WO2006074499A2 - Zylinder-kurbelgehäuse - Google Patents

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WO2006074499A2
WO2006074499A2 PCT/AT2006/000024 AT2006000024W WO2006074499A2 WO 2006074499 A2 WO2006074499 A2 WO 2006074499A2 AT 2006000024 W AT2006000024 W AT 2006000024W WO 2006074499 A2 WO2006074499 A2 WO 2006074499A2
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sprue
bearing
cylinder
machine housing
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PCT/AT2006/000024
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Franz Langmayr
Christian Seltenhammer
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Avl List Gmbh
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Priority claimed from AT2182005A external-priority patent/AT501340B1/de
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    • F02F7/0043Arrangements of mechanical drive elements
    • F02F7/0053Crankshaft bearings fitted in the crankcase
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D19/00Casting in, on, or around objects which form part of the product
    • B22D19/0009Cylinders, pistons
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02F2200/00Manufacturing
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    • F02F7/0002Cylinder arrangements
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    • F02F7/0012Crankcases of V-engines
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05CINDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
    • F05C2201/00Metals
    • F05C2201/02Light metals
    • F05C2201/021Aluminium
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05CINDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
    • F05C2201/00Metals
    • F05C2201/02Light metals
    • F05C2201/028Magnesium

Definitions

  • the invention relates to a cylinder crankcase for an internal combustion engine in lightweight construction with at least one cast into an external structure Eingusswin. Furthermore, the invention relates to a machine housing, in particular crankcase or cylinder head of an internal combustion engine, with reinforcing ribs on at least one outer surface.
  • a cylinder crankcase for an internal combustion engine with a cylinder block and crankshaft bearing walls-containing support structure and a surrounding this partially outer structure is known, wherein the support structure and the outer structure made of different materials.
  • the support structure and the outer structure clamp a cooling water space in the area of the cylinder block.
  • the outer structure is formed by preformed, shell-like and thin-walled trim parts.
  • EP 0 554 575 B1 discloses an internal combustion engine in which a cylinder liner block is cast in a cylinder block body.
  • the cylinder liner block is formed from a material having a greater strength than the material cast around the cylinder liner block.
  • the cylinder liner block takes over here the support function for the support of the ignition force and the piston.
  • crank mechanism consists of a sheet metal or plastic part to be produced separately.
  • Cylinder block and bearing body which receive the bearing shells are made of a casting.
  • GB 2 147 662 A describes a cylinder block of an internal combustion engine with a skeletal support frame made of metal and a surrounding outer structure made of plastic.
  • the support frame includes the entire main bearing walls and arranged around a base plate hollow cylindrical columns for receiving the cylinder head bolts, which extend between the main bearing plane and the cylinder head plane. As the main bearing walls receiving the supporting forces for the crankshaft are entirely engaged by the solid support frame are formed, the potential savings in weight but not fully exploited.
  • the known cylinder crankcase made of different materials can already achieve a certain weight reduction.
  • DE 198 10 464 C1 shows a cylinder crankcase with an outer structure made of light metal and castings with a high modulus of elasticity.
  • the AT 003.675 Ul describes a similar cylinder crankcase, in which cast steel or cast iron castings are cast in a light metal outer structure.
  • AT 003,760 U1 discloses a cylinder crankcase with molded parts cast into an external structure, wherein the sprues are integrally formed with the bearing brackets and the bearing brackets are separated from the gates by a fracture separation process.
  • the object of the invention is to achieve low weight at high cylinder pressures with the lowest possible production cost.
  • Another object of the invention is to achieve the simplest possible way further stiffening of the machine housing and to reduce the noise emissions.
  • the sprue can be made of sintered light metal.
  • the particles of the particle-reinforced light metal may be formed by light metal oxides.
  • the prerequisite for the particle-reinforced light metal alloy to be used as the main bearing enclosure is high vibration resistance and low thermal expansion, which combine the favorable properties of low weight and high rigidity (high modulus of elasticity) with low thermal expansion.
  • the weight disadvantage of iron-based castings can be avoided.
  • the outer structure consists of the same material as the sprue. In this way, not only a positive, but also a metallic bond between the sprues and the outer structure can be achieved. Leakage problems caused by expansion gaps between the external structure and the sprues can be effectively avoided.
  • At least one main bearing wall has a sprue, which is at least partially cast in a lightweight outer structure.
  • a sprue which is at least partially cast in a lightweight outer structure.
