EP1694955B1 - Bodenplatte f r ein kurbelgeh use - Google Patents

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EP1694955B1
EP1694955B1 EP04801195A EP04801195A EP1694955B1 EP 1694955 B1 EP1694955 B1 EP 1694955B1 EP 04801195 A EP04801195 A EP 04801195A EP 04801195 A EP04801195 A EP 04801195A EP 1694955 B1 EP1694955 B1 EP 1694955B1
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bottom plate
crankcase
lubricant
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
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    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F15B13/00—Details of servomotor systems ; Valves for servomotor systems
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    • F15B13/06—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with two or more servomotors
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    • F01M2011/0066—Oilsumps with passages in the wall, e.g. for axles or fluid passages
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    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P2060/00—Cooling circuits using auxiliaries
    • F01P2060/04—Lubricant cooler

Definitions

  • the invention relates to a base plate for a crankcase according to the preamble of claim 1 and a manufacturing method thereof.
  • crankcase with chambers known. These chambers are used, inter alia, as oil storage rooms.
  • a bottom plate for closing this crankcase known.
  • the bottom plate extends over the entire base of the crankcase.
  • the pumps, heat exchangers and filters are arranged.
  • the channels for media guidance, z. B. for the lubricant and the cooling water are arranged.
  • a recess for collecting lubricant are performed in the bottom plate. In the text below, this depression is referred to as a suction point.
  • the lubricant dripping down from the crankshaft space is supplied to this suction point via a fluid guide device.
  • the lubricant in the suction point is then conveyed through a channel in the bottom plate of a suction pump in the chambers of the crankcase.
  • the bottom plate is made of cast aluminum.
  • the packing density and free channel length of the bottom plate is determined by the smallest possible core height and the minimum wall thickness. The problem is therefore that the integration of additional functions, such. B. preheating, only a redesign of the bottom plate with a correspondingly larger volume is possible.
  • the invention is based on the object to develop a bottom plate, which allows greater freedom of choice.
  • the bottom plate consists of individual plates of the same circumference. These individual plates can be the same thickness or have a different thickness.
  • the bottom plate of the invention is laminated from single plates.
  • the bottom plate is made by compacting the single plates by gluing or soldering to the bottom plate.
  • the channels of the single plates are produced by laser cutting or water jet cutting.
  • the advantages of the invention are that a higher packing density is possible.
  • the manufacturing limitations are reduced to a minimum.
  • As a pump, does not necessarily mean a redesign of the bottom plate.
  • the higher packing density results in the possibility that additional functionalities, eg. As preheating, drainage and additional media guides can be displayed.
  • FIG. 1 a bottom plate 1 is shown in a perspective view.
  • a bottom plate is made of DE 100 33 416 C1 known, which belongs to the disclosure of this application.
  • the bottom plate 1 closes a crankcase 2 of an internal combustion engine at the bottom thereof.
  • the bottom plate 1 extends over the entire base surface of the crankcase 2.
  • the pumps, the filters and the heat exchangers are arranged on the bottom plate 1. In the FIG. 1 these are not shown for clarity reasons.
  • On the force side KS a first suction point 3 is formed in the bottom plate 1.
  • a second suction point 4 is formed on the opposite side KGS a second suction point 4 is formed.
  • the lubricant dripping from a crankshaft space is supplied from a fluid guide device 18 to the first suction point 3 and the second suction point 4.
  • the suction points serve as a collecting space.
  • the lubricant from the first suction point 3 is conveyed via a channel by a first suction pump SP1.
  • the delivered volume flow is shown with an arrow and the reference SP1.
  • the lubricant of the second suction point 4 is conveyed by a second suction pump SP2. This volume flow is in FIG. 1 shown with an arrow and the reference SP2.
  • a lubricant volume flow in the lubricant reservoirs 5 (chambers) of the crankcase 2 is promoted.
  • Reference symbol WTS denotes a lubricant volume flow to the heat exchanger.
  • Reference symbol WTW denotes a water volume flow to the heat exchanger.
  • the reference symbol FIL represents a lubricant volume flow to an oil filter.
  • the bottom plate 1 is made up of several individual plates. Scope. In the FIG. 1 these layered individual plates are represented by the reference symbol EP (i). The number in the bracket indicates the distance of the single plate from the reference surface zero. The single plate EP (0) thus designates that single plate, which comes directly to the crankcase 2 to the plant. The single plate EP (n) denotes that single plate which closes the bottom plate against the environment. The individual plates EP (i) can have the same thickness or a different thickness. A thickness of about 2 to 5 mm has been proven. The channels in the single plates are produced by laser cutting or water jet cutting. Thereafter, the individual plates are compacted via a glue or solder connection to a media flow management plate.
