkontrolliert ausläuft oder in die dann offenen Zylinder hineinlaufen kann, ist der vorgenannten Schrift nicht entnehmbar.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße Zylinder-Kurbelgehäuse derart weiterzubilden, daß bei gießtechnisch und teilemäßig geringem Mehraufwand ein günstiges, gut zugängliches Ablassen des Kühlmediums ermöglicht und schädliche Leckagen zwischen Kühlmittel und benachbartem schmiermittelhaltigem Milieu vermieden sind.
  • Diese Aufgabe wird bei dem gattungsgemäßen Zylinder-Kurbelgehäuse durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind den weiteren Patentansprüchen entnehmbar.
  • Erfindungsgemäß wird somit vorgeschlagen, den die Kühlkanäle der Zylinderreihen verbindenden Querkanal L-förmig mit einem abzweigenden Kanalabschnitt auszuführen, wobei dieser Kanalabschnitt nach unten (im Sinne der Einbaulage der Brennkraftmaschine) geführt und mit einer Ablaßschraube versehen ist. Dadurch wird es ermöglicht, an einer zumeist gut zugänglichen Stelle von unterhalb der Brennkraftmaschine die Ablaßschraube zu entfernen und beispielsweise bei einer Reparatur das Kühlmittel entsprechend abzulassen.
  • In besonders zweckmäßiger Weise kann dabei zudem gemäß Anspruch 2 in den an das Zylinder-Kurbelgehäuse an deren unteren Bereich anschließenden Bauteilen wie beispielsweise einen die Kurbelwellen-Lagerbrücken enthaltendem Verstärkungsteil und/oder einer Ölwanne ein die Ablaßschraube umgebender Schacht vorgesehen sein. Über diesen Schacht kann dann ohne jegliche Demontage dieser Bauteile die Ablaßschraube ein- oder ausgeschraubt werden.
  • Besonders vorteilhaft kann ferner der den Querkanal verschließende Deckel zugleich den Wellendichtring zur Abdichtung der Kurbelwelle tragen. Da ein derartiger Deckel bei vielen Zylinder-Kurbelgehäusen bereits vorhanden ist, ist dieser Deckel mit nur geringem Mehraufwand darstellbar. Der Teileaufwand der Brennkraftmaschine wird dadurch nicht erhöht.
  • Da über den Wellendichtring eine schmierölseitige Abdichtung des Zylinder-Kurbelgehäuses und über den Querkanal eine kühlmittelseitige Abdichtung vorliegt, wird zur Vermeidung von schädlichen Leckagen beispielsweise von Kühlmittel in das schmiermittelhaltige Milieu vorgeschlagen, gemäß Anspruch 4 einen Drainagekanal vorzusehen, der gegebenenfalls durchsickerndes Medium ins Freie ableitet.
  • Herstellungstechnisch besonders einfach kann dabei der Drainagekanal nur im Deckel vorgesehen sein, wobei bei Verwendung einer Flachdichtung diese gemäß Anspruch 6 mit Durchbrechungen im Bereich des Drainagekanales versehen ist.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden mit weiteren Einzelheiten näher erläutert. Die schematische Zeichnung zeigt in
    • Fig. 1
    eine Ansicht der Schwungrad-Stirnseite eines Zylinder-Kurbelgehäuses einer Sechszylinder-Hubkolben-Brennkraftmaschine mit V-förmiger Anordnung der Zylinder;
    Fig. 2
    einen Schnitt gemäß Linie II-II der Fig. 1 durch den Querkanal mit angeschraubtem Deckel;
    Fig. 3
    eine Ansicht auf die Dichtflächenseite des den Querkanal verschließenden Deckels mit eingeformten Drainagekanal; und
    Fig. 4
    eine Ansicht auf die zwischen dem Zylinder-Kurbelgehäuse und dem Deckel verwendete Flachdichtung.
  • Die Fig. 1 zeigt das Zylinder-Kurbelgehäuse 10 einer Sechszylinder-Hubkolben-Brennkraftmaschine in V-förmiger Zylinderanordnung mit einer in der Zeichnungsebene linken Zylinderreihe 12, einer rechten Zylinderreihe 14 und einem die beiden Zylinderreihen verbindendem Kurbelgehäuse 16. In dem Kurbelgehäuse 16 sind Lagerstühle 17 eingeformt, die zur drehbaren Lagerung einer nicht dargestellten Kurbelwelle dienen.
  • In die die Kraftabgabeseite bzw. Schwungradseite der Brennkraftmaschine darstellende Stirnseite 18 ist ein rinnenförmig offener Querkanal 20 eingeformt, der einen Kühlkanal 22 der linken Zylinderreihe 12 und einen Kühlkanal 24 der rechten Zylinderreihe 14 schneidet. Eine Verbindung zwischen dem Querkanal 20 und den Kühlkanälen der linken und rechten Zylinderreihen 12,14 könnte jedoch auch mittels entsprechender, vom Querkanal 20 ausgehender Bohrungen hergestellt sein.
