EP0995893A2 - Gegossenes Maschinengehäuse einer Hubkolbenmaschine, insbesondere Brennkraftmaschine - Google Patents

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EP0995893A2 EP99118689A EP99118689A EP0995893A2 EP 0995893 A2 EP0995893 A2 EP 0995893A2 EP 99118689 A EP99118689 A EP 99118689A EP 99118689 A EP99118689 A EP 99118689A EP 0995893 A2 EP0995893 A2 EP 0995893A2
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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

Definitions

  • the invention relates to cast machine housing of a reciprocating piston machine, in particular Internal combustion engine, in which a crankshaft bearing bracket in between in Cylinders longitudinally spaced in the machine direction are arranged along the transverse wall is, the bearing chair on both sides of a connection surface for a means Screwable bearing covers in the fillet formed in the transverse wall communicates with housing limits and also in the storage chair Threaded holes for the bearing cap screw connection are arranged.
  • Such a machine housing is for example in DE-PS 1268901 pictured.
  • Such a camp chair design results in particular with V-engines due to the oblique flow of force in the bearing bore in the bearing bracket Connection with one by the flow of force from the combustion pressure elastic constantly deforming bearing cap in its outer contact areas on Bearing chair high stress concentrations that lead to disadvantageous cracking in the areas of the fillets can lead.
  • the invention is based, for a generic Machine housing to show a design through which the power flow in is essentially past the respective fillet.
  • the advantage of the invention is that with this relatively easy to implement design Delle "in the machine housing essentially at the level of the threaded bearing bores, the force flow is essentially past the fillets. With the deflection according to the invention of the force flows resulting from the dynamic ignition back from the respective fillet area, this advantageously results in a relief of these fillet areas the advantage of increased durability of the machine housing.
  • the invention is illustrated schematically in the drawing Warehouse section of a machine housing described.
  • a cast machine housing 1 of an internal combustion engine, not shown 2 includes one in a spaced between machine longitudinal direction Cylinders 3 extending transverse wall 4 arranged crankshaft bearing bracket 5.
  • Bearing cover 7 formed in the transverse wall 4 fillets 8 with housing limits 9 in connection.
  • For screwing the bearing cap 7 to the Bearing bracket 5 are arranged in this threaded bore 10, preferably in each case two threaded bores 10 on the side of each half bearing bore 11 in the bearing bracket 5.
  • This configuration ensures that the fillet 8 is sufficiently distant from the deflected flow of force.
  • Each housing boundary 9 can be the outer boundary of the machine housing 1 form.
  • the housing delimitation 9 is preferably part of an on the outside Machine housing 1 trained channel 18, for example as a Oil return channel 19 is designed.
  • the outer contour profile 12 in which can be formed by means of a casting core a hollow profile stiffening the outer wall of the machine housing 1 is involved.
  • This above-described housing design can also be used for one Machine housings with cylinders arranged in series are used to the power flow away from a fillet to the bearing cap screw to steer.