  • the single plate EP (0) is shown in plan view. This comes directly to the crankcase 2 of the internal combustion engine to the plant.
  • the lubricant volume of the first suction point 3 is conveyed by the first suction pump SP1.
  • the lubricant volume of the second suction point 4 is conveyed by the second suction pump SP2.
  • the total volume flow of the two suction pumps SP1 and SP2 is then fed via a pressure channel 7 to a first outlet 9 and a second outlet 10.
  • a portion 7B, 7C and 7D lead from the first outlet 9 to the second outlet 10.
  • the portions 7A, 7B and 7D are outside the cutting plane and are therefore dashed shown.
  • the funded by the pressure pump DP lubricant volume is conveyed into a pressure channel 8.
  • the pressure channel 8 is connected via the gates 8A, 8B, 8C and 8D to an opening from which the lubricant is led to the heat exchanger WTS.
  • the sections 8A and 8D are outside the cutting plane and are therefore shown in dashed lines.
  • the lubricant After the lubricant has passed through the heat exchanger WTS, it is returned via an inlet 12 back into the bottom plate 1. From the inlet 12, the lubricant is supplied via an appropriate channel to an oil filter.
  • This volume flow is represented by the reference FIL.
  • the reference numeral 11 indicates the water entry into the bottom plate 1 after passing through the heat exchanger WTW. With reference numeral 5, the lubricant reservoirs are shown, which correspond to the corresponding chambers in the crankcase 2 of the internal combustion engine.
  • FIG. 3 shows a single plate EP (3).
  • the section 7C of the pressure channel 7 and the section 8B of the pressure channel 8 is no longer in the cutting plane.
  • FIG. 4 a single plate EP (9) is shown.
  • reference numeral 13 a channel from the first suction point 3 to the first suction pump SP1 can be seen.
  • the reference numeral 14 shows a channel which leads from the second suction point 4 to the second suction pump SP2.
  • This section also shows the channels for the water supply to / from the heat exchanger WTW. After the water volume has passed through the heat exchanger WTW, it is returned to the inlet 11 in the bottom plate 1. From there it is routed via a corresponding channel.
  • This single plate is the connection channel from the inlet 12 of the lubricant to the oil filter FIL visible.
  • the reference numeral 15 shows the channel to the pressure pump DP.
  • FIG. 5 is a single plate EP (n) .darhen. This single plate shoots the bottom plate against the environment.
  • the single plate EP (n) 16 holes are shown by reference numeral, by means of which the bottom plate with the crankcase 2 is detachably connected.
  • the reference numeral 17 shows a corresponding threaded insert.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Bodenplatte für ein Kurbelgehäuse nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie ein Herstellungsverfahren hierfür.
  • Aus der DE 198 55 562 C1 ist ein Kurbelgehäuse mit Kammern bekannt. Diese Kammern dienen u. a. als Ölvorratsräume. Aus der DE 100 33 416 C1 oder US 2003 000495 ist eine Bodenplatte zum Verschließen dieses Kurbelgehäuses bekannt. Die Bodenplatte erstreckt sich über die gesamte Grundfläche des Kurbelgehäuses. Auf der Bodenplatte sind die Pumpen, Wärmetauscher und Filter angeordnet. In der Bodenplatte integriert sind die Kanäle zur Medien-Führung, z. B. für das Schmiermittel und das Kühlwasser. Auf der Kraftseite und der Kraftgegenseite sind in der Bodenplatte jeweils eine Vertiefung zum Sammeln von Schmiermittel ausgeführt. Im weiteren Text wird diese Vertiefung als Saugstelle bezeichnet. Das aus dem Kurbelwellenraum herabtropfende Schmiermittel wird über eine Fluid-Führungseinrichtung diesen Saugstelle zugeführt. Das Schmiermittel in der Saugstelle wird dann über einen Kanal in der Bodenplatte von einer Saugpumpe in die Kammern des Kurbelgehäuses gefördert.
  • In der Praxis wird die Bodenplatte aus Aluminium-Guss hergestellt. Die Packungsdichte und freie Kanallänge der Bodenplatte wird hierbei maßgeblich durch die kleinstmögliche Kernhöhe und die Mindestwandstärke bestimmt. Problematisch ist daher, dass die Integration von zusätzlichen Funktionen, z. B. Vorwärmung, nur über eine Neukonstruktion der Bodenplatte mit einem entsprechend größeren Volumen möglich ist.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Bodenplatte zu entwickeln, welche eine größere Wahlfreiheit gestattet.