  • Der Querkanal 20 ist L-förmig mit einem etwa vertikal nach unten verlaufenden Kanalabschnitt 26 ausgeführt, wobei der Abschnitt 26 durch eine untere Wand 28 begrenzt ist. Die Wand 28 bildet eine Anschlußfläche 30 für an das Kurbelgehäuse 16 anschließende Bauteile, nämlich ein die Lagerbrücken für die Lagerung der Kurbelwelle tragendes Verstärkungsteil 32 (nur teilweise gestrichelt dargestellt) und eine an das Verstärkungsteil 32 anschließende Ölwanne (nicht dargestellt).
  • In der Wand 28 ist eine nach unten weisende Gewindebohrung 34 vorgesehen, in die eine Ablaßschraube 36 dicht eingeschraubt ist. Um die Zugänglichkeit der beispielsweise als Inbusschraube ausgebildeten Ablaßschraube 36 sicherzustellen, ist in dem Verstärkungsteil 32 ein nach unten offener Schacht 38 ausgebildet, durch den hindurch das Werkzeug zum Ein- oder Ausschrauben der Ablaßschraube 36 einführbar ist. Der Schacht 38 ist in der an das Verstärkungsteil 32 anschließenden Ölwanne fortgeführt.
  • Um den L-förmigen Querkanal 20 mit Kanalabschnitt 26 herum ist in der Stirnseite 18 eine Dichtfläche 56 mit Gewindebohrungen 40 eingearbeitet, die zum Befestigen eines Deckels 42 (vgl. Figuren 2 und 3) unter Verwendung nicht dargestellter Schrauben dient.
  • Der Deckel 42 (vgl. Fig. 3) weist eine um den Querkanal 20 umlaufende, mit der Dichtfläche 56 korrespondierende Dichtfläche 44 auf, in der entsprechend dem Lochbild der Gewindelöcher 40 Bohrungen 46 für die nicht dargestellten Befestigungsschrauben eingearbeitet sind. Ferner ist in dem Deckel 42 eine zentrale Bohrung 48 vorgesehen, in die ein Wellendichtring 51 (vgl. auch Fig. 2) zur Abdichtung der Kurbelwelle eingesetzt ist. In dem Umfangsbereich zwischen der zentralen Bohrung 48 und dem Querkanal 20 mit dem Kanalabschnitt 26 ist in die Dichtfläche 44 ein Drainagekanal 50 in Form einer offenen Rinne eingearbeitet, der entlang den radial innen liegenden Bohrungen 46 verlaufend bei 52 und bei 54 zur Atmosphäre offen ist. Der Verlauf des Drainagekanales 50 ist in der Fig. 1 in gestrichelten Linien nochmals dargestellt, wobei dessen Ausmündungen bei 52 und 54 eine freie Ausmündung in die Stirnfläche 18 bzw. zur Atmosphäre haben.
  • Zwischen der Stirnseite 18 bzw. den den Querkanal 20 begrenzenden Dichtflächen 56 und dem Deckel 42 bzw. dessen Dichtflächen 44 ist eine Flachdichtung 58 (Fig. 4) aus einem geeignetem Dichtungsmaterial beigelegt, die im Überdeckungsbereich mit dem Drainagekanal 50 mit Durchbrechungen 60 versehen ist. Die Durchbrechungen 60 stellen sicher, daß unabhängig davon, an welcher Dichtfläche 44 oder 56 eine Leckage stattfindet, das Leckagemedium in den Drainagekanal 50 eingeleitet und entsprechend abgeführt wird.
  • Die Fig. 1 zeigt die Einbaulage des Zylinder-Kurbelgehäuses als Brennkraftmaschine im Kraftfahrzeug. Von Vorteil ist dabei, daß der Querkanal 22 geodätisch unterhalb einer strichpunktiert dargestellten Ebene 62 liegt, weil dadurch bei einem Ablassen des Kühlmediums über den Kanalabschnitt 26 und nach Entfernen der Ablaßschraube 36 sichergestellt ist, daß bei einem Abbauen der Zylinderköpfe kein Kühlmedium von oben in die Zylinder hineinläuft oder aber über die Zylinderkopf-Zylinder-Dichtungsflächen unkontrolliert von der Brennkraftmaschine austritt.
  • Wie insbesondere die Fig. 2 zeigt, ist der L-förmige Querkanal 20 mit Kanalabschnitt 26 als eine offene Rinne ausgebildet, die von der Stirnseite 18 des Zylinder-Kurbelgehäuses 10 her beim Gießen eingeformt werden kann. Es ist lediglich das die Kontur der Stirnseite 18 bestimmende Formwerkzeug entsprechend auszubilden. Ein Sandkern, der anschließend separat zu entfernen ist, ist nicht erforderlich.