  • a bearing bracket sprue cast in a bearing bracket outer structure preferably a structurally rigid component, is fastened to each sprue piece.
  • the sprue has screw neck for receiving cylinder head bolts and / or crankshaft bearing bolts. Also, the bearing bracket sprue has screw neck for receiving crankshaft bearing bolts.
  • the sprue and / or the bearing bracket sprue has a grid structure and the columnar bobenbutzen are interconnected by webs. It is equally possible that the sprue and / or the bearing bracket sprue is made single-walled and has a central, arranged normal to the crankshaft axis wall portion and preferably - viewed in a cross section in an engine longitudinal plane formed by the crankshaft axis and a cylinder axis - an I or T-profile has. In a preferred embodiment of the invention, it is provided that the sprue piece and / or the bearing bracket sprue is double-walled and has two mutually connected, substantially mutually parallel wall portions.
  • This double-walled design makes it possible to reduce the weight to a minimum while maintaining high strength.
  • a high structural rigidity is achieved if the sprue piece and / or the bearing bracket sprue piece, viewed in a cross section in a motor longitudinal plane formed by the crankshaft axis and a cylinder axis, has a U-profile.
  • Particular advantages arise when the gap between the two wall portions is filled with the material of the outer structure and preferably in the intermediate space a particularly preferably formed by a bore oil supply channel is arranged, which connects an oil distribution channel with the main bearing.
  • the lubricating oil is thus guided within the material of the outer structure of the main distribution channel to the individual crankshaft bearings, without having to be passed through joints of material transitions between the outer structure and the gate by no joints. In this way, any leaks due to the joints are avoided. These leaks can also be prevented if the sprue has at least one slit extending substantially radially to the crankshaft bearing with a material recess which is filled with the material of the outer structure and this material spout has an oil supply channel leading radially to the crankshaft bearing, which is drilled from Gland is spaced and connects an oil distribution channel with the crankshaft bearing.
  • the intermediate space between the two wall regions of the bearing bracket sprue piece is filled with the material of the bearing bracket outer structure.
  • the Einguss commentede and / or bearing bracket sprues of several crankshaft bearings are connected to each other via connecting webs and form a supporting skeleton. Due to the resulting skeleton-like construction, in which the main bearing walls are connected to each other via the connecting webs, on the one hand the rigidity is increased and on the other hand the pouring of the sprues into the outer structure or into the outer bearing structure is facilitated since the position of the sprues or bearing bracket sprues to each other is precisely defined. To avoid lubrication oil leakage joints, it is advantageous if an oil distribution strip is formed integrally with the Einguss Quien.
  • each casting has two pairs of screw heads for cylinder head having screws, wherein the pairs of fferenbutzen each other according to the V-angle inclined and arranged in different normal planes on the crankshaft axis.
  • a slug for the oil supply to the crankshaft bearing is provided between the pairs of screw neck in the region of an engine top plane containing the crankshaft axis.
  • the sprue is unattached material with the bearing bracket and the crankcase out, and that the bearing bracket is separated by a fracture separation process from the sprue. Since the bearing bracket is separated by a fracture separation process from the cast-in area of the sprue, there is a particularly good fit between the bearing bracket and the rest of the sprue. This allows lower bolt forces of the bearing bracket bolts and thus a weight reduction through a slimmer design.
  • the sprue piece has at least one lateral form-fitting region for positive connection with the surrounding outer structure.
  • the form-fitting region can be formed by at least one groove, a rib, a web or the like.
  • the sprue has through holes for receiving cylinder head bolts and / or crankshaft bearing bolts.
  • each through hole has a thread for fastening a cylinder head bolt and a crankshaft bearing screw.
  • a tie rod screw connection secured in the sprue is possible in order to assemble the cylinder head and / or the crank mechanism.
  • the sprue has in the region of the main bearing an at least partially filled with the material of the outer structure radial opening in which a preferably formed by a bore oil supply channel is arranged, which connects an oil distribution channel with a crankshaft bearing.
  • the lubricating oil is thus guided within the material of the outer structure of the main distribution channel to the individual crankshaft bearings, without having to be passed through joints of material transitions between the outer structure and the gate by no joints. In this way, any leaks due to the joints are avoided.
  • the outer structure is advantageously at least predominantly of light metal, such as an aluminum or magnesium alloy.
  • a particularly lightweight design can be achieved if the outer structure and / or the outer frame structure consists of light metal foam, preferably aluminum foam.