  • Die Aufgabe wird durch eine Bodenplatte mit den Merkmalen von. Anspruch 1 und ein entsprechendes Herstellungsverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 5 gelöst. Die Ausgestaltungen hierzu sind in den jeweils abhängigen Ansprüchen dargestellt.
  • Die Erfindung sieht vor, dass die Bodenplatte aus Einzelplatten gleichen Umfangs besteht. Diese Einzelplatten können gleich dick sein oder eine unterschiedliche Dicke aufweisen. Im Unterschied zum Stand der Technik wird die Bodenplatte der Erfindung aus Einzelplatten geschichtet. Hergestellt wird die Bodenplatte indem die Einzelplatten mittels Kleben oder Löten zu der Bodenplatte kompaktiert werden. Die Kanäle der Einzelplatten werden mittels Laserschneiden oder Wasserstrahlschneiden hergestellt.
  • Die Vorteile der Erfindung bestehen darin, dass eine höhere Packungsdichte möglich ist. Für die Kanalhöhen, Kanallängen und Komplexität der Kanal-Führung werden die herstellungstechnischen Einschränkungen auf ein Minimum reduziert. Eine nachträglich geänderte Positionierung von z. B. einer Pumpe, bedeutet nicht zwangsweise eine Neukonstruktion der Bodenplatte. Aus der höheren Packungsdichte resultiert die Möglichkeit, dass zusätzliche Funktionalitäten, z. B. Vorwärmflächen, Drainage und zusätzliche Medienführungen, darstellbar sind.
  • In den Zeichnungen ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel dargestellt. Es zeigen:
    • Fig. 1
    eine Bodenplatte in perspektivischer Ansicht;
    Fig. 2
    eine Einzelplatte EP(0) in Draufsicht;
    Fig. 3
    eine Einzelplatte EP(3) in Draufsicht;
    Fig. 4
    eine Einzelplatte EP(9) in Draufsicht;
    Fig. 5
    eine Einzelplatte EP(n) in Draufsicht.
  • In Figur 1 ist eine Bodenplatte 1 in perspektivischer Ansicht dargestellt. Eine derartige Bodenplatte ist aus der DE 100 33 416 C1 bekannt, die zum Offenbarungsgehalt dieser Anmeldung gehört. Die Bodenplatte 1 verschließt ein Kurbelgehäuse 2 einer Brennkraftmaschine an deren Unterseite. Die Bodenplatte 1 erstreckt sich hierbei über die gesamte Grundfläche des Kurbelgehäuses 2. Die Pumpen, die Filter und die Wärmetauscher sind auf der Bodenplatte 1 angeordnet. In der Figur 1 sind diese aus Übersichtlichkeits-Gründen nicht dargestellt. Auf der Kraftseite KS ist in der Bodenplatte 1 eine erste Saugstelle 3 ausgebildet. Auf der Kraftgegenseite KGS ist eine zweite Saugstelle 4 ausgebildet. Das von einem Kurbelwellenraum herabtropfende Schmiermittel wird von einer Fluid-Führungseinrichtung 18 der ersten Saugstelle 3 und der zweiten Saugstelle 4 zugeführt. Die Saugstellen dienen als Sammelraum. Das Schmiermittel aus der ersten Saugstelle 3 wird über einen Kanal von einer ersten Saugpumpe SP1 gefördert. In Figur 1 ist der geförderte Volumenstrom mit einem Pfeil und dem Bezugszeichen SP1 dargestellt. Das Schmiermittel der zweiten Saugstelle 4 wird von einer zweiten: Saugpumpe SP2 gefördert. Dieser Volumenstrom ist in Figur 1 mit einem Pfeil und dem Bezugszeichen SP2 dargestellt.
  • Von den Saugpumpen SP1 und SP2 wird ein Schmiermittel-Volumenstrom in die Schmiermittel-Vorratsräume 5 (Kammern) des Kurbelgehäuses 2 gefördert. Das Bezugszeichen WTS bezeichnet einen Schmiermittel-Volumenstrom zum Wärmetauscher. Das Bezugszeichen WTW bezeichnet einen Wasser-Volumenstrom zum Wärmetauscher. Mit dem Bezugszeichen FIL ist ein Schmiermittel-Volumenstrom zu einem Ölfilter dargestellt.
  • In Richtung der Kraftseite KS sind an der Bodenplatte 1 zwei Flanschflächen 6 ausgebildet. Über diese kann z. B. ein Schwungradgehäuse oder Kupplungsgehäuse mit dem Kurbelgehäuse 2 und der Bodenplatte 1 verbunden werden.
