EP1378648A1 - Lagerstuhl für eine Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine - Google Patents
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- 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
Abstract
Lagerstuhl für die Kurbelwelle eine Brennkraftmaschine mit zylinderblockseitig angebrachten Lagerdeckeln und einer Dichtfläche zwischen Lagerstuhl und Zylinderblock, wobei die Anlagefläche zwischen Lagerdeckel und Lagerstuhl gegenüber der Dichtfläche erhöht angeordnet ist. <IMAGE>
Description
Die Erfindung betrifft einen Lagerstuhl für eine Kurbelwelle einer
Brennkraftmaschine, insbesondere in Reihen- oder V-Anordnung.
Bei einer Brennkraftmaschine entstehen durch Verbrennung in bekannter Weise eine
Gaskraft. Zwischen Kurbelwelle bzw. deren Lagerung und Zylinderkopf muß die
Gaskraft aufgenommen werden. Diese wirkt auf die Kurbelwelle über die Kolben und
die Pleuelstangen ein und entfaltet Kraftkomponenten an der Kurbelwelle, die sowohl
nach unten als auch seitwärts gerichtet sein können. Die sichere und dauerhafte
Aufnahme dieser Gaskräfte ist mitbestimmend für die Effizienz der
Brennkraftmaschine und deren Haltbarkeit. Eine Möglichkeit zur Optimierung ist die
Verwendung eines Lagerstuhls, der von unten gegen den Zylinderblock geschraubt
wird und der aufgrund einer geeigneten Rahmenkonstruktion zur Versteifung der
Brennkraftmaschine führt.
Aus DE 296 09 950 ist ein Lagerstuhl für eine Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine
bekannt, der von unten gegen den Zylinderblock geschraubt wird. Der Lagerstuhl
bildet die untere Hälfte der Bohrungen für die Kurbelwellenlager, während die obere
Hälfte durch Lagerdeckel gebildet wird, die auf den Lagerstuhl aufgeschraubt
werden. Zwischen Lagerstuhl und Lagerdeckel sind Lagerdeckelanlageflächen
ausgebildet. Die Lagerdeckel werden auf der dem Zylinderblock zugewandten Seite
mit dem Lagerstuhl verschraubt. Außerhalb des Montagebereichs der Lagerdeckel ist
eine Dichtfläche zur Montage des Lagerstuhls an der Brennkraftmaschine bzw. an
deren Zylinderblock vorgesehen. Die Verschraubung des Lagerstuhls mit dem
Zylinderblock erfolgt mittels Zylinderblockbefestigungsschrauben, die sowohl in den
Fluchtlinien der Lagerdeckelbefestigungsschrauben als auch in den
Zylindermittenebenen angeordnet sind. Dies führt einerseits zu einer aufwendigen
Formgebung des Lagerstuhls bzw. des Zylinderblocks, andererseits kann die
Aufnahme insbesondere der seitlichen Komponenten der Gaskraft noch verbessert
werden.
Bekannt ist es auch den Kurbelwellenlagerdeckel mit den Zylinderblockaußenflächen
zu verschrauben, um die Systemsteifigkeit und die entstehenden seitlichen Gaskräfte
besser aufnehmen zu können. Diese Anordnung dient auch dazu die durch die
Gaskräfte über die Kurbelwelle auf die Lagerstühle übertragenen Schwingungen zu
reduzieren.
Eine verbesserte Aufnahme der Gaskraft insbesondere von deren seitlichen
Komponenten sowie eine fertigungstechnische Vereinfachung war Zielsetzung der
vorliegenden Erfindung.
Ausgehend von einem Lagerstuhl für eine Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine, der
Lagerdeckel für die Kurbelwelle aufweist, an denen Lagerdeckelanlageflächen zum
Lagerstuhl hin ausgebildet sind und die an der dem Zylinderblock zugewandten Seite
des Lagerstuhls angebracht sind, wobei der Lagerstuhl eine Fläche zur Montage an
der Brennkraftmaschine aufweist, welche die Lagerdeckel umgibt, ist
erfindungsgemäß vorgesehen, die Lagerdeckelanlageflächen gegenüber der die
Lagerdeckel umgebenden Fläche erhöht anzuordnen. Dadurch ergibt sich
zwangsläufig, daß zwischen den Lagerdeckelanlageflächen und der umgebenden
Fläche eine Übergangsschulter ausgebildet sein muß. Hierdurch tritt eine Versteifung
des Lagerstuhls ein. Außerdem führt dies dazu, daß die Lagerdeckel bei der
Herstellung des Lagerstuhls mit angegossen werden können. Die angegossenen
Lagerdeckel werden dann gezielt an entsprechend gekerbten Stellen gebrochen, so
daß die Bruchflächen nach der Bearbeitung der Lagerbohrung und Einbau der
Kurbelwelle die Lagerdeckelanlageflächen am Lagerstuhl bilden. Die genannte
Anordnung bieten weitere Vorteile, so können z. B. die Zylinderbohrungen von oben
und unten bearbeitet werden und bei der Herstellung des Zylinderblockes ist nur
noch ein Gußkern erforderlich, da keine Hinterschneidungen mehr durch die
Kurbelwellenlagerbrücken entstehen. Bei dieser Anordnung wird in der Regel der
Zylinderblock so weit heruntergezogen, daß er eine Dichtfläche zur Ölwanne
ausweist.
Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weisen die Lagerdeckel Bohrungen
für die Zylinderblockbefestigungsschrauben auf, so daß die Übergangsschulter
zwischen Lagerdeckelanlagefläche und umgebender Fläche nach außen wandert
und somit auch die Übergangsschulter zwischen den genannten Fläche weiter außen
liegt. Bei dieser Anordnung können unter Umständen die separaten
Lagerdeckelbefestigungsschrauben entfallen und die Lagerdeckel werden auch von
den Zylinderblockbefestigungsschrauben gehalten.
Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird die umgebende Fläche des
Lagerstuhls als Dichtfläche zum Zylinderblock ausgebildet. Die Dichtfläche zur
Ölwanne wird bei dieser Ausgestaltung an der Unterseite des Lagerstuhls
angeordnet. Diese Anordnung bietet insbesondere bei kleinen Brennkraftmaschinen
Montagevorteile und erhöht die Gesamtsteifigkeit des Systems.
Dadurch, daß die Lagerdeckelanlageflächen gegenüber der umgebenden Fläche
zwischen Lagerstuhl und Zylinderblock erhöht ausgebildet, also gegenüber dieser
näher am Zylinder liegen und demzufolge eine Übergangsschulter zwischen
Lagerdeckelanlagefläche und umgebender Fläche vorgesehen sein muß, ergibt sich
außerdem die Möglichkeit, diese Übergangsschulter als seitliche Paßfläche
(senkrecht zur umgebenden Fläche) zwischen Zylinderblock und Lagerstuhl
auszubilden. Dies führt zu einer weiter verbesserten Aufnahme der seitlichen
Komponenten der Gaskraft.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden die
Lagerstuhlbefestigungsschrauben durch den Zylinderblock durchgeführt und direkt
mit dem Zylinderkopf verschraubt. Dies bieten den Vorteil, daß der Zylinderblock
nicht mehr auf Zug und Druck sondern nur noch auf Druck beansprucht wird.
Außerdem sind keine separaten Zylinderkopfschrauben mehr erforderlich.
Eine Ausführung der Erfindung für das Beispiel einer Brennkraftmaschine in
Reihenanordnung wird anhand der schematischen Abbildung (Fig. 1) erläutert.
Die Fig. 1 zeigt schematisch einen Schnitt, der durch die Mitte einer
Lagerdeckelbefestigung verläuft.
Die Brennkraftmaschine 1 besteht in bekannter Weise aus einem Lagerstuhl 2, dem
Zylinderblock 3 und dem Zylinderkopf 4. Ölwanne 7 sowie Zylinderkopfabdeckung 8
sind ebenfalls nur schematisch ausgeführt. Auf dem Lagerstuhl 2 sind Lagerdeckel 5
mittels Lagerdeckelbefestigungsschrauben 51 aufgeschraubt. Zwischen Lagerstuhl 2
und den Lagerdeckeln 5 sind die Bohrungen 52 für die Kurbelwellenlager
(Hauptlager) vorgesehen. In etwa die untere Hälfte der Lagerbohrung 52 ist also im
Lagerstuhl, während die obere Hälfte im Lagerdeckel angebracht ist. Zwischen
Lagerstuhl 2 und Lagerdeckel 5 sind die Lagerdeckelanlageflächen 53 ausgebildet.
Dabei kann es sich um mechanisch bearbeitete Flächen oder - bei während der
Herstellung des Lagerstuhls 2 angegossenen Lagerdeckeln 5 - um Bruchflächen
handeln. Ausgehend von der Bohrung 52 für Kurbelwellenlager sind die
Lagerdeckelbefestigungsschrauben 51 etwa symmetrisch zu der Bohrung
angeordnet. Die Verbindung zwischen Zylinderblock 3 und Lagerstuhl 2 erfolgt
mittels Befestigungsschrauben 6 (Zylinderblockbefestigungsschrauben), die
bevorzugt durch die Bohrungen 9, 10 im Lagerstuhl 2 und im Zylinderblock 3 sowie
im Zylinderkopf 4 bis in diesen hineinreichen. Am Lagerstuhl 2 ist zum Zylinderblock
3 hin eine Dichtfläche 54 zur Montage des Lagerstuhls am Zylinderblock vorgesehen.