Abstract

Für ein gegossenes Maschinengehäuse (1) einer Hubkolbenmaschine, insbesondere Brennkraftmaschine (2), bei dem ein Kurbelwellen-Lagerstuhl (5) in einer Gehäuse-Querwand (4) angeordnet und über Hohlkehlen (8) mit Gehäusebegrenzungen (9) in Verbindung steht, wird zur Kraftflußlenkung weg von den Hohlkehlen (8) vorgeschlagen, daß der Lagerstuhl (5) im Bereich von Gewindebohrungen (10) für die Verschraubung eines Lagerdeckels (7) - in Maschinenlängsrichtung gesehen - mit einem taillierten Querschnittsverlauf (13) ausgebildet ist. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 auf ein gegossenes Maschinengehäuse einer Hubkolbenmaschine, insbesondere Brennkraftmaschine, bei der ein Kurbelwellen-Lagerstuhl in einer zwischen in Maschinenlängsrichtung beabstandeten Zylindern verlaufen Querwand angeordnet ist, wobei der Lagerstuhl über beiderseits einer Anschlußfläche für einen mittels Verschraubung anordbaren Lagerdeckel in der Querwand ausgebildeten Hohlkehlen mit Gehäusebegrenzungen in Verbindung steht und ferner im Lagerstuhl Gewindebohrungen für die Lagerdeckel-Verschraubung angeordnet sind.
Ein derartiges Maschinengehäuse ist beispielsweise in der DE-PS 1268901 abgebildet. Eine derartige Lagerstuhlgestaltung ergibt insbesondere bei V-Motoren durch den zur Lagerbohrung im Lagerstuhl gerichteten schrägen Kraftfluß in Verbindung mit einem durch den Kraftfluß aus dem Verbrennungsdruck elastisch sich ständig verformenden Lagerdeckel in dessen äußeren Anlagebereichen am Lagerstuhl hohe Spannungskonzentrationen, die zu nachteiligen Rißbildungen in den Bereichen der Hohlkehlen führen können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für ein gattungsgemäßes Maschinengehäuse eine Gestaltung aufzuzeigen, durch die der Kraftfluß im wesentlichen an der jeweiligen Hohlkehle vorbeigeführt ist.
Diese Aufgabe ist mit dem Patentanspruch 1 dadurch gelöst, daß ein im wesentlichen auf Höhe der Lagerstuhl-Gewindebohrungen abschnittsweise bogenförmig einwärts zur benachbarten Gewindebohrung gerichteter äußerer Konturverlauf der mit dem Lagerstuhl einteilig verbundenen Gehäusebegrenzung zwischen dem äußeren Konturverlauf und der benachbarten Gewindebohrung einen - in Maschinenlängsrichtung gesehen - taillierten Querschnittsverlauf im Lagerstuhl bewirkt.
Der Vorteil der Erfindung ist, daß mit dieser relativ einfach zu verwirklichenden Gestaltung einer
Figure 00020001
Delle" im Maschinengehäuse im wesentlichen auf Höhe der Lagerstuhl-Gewindebohrungen der Kraftfluß an den Hohlkehlen im wesentlichen vorbeigeführt ist. Mit der erfindungsgemäßen Umlenkung der aus den dynamischen Zündrücken resultierenden Kraftflüsse aus dem jeweiligen Hohlkehlen-Bereich ergibt in vorteilhafter Weise eine Entlastung dieser Hohlkehlen-Bereiche mit dem Vorteil einer erhöhten Dauersicherheit des Maschinengehäuses.
Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in weiteren Ansprüchen beschrieben.
Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Lagerstuhl-Abschnittes eines Maschinengehäuses beschrieben.
Ein gegossenes Maschinengehäuse 1 einer nicht näher dargestellten Brennkraftmaschine 2 umfaßt einen in einer zwischen in Maschinenlängsrichtung beabstandeten Zylindern 3 verlaufenden Querwand 4 angeordneten Kurbelwellen-Lagerstuhl 5. Der Lagerstuhl 5 des lediglich hälftig gezeigten Maschinengehäuses 1 steht über beiderseits einer Anschlußfläche 6 für einen mittels Verschraubung anordbaren Lagerdeckels 7 in der Querwand 4 ausgebildeten Hohlkehlen 8 mit Gehäusebegrenzungen 9 in Verbindung. Für die Verschraubung des Lagerdeckels 7 mit dem Lagerstuhl 5 sind in diesem Gewindebohrungen 10 angeordnet, vorzugsweise jeweils zwei Gewindebohrungen 10 seitlich jeder hälftigen Lagerbohrung 11 im Lagerstuhl 5.
Um insbesondere bei einem zum Lagerstuhl 5 schräggerichteten Kraftflußverlauf im gegossenen Maschinengehäuse 1 die Belastung im Bereich der Hohlkehle 8 zwischen dem Lagerstuhl 5 und der Gehäusebegrenzung 9 zu reduzieren, wird eine Kraftflußumlenkung durch eine erfindungsgemäße Gehäusegestaltung vorgeschlagen.
Dieser Vorschlag beinhaltet, daß ein im wesentlichen auf Höhe der Lagerstuhl-Gewindebohrungen 10 abschnittsweise bogenförmig einwärts zur benachbarten Gewindebohrung 10 gerichteter äußerer Konturverlauf 12 der mit dem Lagerstuhl 5 einteilig verbundenen Gehäusebegrenzung 9 zwischen dem äußeren Konturverlauf 12 und der benachbarten Gewindebohrung 10 einen - in Maschinenlängsrichtung gesehen - taillierten Querschnittsverlauf 13 im Lagerstuhl 5 bewirkt. Der taillierte Querschnittsverlauf ist durch die schraffierte Fläche 13 versinnbildlicht.
Mittels des bogenförmigen Konturverlaufes 12 ergibt sich in vorteilhafter Weise eine Kraftfluß-Umlenkung vorbei an der Hohlkehle 8, vorzugsweise in den Bereich der Verschraubung des Lagerdeckels 7.
Im weiteren ist die Erfindung vorzugsweise für ein Leichtmetall-Maschinengehäuse 1 mit V-förmig angeordneten Zylindern 3 unter einem V-Winkel α = 60° - 120° beschrieben. Hierbei dient zur konkreten Ausgestaltung des äußeren Konturverlaufes 12 eine von der Ecke 14 der Anschlußfläche 6 mit der Hohlkehle 8 unter dem jeweiligen V-Winkel ausgehende Bezugsgerade 15 zur Festlegung einer im Abstand x ≈ D/6, ausgewählt aus D = 0 - D/4, angeordneten Tangente 16 an den bogenförmigen Abschnitt 12 mit dem bevorzugten Radius R≈ D/3, gewählt aus D = D - D/6, wobei mit D" der Durchmesser der Lagerbohrung 11 im Lagerstuhl 5 gewählt ist.
Zur erfindungsgemäßen Dimensionierung der Hohlkehle 8 in Relation zu dem durch die erfindungsgemäße Kontur 12 umgelenkten Kraftfluß weist jede Hohlkehle 8 von der Anschlußfläche 6 aus eine Tiefe H ≈ D/15 auf, gewählt aus D = 0 - D/10, wobei der Hohlkehlen-Radius r ≈ D/15 aus D = 0 bis D/10 beträgt und der an die Gehäusebegrenzung 9 innenseitig tangential anschließende Hohlkehlen-Radius r" über eine tangential anschließende Schräge 17 mit der Ecke 14 der Anschlußfläche 6 in Verbindung steht. Mit dieser Ausgestaltung ist sichergestellt, daß die Hohlkehle 8 ausreichend entfernt vom umgelenkten Kraftfluß ist.
Jede Gehäusebegrenzung 9 kann die Außenbegrenzung des Maschinengehäuses 1 bilden. Bevorzugt ist die Gehäusebegrenzung 9 Teil eines außenseitig am Maschinengehäuse 1 ausgebildeten Kanals 18, der beispielsweise als ein Ölrücklauf-Kanal 19 gestaltet ist. Mit den im Bereich jeder Querwand 4 bzw. jedes Lagerstuhles 5 an der Außenseite des Maschinengehäuses 1 angeformt angeordneten Kanälen 18 bzw. 19 ist in diesem Bereichen eine hohe Quersteifigkeit erzielt, wobei der mittels eines Gießkernes ausformbare äußere Konturverlauf 12 in einem die Außenwand des Maschinengehäuses 1 aussteifenden Hohlprofil eingebunden ist.
Diese vorbeschriebene Gehäusegestaltung kann auch bei einem Maschinengehäuse mit in Reihe angeordneten Zylindern Verwendung finden, um den Kraftfluß weg von einer Hohlkehle zu der Lagerdeckel-Verschraubung zu lenken.