  • Die Bodenplatte 1 besteht aus mehreren Einzelplatten gleichen. Umfangs. In der Figur 1 sind diese geschichteten Einzelplatten mit dem Bezugszeichen EP(i) dargestellt. Die Zahl in der Klammer gibt den Abstand der Einzelplatte von der Bezugsfläche Null an. Die Einzelplatte EP(0) bezeichnet also diejenige Einzelplatte, welche unmittelbar am Kurbelgehäuse 2 zur Anlage kommt. Die Einzelplatte EP(n) bezeichnet diejenige Einzelplatte, welche die Bodenplatte gegenüber der Umwelt abschließt. Die Einzelplatten EP(i) können gleich dick oder eine unterschiedliche Dicke aufweisen. Eine Dicke von ca. 2 bis 5 mm hat sich bewährt. Die Kanäle in den Einzelplatten werden über Laserschneiden oder Wasserstrahlschneiden hergestellt. Danach werden die Einzelplatten über eine Klebe- oder Lötverbindung zu einer Medienfluss-Management-Platte kompaktiert.
  • In der Figur 2 ist die Einzelplatte EP(0) in Draufsicht dargestellt. Diese kommt unmittelbar am Kurbelgehäuse 2 der Brennkraftmaschine zur Anlage. Das Schmiermittel-Volumen der ersten Saugstelle 3 wird von der ersten Saugpumpe SP1 gefördert. Das Schmiermittel-Volumen der zweiten Saugstelle 4 wird von der zweiten Saugpumpe SP2 gefördert. Der Gesamt-Volumenstrom der beiden Saugpumpen SP1 und SP2 wird danach über einen Druckkanal 7 einem ersten Austritt 9 und einem zweiten Austritt 10 zugeführt. In der Figur 2 führt vom Druckkanal 7 ein erster Abschnitt 7A zum ersten Austritt 9. Ein Abschnitt 7B, 7C und 7D führen vom ersten Austritt 9 zum zweiten Austritt 10. Die Abschnitte 7A, 7B und 7D liegen außerhalb der Schnittebene und sind daher gestrichelt dargestellt. Das von der Druckpumpe DP geförderte Schmiermittel-Volumen wird in einen Druckkanal 8 gefördert. Der Druckkanal 8 ist über die Anschnitte 8A, 8B, 8C und 8D mit einer Öffnung verbunden, von der das Schmiermittel zum Wärmetauscher WTS geführt wird. Die Abschnitte 8A und 8D liegen außerhalb der Schnittebene und sind daher gestrichelt dargestellt. Nachdem das Schmiermittel den Wärmetauscher WTS durchlaufen hat, wird es über einen Eintritt 12 wieder in die Bodenplatte 1 zurückgeführt. Vom Eintritt 12 wird das Schmiermittel über einen entsprechenden Kanal einem Ölfilter zugeführt. In Figur 2 ist dieser Volumenstrom mit dem Bezugszeichen FIL dargestellt. Das Bezugszeichen 11 kennzeichnet den Wassereintritt in die Bodenplatte 1 nach Durchlaufen des Wärmetauschers WTW. Mit Bezugszeichen 5 sind die Schmiermittel-Vorratsräume dargestellt, welche mit den entsprechenden Kammern im Kurbelgehäuse 2 der Brennkraftmaschine korrespondieren.
  • Die Figur 3 zeigt eine Einzelplatte EP(3). Im Unterschied zur Figur 2 liegt der Abschnitt 7C des Druckkanals 7 und der Abschnitt 8B des Druckkanals 8 nicht mehr in der Schnittebene. Für die Funktionalität gilt die Beschreibung der Figur 2.
  • In Figur 4 ist eine Einzelplatte EP(9) dargestellt. Bei diesem Schnitt ist mit Bezugszeichen 13 ein Kanal von der ersten Saugstelle 3 zur ersten Saugpumpe SP1 ersichtlich. Das Bezugszeichen 14 zeigt einen Kanal, welcher von der zweiten Saugstelle 4 zur zweiten Saugpumpe SP2 führt. Bei diesem Schnitt sind ebenfalls die Kanäle für die Wasserführung zum/vom Wärmetauscher WTW ersichtlich. Nachdem das Wasser-Volumen den Wärmetauscher WTW durchlaufen hat, wird es am Eintritt 11 in die Bodenplatte 1 zurückgeführt. Von dort wird es über einen entsprechenden Kanal weiterverzweigt. Bei dieser Einzelplatte ist der Verbindungskanal vom Eintritt 12 des Schmiermittels zum Ölfilter FIL ersichtlich. Das Bezugszeichen 15 zeigt.den Kanal zur Druckpumpe DP.