Diese Dichtfläche 54 erstreckt sich von der Außenwand 55 des Lagerstuhls in
Richtung der Bohrung 52 für das Kurbelwellenlager etwa senkrecht zu den
Zylinderblockbefestigungsschrauben 6 bevorzugt bis über die diese aufnehmenden
Bohrungen 9, 10. Da die Lagerdeckelanlageflächen 53 gegenüber der Dichtfläche 54
erhöht ausgebildet ist, sich als näher am Zylinderkopf 4 befindet als die Dichtfläche
54, ist zwangsläufig eine Übergangsschulter zwischen Lagerdeckelanlageflächen 53
und Dichtfläche 54 auszubilden. Da sich die Dichtfläche 54 in der hier als bevorzugt
dargestellten Ausführung bis über die Bohrung 9, 10 der Befestigungsschrauben 6 in
Richtung auf die Kurbelwellenlagerbohrung 52 erstreckt, ist die Übergangsschulter
zwischen den Lagerdeckelanlageflächen 53 und der Dichtfläche 54 zwischen den
Lagerdeckelbefestigungsschrauben 51 und den Zylinderblockbefestigungsschrauben
6 angeordnet. Hierdurch kann die Übergangsschulter an einem oder mehreren der
Lagerdeckel 5 als seitliche Führung etwa senkrecht zur Dichtfläche 54 zwischen
Lagerstuhl 2 und Zylinderblock 3 ausgebildet werden.
Bei einer Anordnung, bei der die Lagerdeckel 5 Durchgangsbohrungen für die
Zylinderblockbefestigungsschrauben 6 aufweisen, sich also näher an die Außenwand
des Lagerstuhls erstrecken, kann die Übergangsschulter zwischen Dichtfläche 54
und Lagerdeckelanlagefläche 53 auch zwischen Bohrung für die
Zylinderblockbefestigungsschrauben 6 und Lagerstuhlaußenwand 55 ausgebildet
sein. In axialer Richtung sind die an der Übergangsschulter zwischen der
Lagerdeckelanlagefläche 53 und Dichtfläche 54 gebildeten Paßflächen bevorzugt
fluchtend ausgebildet.
Claims (6)
- Lagerstuhl (2) für eine Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine (1) mit Lagerdeckeln (5) für die Kurbelwelle, wobei zwischen Lagerdeckeln (5) und Lagerstuhl (2) Lagerdeckelanlageflächen (53) ausgebildet sind und die Lagerdeckel (2) auf der einem Zylinderblock (3) zugewandten Seite des Lagerstuhls (2) angebracht sind und mit einer Fläche (54) zur Montage des Lagerstuhls (2) an der Brennkraftmaschine (1), wobei die Fläche (54) die Lagerdeckel (5) umgibt,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Lagerdeckelanlageflächen (53) gegenüber der umgebenden Fläche (54) erhöht angeordnet sind. - Lagerstuhl (2) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
im Bereich der umgebenden Fläche (54) Zylinderblockbefestigungsschrauben (6) für die Montage des Lagerstuhls (2) an einem Zylinderblock (3) angeordnet sind, die zwischen den Lagerdeckelbefestigungsschrauben (51) und der Außenwand (55) des Lagerstuhls (2) angeordnet sind und wobei der Übergang von der Lagerdeckelanlagefläche (53) zur umgebenden Fläche (54) zwischen der Lagerdeckelbefestigungsschraube (51) und der Zylinderblockbefestigungsschraube (6) angeordnet ist. - Lagerstuhl (2) nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Lagerdeckel (5) Bohrungen für die Zylinderblockbefestigungsschrauben (6) aufweisen, die wiederum für die Montage des Lagerstuhls (2) an einem Zylinderblock (3) vorgesehen sind. - Lagerstuhl (2) nach Anspruch 1, 2 oder 3
dadurch gekennzeichnet, daß
die umgebenden Fläche (54) des Lagerstuhls (2) als Dichtfläche zum Zylinderblock (3) ausgebildet ist. - Lagerstuhl (2) nach den Ansprüchen 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Übergang zwischen der Lagerdeckelanlageflächen (53) und der umgebenden Fläche (54) als seitliche Paßfläche ausgebildet ist. - Lagerstuhl (2) nach den Ansprüchen 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Zylinderblockbefestigungsschrauben (6) durch den Zylinderblock (3) geführt werden und direkt mit dem Zylinderkopf (4) verschraubt sind.
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