EP0459428A1 - Brennkraftmaschine - Google Patents

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EP0459428A1
EP0459428A1 EP91108745A EP91108745A EP0459428A1 EP 0459428 A1 EP0459428 A1 EP 0459428A1 EP 91108745 A EP91108745 A EP 91108745A EP 91108745 A EP91108745 A EP 91108745A EP 0459428 A1 EP0459428 A1 EP 0459428A1
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EP
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crankcase
combustion engine
internal combustion
base body
engine according
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Bruno Spessert
Monika Breuer
Toni Kleinschmidt
Hermann Reddert
Albert Nolte
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Kloeckner Humboldt Deutz AG
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Kloeckner Humboldt Deutz AG
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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
    • F02F7/0043—Arrangements of mechanical drive elements
    • F02F7/0053—Crankshaft bearings fitted in the crankcase
    • 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
    • F02F7/0007—Crankcases of engines with cylinders in line
    • 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
    • F02F7/008—Sound insulation

Definitions

  • the invention relates to an internal combustion engine according to the preamble of claim 1.
  • a generic internal combustion engine is known from DE-OS 26 18 241.
  • the internal combustion engine described in this document is generally rigid and low-noise.
  • a strut system is provided which is attached to the outside of the internal combustion engine.
  • the bearing arrangement for receiving the crankshaft is connected to the crankcase via a solid apron, which has only a small recess.
  • This design has the disadvantage that the internal combustion engine as a whole is very heavy due to the massive connection of the bearing arrangement to the crankcase.
  • the invention has for its object to provide an internal combustion engine that is lightweight with low noise emissions from the moving parts.
  • the stiffeners are designed as cross girders. This embodiment has proven to be favorable in terms of high rigidity and also in terms of low noise emissions.
  • the cross girders advantageously extend from the connection region of the bands with the bearing base body to the opposite crankcase wall running between the bands.
  • the stiffeners can be connected in a central area between the bearing base body and the crankcase on the belts and on the crankcase wall connecting the belts. Both training courses have proven to be favorable in terms of weight and noise emissions.
  • the cross-sectional area of the stiffeners is 0.3 times to 0.7 times the cross-sectional area of the strips.
  • 0.5 times the cross-sectional area has proven to be particularly favorable.
  • the bearing base body and / or the bands are connected to the crankcase bell by means of ribs.
  • This design makes the overall system even stiffer and at the same time enables a further reduction in the thickness of the crankcase bell walls as well as the bearing arrangement as a whole.
  • the ribs together with the bearing base body form an at least approximately rectilinear connection plane between the two sides of the crankcase bell.
  • further ribs can be provided, which extend to an oil pan flange of the crankcase bell and, if appropriate, are also connected to the bands in the upper region of the crankcase bell.
  • crankcase bell has internal and / or external webs in the region of the connecting points of the ribs.
  • the oil pan flange has a width that is 0.4 times to 0.6 times, preferably 0.5 times, the cylinder bore dimension.
  • the internal combustion engine according to Figure 1 has a block 1, which is composed essentially of a crankcase bell 2 and a cylinder section 3. Bearing arrangements for receiving a crankshaft are fastened in the crankcase bell 2 and are connected to a piston per cylinder unit via a connecting rod. The piston is movable in the cylinder 4.
  • Each bearing arrangement consists of a bearing base body 5 which, together with a bearing cover 7 connected to the bearing base body 5 by screws 6, has a recess 8 for receiving the crankshaft.
  • the bearing base body 5 is connected to the block 1 via two bands 9a and 9b.
  • the straps 9a, 9b extend in the axial extension of the screws 6. Furthermore, the straps 9a, 9b are stiffened towards the block 1 by stiffeners which are designed as cross girders 10.
  • the crossbeams 10 extend from the connection area of the belts 9a, 9b with the bearing base body 5 to the opposite crankcase wall 11 running between the belts 9a, 9b.
  • ribs 12 are also provided, which are approximately in the center of the recess 8 on both sides of the bearing base body and Crankcase bell 2 are connected, so that there is an at least approximately straight connection plane.
  • Further ribs 12a extend from the bearing base 5 to an oil pan flange 13.
  • a further pair of ribs 12b is provided in FIG. 2, which are connected to the belts 9a, 9b and the crankcase bell 2.
  • the ribs 12 are wedge-shaped and the oil pan flange 13 is made narrower.
  • internal and external webs 14a, 14b are connected to the crankcase bell in the region of the connecting points of the ribs 12.
  • the stiffeners are connected in a central area between the bearing base body 5 and the crankcase wall 11 on the belts 9a, 9b and on the crankcase wall 11 connecting the belts 9a, 9b.
  • the ribs 12a extend from the bearing base body 5 to an inwardly widened oil pan flange 13. According to the invention, any combination of the features described in the individual figures is possible beyond the embodiments shown.