  • In Figur 5 ist eine Einzelplatte EP(n).dargestellt. Diese Einzelplatte verschießt die Bodenplatte gegenüber der Umwelt. In der Einzelplatte EP(n) sind mit Bezugszeichen 16 Bohrungen dargestellt, mittels denen die Bodenplatte mit dem Kurbelgehäuse 2 lösbar verbunden wird. Das Bezugszeichen 17 zeigt einen entsprechenden Gewindeeinsatz.
  • Aus der Beschreibung ergeben sich für die Erfindung folgende Vorteile:
    • die Bodenplatte gestattet eine höhere Packungsdichte;
    • eine nachträglich geänderte Positionierung von z. B. einer Pumpe kann mit einfachem Austausch der jeweiligen Einzelplatten realisiert werden;
    • in die Bodenplatte können zusätzliche Funktionalitäten wie etwa die Führung von Kraftstoff, Kühlung und Vorwärmung integriert werden;
    • in der Bodenplatte entfallen die Öffnungen zum Gießen, d. h. ein Verschließen derartiger Öffnungen gegenüber der Umwelt ist nicht mehr notwendig;
    • die Herstellung der Einzelplatten verursacht nur minimale Werkzeugkosten;
    • die Verbindungstechnik der Einzelplatten, d. h. Kleben oder Löten, sind in der Technik bewährt.
    Bezugszeichen
    • 1
    Bodenplatte
    2
    Kurbelgehäuse
    3
    erste Saugstelle
    4
    zweite Saugstelle
    5
    Schmiermittel-Vorratsraum
    6
    Flanschfläche
    7
    Druckkanal SP1 und SP2
    7A, 7B, 7C, 7D
    Abschnitt SP1 und SP2
    8
    Druckkanal DP
    8A, 8B, 8C, 8D
    Abschnitt DP
    9
    erster Austritt (Druckkanal SP1 und SP2)
    10
    zweiter Austritt (Druckkanal SP1 und SP2)
    11
    Eintritt nach WTW
    12
    Eintritt nach WTS
    13
    Kanal erste Saugstelle zu SP1
    14
    Kanal zweite Saugstelle zu SP2
    15
    Kanal zur DP
    16
    Bohrung
    17
    Gewindeeinsatz
    18
    Fluid-Führungseinrichtung
    DP
    Druckpumpe
    EP(i)
    Einzelplatte
    FIL
    Schmiermittel-Filter
    KGS
    Kraftgegenseite
    KS
    Kraftseite
    SP1
    erste Saugpumpe
    SP2
    zweite Saugpumpe
    WTS
    Wärmetauscher, Schmiermittel
    WTW
    Wärmetauscher, Wasser

Claims (6)

  1. Bodenplatte (1) zum Verschließen eines.Kurbelgehäuses (2) einer Brennkraftmaschine, wobei in der Bodenplatte (1) Kanäle für Schmier- und Kühlmittel integriert sind,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Bodenplatte (1) aus ebenen Einzelplatten (EP(i)) gleichen Umfangs besteht, wobei die Einzelplatten (EP(i)) unmittelbar aufeinander geschichtet sind und die Kanäle aus den Einzelplatten (EP(i)) ausgeschnitten sind.
  2. Bodenplatte (1) nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Bodenplatte (1) aus Einzelplatten (EP(i)) gleicher Dicke oder ungleicher Dicke besteht.
  3. Bodenplatte (1) nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass mittels der Einzelplatten (EP(i)) in der Bodenplatte (1) als zusätzliche Funktionalitäten die Führung von Kraftstoff, Kühlung, Vorwärmung, Drainage und Entlüftung integriert sind.
  4. Bodenplatte nach einem der vorausgegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass an den Einzelplatten (EP(0)) gegenüber dem Kurbelgehäuse (2) und/oder der Umwelt (EP(n)) Gehäuseteile, insbesondere eine Fluid-Führungseinrichtung (18), angeordnet sind.
  5. Verfahren zum Herstellen einer nach Anspruch 1 ausgeführten Bodenplatte (1),
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Einzelplatten (EP(i)) mittels Kleben oder Löten zu der Bodenplatte (1) kompaktiert werden.
  6. Verfahren nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Kanäle der Einzelplatten (EP(i)) mittels Laserschneiden oder Wasserstrahlschneiden hergestellt werden.
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EP (1) EP1694955B1 (de)
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