Claims (6)

  1. Zylinder-Kurbelgehäuse (10) einer flüssigkeitsgekühlten Hubkolben-Brennkraftmaschine mit V-förmig angeordneten Zylindern (12,14), die von Kühlkanälen (22,24) umgeben sind, wobei die Kühlkanäle (22,24) über zumindest einen stirnseitig angeordneten, rinnenförmig offenen Querkanal (20) miteinander verbunden sind und der Querkanal (20) mittels eines Deckels (42) verschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Querkanal (20) L-förmig mit einem nach unten führenden Kanalabschnitt (26) ausgeführt ist, der durch eine untere Wand (28) begrenzt ist, und daß der Kanalabschnitt (26) an dieser unteren Wand (28) mit einer Ablaßöffnung (34) korrespondiert, in die eine Ablaßschraube (36) dicht eingeschraubt ist.
  2. Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablaßöffnung (34) von der unteren, das zylinder-Kurbelgehäuse abschließenden Dichtfläche (30) ausgeht und daß das auf die Dichtfläche (30) aufgesetzte Bauteil (Verstärkungsteil 32 und/oder Ölwanne) einen die Ablaßschraube (36) umgebenden Schacht (38) aufweist.
  3. Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der den Querkanal (20) abschließende Deckel (42) zugleich den Wellendichtring (51) zur Abdichtung der Kurbelwelle aufnimmt.
  4. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in den Dichtflächen (44) zwischen dem Querkanal (20) und dem benachbarten, schmierölbeaufschlagten Bereich ein zur Atmosphäre offener Drainagekanal (50) vorgesehen ist.
  5. Gehäuse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Drainagekanal (50) nur in der Dichtfläche (44) des Deckels (42) vorgesehen ist.
  6. Gehäuse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Gehäuse (18) und Deckel (42) eine Flachdichtung (58) eingelegt ist und daß die Flachdichtung (58) im Bereich des Drainagekanals (50) mit Durchbrechungen (60) versehen ist.
EP91106274A 1990-05-14 1991-04-19 Zylinder-Kurbelgehäuse Expired - Lifetime EP0457051B1 (de)

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DE4015409A DE4015409C1 (de) 1990-05-14 1990-05-14

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EP0457051A1 EP0457051A1 (de) 1991-11-21
EP0457051B1 true EP0457051B1 (de) 1993-12-29

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