Claims (4)

  1. Gegossenes Maschinengehäuse (1) einer Hubkolbenmaschine, insbesondere Brennkraftmaschine (2),
    bei dem ein Kurbelwellen-Lagerstuhl (5) in einer zwischen in Maschinenlängsrichtung beabstandeten Zylindern (3) verlaufenden Querwand (4) angeordnet ist, wobei
    der Lagerstuhl (5) über beiderseits einer Anschlußfläche (6) für einen mittels Verschraubung anordbaren Lagerdeckel (7) in der Querwand (4) ausgebildeten Hohlkehlen (8) mit Gehäusebegrenzungen (9) in Verbindung steht und ferner
    im Lagerstuhl (5) Gewindebohrungen (10) für die Lagerdeckel-Verschraubung angeordnet sind,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß ein im wesentlichen auf Höhe der Lagerstuhl-Gewindebohrungen (10) abschnittsweise bogenförmig einwärts zur benachbarten Gewindebohrung (10) gerichteter äußerer Konturverlauf (12) der mit dem Lagerstuhl (5) einteilig verbundenen Gehäusebegrenzung (9) zwischen dem äußeren Konturverlauf (12) und der benachbarten Gewindebohrung (10) einen - in Maschinenlängsrichtung gesehen - taillierten Querschnittsverlauf (13) im Lagerstuhl (5) bewirkt.
  2. Maschinengehäuse nach Anspruch 1 gekennzeichnet durch
    ein Leichmetall-Maschinengehäuse (1) mit V-förmig angeordneten Zylindern (3) unter einem V-Winkel α = 60° - 120°, wobei
    eine von der Ecke (14) der Anschlußfläche (6) mit der Hohlkehle (8) unter dem jeweiligen V-Winkel ausgehende Bezugsgerade (15) zur Festlegung einer im Abstand x ≈ D/6 aus D = 0 - D/4 angeordneten Tangente (16) an den bogenförmigen Abschnitt (12) mit dem Radius R ≈ D/3 aus D = D - D/6 dient und
    mit
    Figure 00060001
    D" der Durchmesser einer Lagerbohrung (11) im Lagerstuhl (5) gewählt ist.
  3. Maschinengehäuse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
    daß jede Hohlkehle (8) von der Anschlußfläche (6) aus eine Tiefe H ≈ D/15 aus D = 0 - D/10 aufweist und
    der Hohlkehlen-Radius r ≈ D/15 aus D = 0 - D/10 beträgt, wobei
    der an die Gehäusebegrenzung (9) innenseitig tangential anschließende Hohlkehlen-Radius (r) über eine tangential anschließende Schräge (17) mit der Ecke (14) der Anschlußfläche (6) in Verbindung steht.
  4. Maschinengehäuse nach den Ansprüchen 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Gehäusebegrenzung (9) Teil eines außenseitig am Gehäuse (1) ausgebildeten Kanals (18) ist, insbesondere eines Ölrücklauf-Kanals (19).
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