  • the reinforcing ribs form at least one outwardly open cell-like surface structure with at least partially closed circumferential lines.
  • the surface texture may be regular or irregular.
  • the surface structure is honeycomb-shaped, wherein preferably the surface structure is formed, at least in sections, hexagonally.
  • honeycomb structure a substantially higher rigidity of the outer wall of the machine housing can be achieved with the same weight than with conventional ribbing. The achieved higher natural frequency, the sound radiation can be significantly reduced.
  • a further improvement can be achieved if the surface of the machine housing and / or the surface structure is cambered.
  • the height profile of the reinforcing ribs can be adapted to the crowning.
  • the reinforcing ribs may have a height which is three to five times the wall thickness of the machine housing. The height of the reinforcing ribs can also be different.
  • the distance between two opposing reinforcing ribs at least five times, preferably at most equal to fifteen times the wall thickness of the machine housing. It is advantageous if the thickness of the reinforcing ribs corresponds at least to the wall thickness of the machine housing, preferably at most twice the wall thickness of the machine housing.
  • Fig. 1 is an oblique view of a cylinder crankcase according to the invention in a first embodiment
  • Fig. 2 is an oblique view of Einguss Published from this cylinder crankcase; 3 shows a cross section through the cylinder crankcase along the line III-III in FIGS. 4 and 5;
  • FIG. 4 shows a longitudinal section through the cylinder crankcase along the line IV-IV in Fig. 3.
  • FIG. 5 shows a longitudinal section through the cylinder crankcase along the line V-V in Fig. 3.
  • FIG. 7 shows a section through the cylinder crankcase along the line VII-VII in FIGS. 8 and 9;
  • FIG. 8 shows the cylinder crankcase in longitudinal sections according to the line VIII-VIII and IX-IX in Fig. 7.
  • FIG. 9 shows the cylinder crankcase in longitudinal sections along the line VIII-VIII and IX-IX in Fig. 7.
  • FIG. 11 shows the corresponding cylinder crankcase in a section according to the line XI-XI in FIGS. 12 and 13;
  • FIG. 12 shows the cylinder crankcase in longitudinal sections according to the lines XII-XII and XIII-XIII in FIG. 11;
  • FIG. 13 shows the cylinder crankcase in longitudinal sections according to the lines XII-XII and XIII-XIII in FIG. 11;
  • FIG. 14 is an oblique view of a cylinder crankcase according to the invention in a fourth embodiment
  • Fig. 15 is an oblique view of a sprue of this cylinder crankcase
  • FIG. 16 shows the cylinder crankcase in a cross section according to the line XVI-XVI in FIG. 21;
  • FIG. 17 shows a section through the cylinder crankcase along the line XVII-XVII in Fig. 16 .;
  • FIG. 18 shows the cylinder crankcase in a section according to the line XVIII-XVIII in FIG. 21;
  • FIG. 18 shows the cylinder crankcase in a section according to the line XVIII-XVIII in FIG. 21;
  • FIG. 19a shows a detail of the cylinder crankcase from FIG. 19;
  • Fig. 21 is a partial plan view of the cylinder crankcase shown in Fig. 14;
  • FIG. 22 shows an oblique view of a cylinder crankcase according to the invention in a fifth embodiment
  • Fig. 23 is an oblique view of gates of this cylinder crankcase
  • FIG. 24 shows the cylinder crankcase in a cross section according to the line XXIV-XXIV in FIGS. 26 and 27;
  • FIG. 25 shows the cylinder crankcase in a cross section along the line XXV-XXV in FIGS. 26 and 27;
  • FIG. 26 shows the cylinder crankcase in a longitudinal section according to the line XXVI-XXVI in FIG. 24 and FIG. 25;
  • FIG. 27 shows the cylinder crankcase in a longitudinal section along the line XXVII-XXVII in FIG. 24 and FIG. 25;
  • FIG. 28 is a three-dimensional sectional view of a cylinder crankcase according to the invention in a further embodiment
  • FIG. 29 shows an oblique view of a sprue piece together with a bearing bracket
  • FIG. 30 shows the cylinder crankcase in a longitudinal section according to the line XXX-XXX in FIG. 31;
  • FIG. 30 shows the cylinder crankcase in a longitudinal section according to the line XXX-XXX in FIG. 31;
  • FIG. 31 shows the cylinder crankcase in a cross section according to the line XXXI-XXXI in FIG. 30;
  • FIG. FIG. 32 shows a machine housing designed as a crankcase in an oblique view;
  • FIG. 34 shows the crankcase in a section along the line XXXIV-XXXIV in FIG. 33;
  • FIG. 35 shows the crankcase in a section according to the line XXXV-XXXV in FIG. 34;
  • FIG. 36 shows the crankcase in a section according to the line XXXVI-XXXVI in FIG. 34;
  • FIG. 37 shows a detail of the surface of the crankcase in an oblique view
  • Fig. 38 is a plan view of the surface of Fig. 37;
  • FIG. 39 shows a section through the outer wall according to the line XXXIX-XXXIX in FIG. 38; FIG. and
  • FIG. 40 shows a further section through the outer wall according to the line XL - XL in FIG. 38.