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Abstract

2. Eine bekannte Brennkraftmaschine, die biegespannungsmäßig und geräuschemissionsmäßig günstig ist, baut aufgrund massiver Kernbauweise und zusätzlich angebrachter Außenstreben schwer. Erfindungsgemäß wird die den Lagergrundkörper mit dem Block verbindende Schürze durch zwei Bänder 9a, 9b ersetzt, die durch Versteifungen gegenüber einer Kurbelgehäusewand 11 verstärkt sind. Weiterhin sind Rippen 12, 12a, 12b vorgesehen, die den Lagergrundkörper 5, bzw. die Bänder 9a, 9b mit der Kurbelgehäuseglocke 2 verbinden. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Eine gattungsgemäße Brennkraftmaschine ist aus der DE-OS 26 18 241 bekannt. Die in dieser Schrift beschriebene Brennkraftmaschine ist insgesamt biegesteif und geräuscharm ausgebildet. Dazu ist ein Strebensystem vorgesehen, das außen an die Brennkraftmaschine angesetzt ist. Des weiteren ist die Lageranordnung zur Aufnahme der Kurbelwelle über eine massive Schürze, die nur eine kleine Ausnehmung aufweist, mit dem Kurbelgehäuse verbunden. Diese Ausbildung hat den Nachteil, daß insbesondere durch die massive Anbindung der Lageranordnung an das Kurbelgehäuse die Brennkraftmaschine insgesamt sehr schwer ist.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Brennkraftmaschine bereitzustellen, die bei niedrigen von den bewegten Teilen ausgehenden Geräuschemissionen ein geringes Gewicht hat.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Schürze, über die der Lagergrundkörper jeder Lageranordnung mit dem Kurbelgehäuse verbunden ist, in zwei in axialer Verlängerung der Lagerdeckelschrauben angeordnete Bänder aufgeteilt ist, die sich von dem Lagergrundkörper zu dem Kurbelgehäuse erstrecken und durch Versteifungen zum Kurbelgehäuse hin abgestützt sind. Diese Ausbildung ermöglicht eine Gewichtsreduzierung gegenüber der bekannten Ausführung, wobei aber die von den bewegten Teilen ausgehende Geräuschemission niedrig ist.
  • In vorteilhafter Weiterbildung sind die Versteifungen als Kreuzträger ausgebildet. Diese Ausführungsform hat sich hinsichtlich hoher Steifigkeit und auch bezüglich niedriger Geräuschemission als günstig erwiesen.
  • Dabei erstrecken sich vorteilhaft die Kreuzträger vom Verbindungsbereich der Bänder mit dem Lagergrundkörper zu der gegenüberliegenden zwischen den Bändern verlaufenden Kurbelgehäusewand. Alternativ können die Versteifungen in einem mittigen Bereich zwischen Lagergrundkörper und Kurbelgehäuse an den Bändern und an der die Bänder verbindenden Kurbelgehäusewand angebunden sein. Beide Ausbildungen haben sich als gewichts- und geräuschemissionsmäßig günstig herausgestellt.
  • Die Querschnittsfläche der Versteifungen beträgt in Weiterbildung der Erfindung das 0,3-fache bis 0,7-fache der Querschnittsfläche der Bänder. Dabei hat sich die 0,5-fache Querschnittsfläche als besonders günstig erwiesen.
  • In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Lagergrundkörper und/oder die Bänder mit der Kurbelgehäuseglocke über Rippen verbunden sind. Diese Ausbildung macht das Gesamtsystem noch steifer und ermöglicht gleichzeitig eine weitere Verringerung der Dicken der Kurbelgehäuseglockenwände sowie auch der Lageranordnung insgesamt.
  • Dabei bilden in vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung die Rippen zusammen mit dem Lagergrundkörper eine zumindest angenähert geradlinige Verbindungsebene zwischen den beiden Seiten der Kurbelgehäuseglocke. Ausgehend von dieser besonders zur Steifigkeit bei tragenden Rippenanordnung können noch weitere Rippen vorgesehen sein, die sich zu einem Ölwannenflansch der Kurbelgehäuseeglocke erstrecken und gegebenenfalls auch im oberen Bereich der Kurbelgehäuseglocke mit den Bändern verbunden sind.