  • the cylinder crankcase 1 for a series internal combustion engine shown in Figures 1, and 3 to 5 is designed in lightweight construction and has an outer structure 2 made of aluminum or magnesium.
  • a sprue 4 is cast in each case in the outer structure 2, wherein the sprue 4 has screw 5 for receiving cylinder head bolts 6.
  • the sprue 4 on screw 7 for receiving crankshaft bearing screws 8 via which a cast into a bearing bracket outer structure 9 bearing bracket sprue 10 on the cylinder crankcase 1 can be attached.
  • the bearing bracket outer structure 9 may be formed by individual bearing brackets, or a structurally rigid, several bearing brackets interconnecting component 11, such as a lead frame.
  • the sprues 4 and the bearing iron sprues 10 are double-walled and have wall regions 4a, 4b or 10a, 10b which are arranged essentially parallel to one another and which extend beyond the screw trims 5, 7 and 12 are connected to each other.
  • the wall portions 4a of the sprue 4 and 10a of the Gerbügel-Einguss laminatees 10 on the one hand and the wall portions 4b of the Einguss laminates 4 and 10b of the bearing bracket Einguß spicyes 10 are each arranged substantially in a normal plane Ia, Ib on the crankshaft axis 18.
  • the cylinder crankcase 1 essentially corresponds to the embodiment variant described with reference to FIGS. 1 to 5.
  • the screw 7 of the Einguß Swisse 4 Lagerbügel-Einguss Swisse 110 of a structurally rigid member 111 are cast via crankshaft bearing bolts 8 cast into a bearing outer structure 109, which are double-walled and in a cross section in a through the crankshaft axis 18 and the cylinder axes 19a of a cylinder 19th Engine formed longitudinal plane 18 a have a U-profile.
  • each bearing shoe inflow piece 110 is connected by a cylindrical wall portion 110c in the region of the crankshaft bearing 15 which extends between the screw shanks 112 for the crankshaft bearing screws 8.
  • a cylindrical wall portion 110c By the cylindrical wall portion 110c an additional support for the crankshaft bearing 15 is achieved.
  • the pouring pieces 204 cast into the outer structure 202 of the cylinder crankcase 201 in the region of the main bearing walls 203 are designed as single-walled.
  • the gate 204 has a double-T or I-profile in a cross-section in the motor longitudinal plane 218a formed by the crankshaft axis 218 and the cylinder axis 219a of a cylinder 219, wherein the inner and outer edges of the central one located in the region of the main bearing plane 215a Wall portion 204a each have a belt-like cylindrical wall portion 204b and 204c is arranged.
  • the inner wall portion 204b is located near the crankshaft bearing 215. Inner and outer wall portions 204b, 204c are joined together by webs 204d in addition to the central wall portion 204a.
  • Each sprue 204 has, as in the previously described embodiments, screw neck 205 and 207 for receiving cylinder head bolts
  • each bearing bracket sprue 210 has threaded studs
  • each Lagerbügeleingussoutheastern 210 has a in Central wall region 210a disposed at the region of the main bearing plane 215a, at whose edges in each case a belt-like cylindrical inner wall portion 210b and an outer wall portion 210c connects.
  • a belt-like cylindrical inner wall portion 210b and an outer wall portion 210c connects.
  • FIGS. 14 to 23 show a fourth embodiment variant for an internal combustion engine with cylinders 31 arranged in a V-shaped manner.
  • the cylinder crankcase 301 has in the area of the main bearing walls 303 in each case a casting 204 cast in an external structure 302.
  • Per cylinder bank 304 two columnar directionalenbutzen 305 are provided for not shown in detail cylinder head bolts on the gate.
  • In the area of the connection surface for the bearing bracket further screw trims 307 for receiving crankshaft bearing screws 308 are arranged.
  • bearing bracket sprue piece 310 of a structurally rigid component 311 is attached to the sprue 304.
  • the gate 304 is shaped to oscillate from opposite banks of cylinders in accordance with the cylinder offset of the cylinders 219 shown in FIG. 21 so that the screw lands 305 belonging to different banks of cylinders are located in different normal planes 301a, 301b outside the main bearing plane 315a.
  • Each gate 304 in the illustrated embodiment, has a single-walled construction with a central wall portion 304a, with belt-like wall portions 304b, 304c, 304d, and 304e connected to the edges of the central wall portion 304a.
  • the sprue piece 304 has an I-profile at least in an engine longitudinal plane 318a, which is spanned by the crankshaft axis 318 and the cylinder axis 319a of a cylinder 319, as shown in FIG. 15.
  • the sprue piece 304 has a slit 320 extending approximately radially to the crankshaft bearing 315 with a material recess which is poured out with the material of the outer structure 302 during the casting process of the cylinder crankcase 301.
  • this material spout a leading to the bearing shell 314 of the crankshaft bearing 315 ⁇ lzu Siliconkanal 317 is drilled, which starts from arranged in the engine plateau 218b oil distribution channel 316. As shown in FIG.
  • the oil supply passage 317 is formed in the material spout of the stem 320 so that the walls of the oil supply passage 317 are formed solely by the outer structure 302 and thus no joints between the outer structure 302 and the gate 304 in the lubricating oil supply area the crankshaft bearing 315 occur. Leakage joints are thus avoided.
  • the bearing bracket sprue 310 has a truss-like construction, as shown in FIGS. 14, 15 and 18.
  • the columnar fferenbutzen 312 for the crankshaft bearing bolts 308 are connected to each other via webs 310a, 310b, 310c and 31Od, wherein the crankshaft bearing 315 nearest web 310b between the screw 312 has an approximately cylindrical shape.
  • the interstices between the webs 310a and 310b and between the webs 310c and 31Od are filled with the material of the outer layer structure 309, which has an advantageous effect on the positive connection between the bearing iron sprue 310 and the bearing outer structure 309.
  • FIGS. 22 and 24 to 27 show a cylinder crankcase 401 in a fifth embodiment for an internal combustion engine with V-shaped cylinders 419.
  • the sprues 404 arranged in the region of the main bearing walls 403 are connected to one another via connecting webs 421, 422 connected to a support skeleton 423, as shown in FIG. 23 can be seen.
  • the connecting webs 421, 422 are in the range of fferenbutzen 405 for not shown cylinder head bolts.
  • the entire supporting skeleton 423 is cast into the outer structure 402 of the cylinder crankcase 401.
  • an oil distributor strip 416 Integral with the sprues 404 is formed an oil distributor strip 416, which is flow-connected to the respective crankshaft bearing 415 in the region of each sprue piece 404 via an oil feed channel 417 integrated into the sprue piece 404.
  • the oil distribution strip 416 also forms a longitudinal reinforcement for the supporting skeleton 423.
  • Each gate 404 is formed in the embodiment of single-walled and has in the region of the main bearing level 415a an approximately central wall portion 404a. In the area of this wall area 404a, further screw-in studs 407 are provided for receiving crankshaft bearing bolts 408. In the area of the crankshaft bearings 415, cylindrical wall regions 404b for receiving bearing shells (not shown) for the crankshaft bearing 215 adjoin the central wall regions 404a (FIG. 27).
  • bearing bracket sprues 410 encased in a support bracket outer structure 409 of a structurally rigid component 411 are fastened to the support skeleton 423.
  • the bearing bracket sprues 410 are double-walled in the present case and have a substantially U-shaped cross-section in a section in the engine longitudinal plane 418a or in the engine top plane 418b.
  • the two mutually spaced parallel wall portions 410a and 410b are respectively in normal planes 401a, 401b on the crankshaft axis 418 and are connected to each other via a wall portion 410c in the region of the respective crankshaft bearing 415.
  • the space between the wall portions 410a, 41Ob and 41Oc and between the pagenbutzen 412 for receiving the crankshaft bearing screws 408 408 is filled with the material of the bearing outer structure 409.
  • the cylinder crankcase 501 shown in FIGS. 28, 30 and 31 is lightweight and has an outer structure 502 of aluminum or magnesium alloy.