  • In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Kurbelgehäuseglocke im Bereich der Anbindestellen der Rippen innenliegende und/oder außenliegende Stege aufweist. Dadurch können in den übrigen Bereichen der Kurbelgehäuseglocke weitere Materialeinsparungen vorgenommen und die Geräuschemission und das Gewicht verringert werden.
  • Schließlich weist der Ölwannenflansch eine Breite auf, die das 0,4-fache bis 0,6-fach, vorzugsweise das 0,5-fache, des Zylinderbohrungsmaßes beträgt.
  • Weitere vorteil hafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der Zeichnungsbeschreibung zu entnehmen, in der mehrere in der Zeichnung dargestellte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben sind.
  • Es zeigen:
    • Fig.1:
    Eine erste Ausführungsform,
    Fig.2:
    eine Ausführungsform mit besonders angebundener Kurbelgehäuseglockenwand,
    Fig.3:
    eine Ausführungsform mit zusätzlichem Steg an der Kurbelgehäuseglockenwand und
    Fig.4:
    eine Ausführungsform mit einer V-förmigen Versteifung.
  • In der folgenden Zeichnungsbeschreibung sind gleiche, bzw. gleich wirkende Teile mit übereinstimmenden Ziffern bezeichnet und im einzelnen nur die unterschiedlichen Details der verschiedenen Ausführungsformen beschrieben. Die Brennkraftmaschine gemäß Fig.1 weist einen Block 1 auf, der sich im wesentlichen aus einer Kurbelgehäuseglocke 2 und einem Zylinderabschnitt 3 zusammensetzt. In der Kurbelgehäuseglocke 2 sind Lageranordnungen zur Aufnahme einer Kurbelwelle befestigt, die je Zylindereinheit über ein Pleuel mit einem Kolben verbunden ist. Dabei ist der Kolben in dem Zylinder 4 bewegbar. Jede Lageranordnung besteht aus einem Lagergrundkörper 5, der zusammen mit einem mit dem Lagergrundkörper 5 über Schrauben 6 verbundenen Lagerdeckel 7 eine Ausnehmung 8 zur Aufnahme der Kurbelwelle aufweist. Der Lagergrundkörper 5 ist über zwei Bänder 9a und 9b mit dem Block 1 verbunden. Dabei erstrecken sich die Bänder 9a, 9b in axialer Verlängerung der Schrauben 6. Weiterhin sind die Bänder 9a, 9b durch Versteifungen, die als Kreuzträger 10 ausgebildet sind, zum Block 1 hin versteift. Dabei erstrecken sich die Kreuzträger 10 vom Verbindungsbereich der Bänder 9a, 9b mit dem Lagergrundkörper 5 zu der gegenünberliegenden zwischen den Bändern 9a, 9b verlaufenden Kurbelgehäusewand 11. Weiterhin sind noch Rippen 12 vorgesehen, die etwa mittig zu der Ausnehmung 8 beidseitig an dem Lagergrundkörper und der Kurbelgehäuseglocke 2 angebunden sind, so daß sich eine zumindest angenähernd geradlinige Verbindungsebene ergibt. Weitere Rippen 12a erstrecken sich von dem Lagergrundkörper 5 zu einem Ölwannenflansch 13. Im Unterschied zur Fig.1 ist bei Fig.2 ein weiteres Rippenpaar 12b vorgesehen, das an die Bänder 9a, 9b und der Kurbelgehäuseglocke 2 angebunden sind. Weiterhin sind die Rippen 12 keilförmig ausgebildet und der Ölwannenflansch 13 schmäler ausgeführt.
  • Bei der Ausführung nach Fig.3 sind an der Kurbelgehäuseglocke im Bereich der Anbindestellen der Rippen 12 innen- und außenliegende Stege 14a, 14b angebunden. Bei der Ausführung nach Fig.4 sind die Versteifungen in einem mittigen Bereich zwischen Lagergrundkörper 5 und Kurbelgehäusewand 11 an den Bändern 9a, 9b und an der die Bänder 9a, 9b verbindenen Kurbelgehäusewand 11 angebunden. Die Rippen 12a erstrecken sich bei dieser Ausführung von dem Lagergrundkörper 5 zu einem nach innen erweiterten Ölwannenflansch 13. Erfindungsgemäß ist über die dargestellten Ausführungen hinaus jede Kombination der in den einzelnen Figuren beschriebenen Merkmale möglich.