  • a sprue piece 504 is cast into each of the outer structure 502, wherein the sprue piece 504 has through holes 505a for receiving cylinder head bolts or bearing bracket bolts (not shown).
  • Each through-bore 505a has a thread 505b into which a cylinder head screw for fastening a cylinder head not shown in detail can be screwed in from one side and a bearing bracket screw for fastening a bearing bracket 510 from the other side.
  • the cylinder head, the cylinder crankcase 501, and the bearing brackets 510 may also be interconnected by tie bolt bolts.
  • the gate 504 and bearing bracket 510 are made in one piece and separated from one another in a subsequent fracture separation operation.
  • Designated by reference numeral 504 ' is the fracture separation surface of the gate 504 and reference numeral 510' designates the fracture separation surface of the support bracket 510.
  • the gate to the crank chamber 521 is released.
  • the sprue piece 504 has a lateral form-fit region 513, via which the sprue piece 504 is firmly connected to the outer structure 502.
  • the form-fitting region 513 can consist of ribs, straps, webs or the like.
  • the sprue piece 504 has a radial opening 520, which is at least partially cast out from the material of the outer structure 502.
  • This material outlet has a bored oil feed channel 517 leading radially to the bearing shell 514 of the crankshaft bearing 515, which starts from an oil distribution channel 516 arranged parallel to the crankshaft axis 518.
  • the oil supply passage 517 is formed in the material spout so that the walls of the oil supply passage 517 are formed solely by the outer structure 502, and thus, no joints between the outer structure 502 and the gate 504 occur in the lubricating oil supply region for the crankshaft bearing 515. Leakage joints are thus avoided.
  • the outer structure 2, 202, 302, 402, 502 and / or the bearing bracket outer structure 9, 109, 209, 309, 409 is made of a light metal, for example of an aluminum or magnesium alloy.
  • a material for the Einguss published 4, 204, 304, 404, 504 and the bearing bracket sprue 10, 110, 210, 310, 410 is particle-reinforced light metal, eg a particle-reinforced aluminum or light metal alloy, used with high tensile strength and low thermal expansion.
  • the thermal expansion should be close to steel.
  • the alternating strength at 150 ° C. should be that of GJS (gray cast iron with nodular graphite).
  • the machine housing 601 formed in the embodiment by a crankcase 602 has an outwardly open surface structure 604 formed by reinforcing ribs 603, the reinforcing ribs 603 defining structures with closed circumferential lines.
  • the surface structure 604 is honeycomb-shaped, wherein the honeycomb 605 are formed substantially hexagonal and arranged mostly regularly.
  • the outer wall 606 of the crankcase 602 has crowns 607 for increasing the structural rigidity.
  • a crown 607 of the outer wall 606 is shown in detail in FIGS. 37 to 40.
  • each honeycomb cell at least two reinforcing ribs 603 are arranged parallel to each other.
  • the distance a of two reinforcing ribs 603 to each other is five to fifteen times the wall thickness s of the outer wall 606.
  • the height h of the reinforcing ribs 603 is three to five times the wall thickness s of the outer wall 606.
  • the rib thickness d is between the wall thickness s and twice Wall thickness s of the outer wall 606.
  • the surface structure 604 formed by honeycomb-shaped closed cells 605 contributes substantially to increasing the natural frequency of the machine housing 601. As a result, the sound radiation can be significantly reduced.
  • the cells 605 may also be arranged irregularly. It is also possible a form different from the hexagon. However, the best results can be achieved with a regular hexagonal honeycomb structure.
  • the course of the heights h of the reinforcing ribs 603 may follow in the region of the crowns 607 of these or be formed differently.
  • the size of the crown H of the outer wall 606 is in the range of the height h of the reinforcing ribs 603rd
  • crankcases but can also be used to advantage in other machine housings, such as cylinder housings.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Zylinder-Kurbelgehäuse (1, 201, 301, 401, 501) für eine Brennkraftmaschine in Leichtbauweise mit zumindest einem in eine Außenstruktur (2, 202, 302, 402, 502) eingegossenen Eingussstück (4, 204, 304, 404, 504). Um Gewicht einzusparen und trotzdem hohe Verbrennungsdrücke zu ermöglichen ist vorgesehen, dass das Eingussstück (4, 204, 304, 404, 504) - zumindest teilweise - aus partikelverstärkten Leichtmetall, vorzugsweise aus einer partikelverstärkten Aluminium- oder Magnesiumlegierung, besteht.

Description

Zylinder-Kurbelgehäuse
Die Erfindung betrifft ein Zylinder-Kurbelgehäuse für eine Brennkraftmaschine in Leichtbauweise mit zumindest einem in eine Außenstruktur eingegossenen Eingussstück. Weiters betrifft die Erfindung ein Maschinengehäuse, insbesondere Kurbelgehäuse oder Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine, mit Verstärkungsrippen an zumindest einer äußeren Oberfläche.
Brennkraftmaschinen mit hohem Verbrennungsdruck, insbesondere Diesel- Brennkraftmaschinen, weisen aus Festigkeitsgründen einen hohen Anteil an Eisenwerkstoffen und somit ein relativ hohes Gewicht auf. Verschiedene Ansätze zur Reduzierung des Gewichtes sind bekannt.
Aus der AT 002.544 Ul ist ein Zylinder-Kurbelgehäuse für eine Brennkraftmaschine mit einer Zylinderblock und Kurbelwellenlagerwände beinhaltenden Tragstruktur und eine diese zum Teil umgebende Außenstruktur bekannt, wobei die Tragstruktur und die Außenstruktur aus unterschiedlichen Werkstoffen bestehen. Die Tragstruktur und die Außenstruktur spannen dabei im Bereich des Zylinderblockes einen Kühlwasserraum auf. Um Gewicht einzusparen, ist die Außenstruktur durch vorgeformte, schalenartige und dünnwandige Verkleidungsteile gebildet.
Weiters ist aus der EP 0 554 575 Bl eine Brennkraftmaschine bekannt, bei der ein Zylinderbüchsenblock in einem Zylinderblockkörper eingegossen ist. Der Zylinderbüchsenblock ist dabei aus einem Material geformt, welches eine größere Festigkeit aufweist, als das um den Zylinderbüchsenblock gegossene Material. Der Zylinderbüchsenblock übernimmt hier die Tragfunktion für die Abstützung der Zündkraft und der Kolben.
Aus der DE 1 751 919 A ist ein Zylinderblock mit Kurbelgehäuse bekannt, bei dem der Kurbeltrieb durch ein getrennt herzustellendes Formteil aus Blech oder Kunststoff besteht. Zylinderblock und Lagerkörper, die die Lagerschalen aufnehmen, sind aus einem Gussteil hergestellt.
Die GB 2 147 662 A beschreibt einen Zylinderblock einer Brennkraftmaschine mit einem skelettartigen Tragrahmen aus Metall und einer diese umgebenden Außenstruktur aus Kunststoff. Der Tragrahmen beinhaltet die gesamten Hauptlagerwände und um eine Grundplatte angeordnete hohlzylindrische Säulen zur Aufnahme der Zylinderkopfschrauben, welche sich zwischen der Hauptlagerebene und der Zylinderkopfebene erstrecken. Da die die Stützkräfte für die Kurbelwelle aufnehmenden Hauptlagerwände zur Gänze durch den massiven Tragrahmen gebildet sind, wird das Einsparungspotential an Gewicht aber nicht voll ausgenützt.
Durch die bekannten Zylinder-Kurbelgehäuse aus verschiedenen Werkstoffen lässt sich bereits eine gewisse Gewichtsreduktion erzielen.
Die DE 198 10 464 Cl zeigt ein Zylinder-Kurbelgehäuse mit einer Außenstruktur aus Leichtmetall und Eingussteilen mit einem hohen E-Modul. Die AT 003.675 Ul beschreibt ein ähnliches Zylinder-Kurbelgehäuse, bei welchem Eingussteile aus Stahlguss oder aus Gusseisen in einer Außenstruktur aus Leichtmetall eingegossen sind.
Aus der AT 003.760 Ul ist ein Zylinder-Kurbelgehäuse mit in eine Außenstruktur eingegossenen Eingussteilen bekannt, wobei die Eingussstücke einstofflich mit den Lagerbügeln ausgebildet und die Lagerbügel durch einen Bruchtrenn-Vor- gang von den Eingussstücken getrennt sind.