Claims (10)

  1. Brennkraftmaschine mit einem Kurbelgehäuse, das Lageranordnungen zur Aufnahme einer Kurbelwelle aufweist, die je Zylindereinheit über ein Pleuel mit einem Kolben verbunden ist, der in einem Zylinder (4) bewegbar ist und wobei der Zylinder (4) von einem Zylinderkopf abgedeckt ist, wobei jede Lageranordnung einen mit dem Kurbelgehäuse über eine Schürze einstückig verbundenen Lagergrundkörper (5) aufweist, der zusammen mit einem mit dem Lagergrundkörper (5) verschraubten Lagerdeckel (7) eine Ausnehmung (8) zur Aufnahme der Kurbelwelle aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schürze (2) in axialer Verlängerung der Schrauben (6) der Lagerdeckel (7) angeordnete Bänder (9a, 9b) aufweist, die sich von dem Lagergrundkörper (5) zu dem Block (1) erstrecken und die Bänder (9a, 9b) durch Versteifungen zum Kurbelgehäuse hin abgestützt sind.
  2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Versteifungen als Kreuzträger (10) ausgebildet sind.
  3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Kreuzträger (10) sich vom Verbindungsbereich der Bänder (9a, 9b) mit dem Lagergrundkörper (5) zu der gegenüberliegenden zwischen den Bändern (9a, 9b) verlaufenden Kurbelgehäusewand (11) erstrecken.
  4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Versteifungen in einem mittigen Bereich zwischen Lagergrundkörper (5) und Kurbelgehäuse und an der die Bänder (9a, 9b) verbindenden Kurbelgehäusewand (11) angebunden sind.
  5. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsfläche der Versteifungen das 0,3-fache bis 0,7-fache der Querschnittsfläche der Bänder (9a, 9b) beträgt.
  6. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Lagergrundkörper (5) und/oder die Bänder (9a, 9b) mit der Kurbelgehäuseglocke (2) über Rippen (12, 12a, 12b) verbunden sind.
  7. Brennkraftmaschine nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (12) zusammen mit dem Lagergrundkörper (5) eine zumindest angenähert geradlinige Verbindung zwischen gegenüberliegenden Kurbelgehäuseseiten bilden.
  8. Brennkraftmaschine nach Anspruch 6 oder 7,
    dadurch gekennzeichnet, daß sich beidseits des Lagergrundkörpers (5) zumindest angenähert gerade Rippen (12, 12a, 12b) vom Zylinderrohrbereich über den Hauptlagergrundkörper (5) zu einem Ölwannenflansch (13) der Kurbelgehäuseglocke (2) erstrecken.
  9. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 6 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Kurbelgehäuseglocke (2) im Bereich der Anbindestellen der Rippen (12, 12a, 12b) innenliegende und/oder außenliegende Stege (14) aufweist.
  10. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 6 bis 9,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Ölwannenflansch (13) eine Breite aufweist, die das 0,4-fache bis 0,6-fache des Zylinderbohrungsmaßes beträgt.
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