Mit diesem Kurbelgehäuse lassen sich bei geringem Baugewicht hohe Zylinderdrücke erzielen. Nachteilig ist, dass zwischen Eingussstücken und Außenstruktur lediglich eine formschlüssige Verbindung besteht, was Ursache von Leckagen sein kann. Ferner ist aus der DE 196 48 206 A ein Gehäuse für eine Brennkraftmaschine bekannt, bei der die Lagerhalbschalen und die Lagerdeckel als ein Stück gegossen sind und die Lagerdeckel nach Fertigbearbeitung der Lagerbohrung durch Bruchtrennen unterbrochen sind. Nach Einlegen von Lagerschalen werden Lagerhalbschalen und Lagerdeckel miteinander durch das Zylinder-Kurbelgehäuse und den Zylinderkopf durchdringende Zugankerschrauben auf ihren Bruchflächen verspannt. Des Weiteren ist es aus der JP 10-159648 A bekannt, einen Kurbelgehäuseunterteil aus partikelverstärktem Aluminium auszuführen.
Es ist bekannt, beispielsweise das Kurbelgehäuse einer Brennkraftmaschine mit Verstärkungsrippen auszuführen, um die Struktursteifigkeit zu erhöhen. Verstärkungsrippen verlaufen zumeist im Wesentlichen parallel zur Hochachse oder Längsachse des Gehäuses. Durch diese Maßnahmen kann die Eigenfrequenz des Gehäuses angehoben werden, um ungewünschte Anregungen zu vermeiden. Dies ist allerdings nicht immer ausreichend.
Aufgabe der Erfindung ist es mit möglichst geringem Fertigungsaufwand geringes Gewicht bei hohen Zylinderdrücken zu erreichen. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, auf möglichst einfache Weise eine weitere Versteifung des Maschinengehäuses zu erreichen und die Schallemissionen zu verringern.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass das Eingussstück - zumindest teilweise - aus partikelverstärkten Leichtmetall, vorzugsweise aus einer partikel- verstärkten Aluminium- oder Magnesiumlegierung, besteht. Das Eingussstück kann dabei aus gesinterten Leichtmetall bestehen. Die Partikel des partikelverstärkten Leichtmetalls können durch Leichtmetalloxide gebildet sein. Dadurch kann das Gewicht des Kurbelgehäuses wesentlich reduziert werden. Voraussetzung dafür, dass die partikelverstärkte Leichtmetalllegierung als Hauptlagerumfassung verwendet werden kann, ist eine hohe Schwingfestigkeit und eine niedrige Wärmedehnung, wodurch sich die günstigen Eigenschaften geringes Gewicht und hohe Steifigkeit (hoher E-Modul) mit geringer thermischer Dehnung kombinieren lassen. Somit lässt sich der Gewichtsnachteil von Eingussteilen auf Eisenbasis vermeiden.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsvariante ist vorgesehen, dass die Außenstruktur aus dem gleichen Material wie das Eingussstück besteht. Auf diese Weise ist nicht nur eine formschlüssige, sondern auch eine metallische Bindung zwischen den Eingussstücken und der Außenstruktur erzielbar. Leckageprobleme durch dehnungsbedingte Spalte zwischen Außenstruktur und Eingussstücken lassen sich dadurch wirksam vermeiden.
Vorteilhaft ist es, wenn zumindest eine Hauptlagerwand ein Eingussstück aufweist, welches zumindest teilweise in eine Leichtbauaußenstruktur eingegossen ist. Es werden somit nur mehr die hochbeanspruchten Teile, welche die Kurbelwelle abstützen und die Verankerung für den Zylinderkopf bilden, als Eingussstücke ausgeführt, während die Außenstruktur selbst aus einem Werkstoff mit geringerem Gewicht ausgeführt wird.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass an jedem Eingussstück ein in eine Lagerbügel-Außenstruktur, vorzugsweise eines struktursteifen Bauteiles, eingegossenes Lagerbügel-Eingussstück befestigt ist.
Um eine sichere Befestigung des Zylinderkopfes bzw. der Lagerbügel zu erreichen, ist vorgesehen, dass das Eingussstück Schraubenbutzen zur Aufnahme von Zylinderkopfschrauben und/oder von Kurbelwellenlagerschrauben aufweist. Auch das Lagerbügel-Eingussstück weist Schraubenbutzen zur Aufnahme von Kurbelwellenlagerschrauben auf.
Eine hohe Steifigkeit bei geringem Gewicht ergibt sich, wenn das Eingussstück und/oder das Lagerbügel-Eingussstück eine Gitterstruktur aufweist und die säulenartigen Schraubenbutzen über Stege miteinander verbunden sind. Genauso ist es möglich, dass das Eingussstück und/oder das Lagerbügel-Eingussstück einwandig ausgeführt ist und einen mittigen, normal zur Kurbelwellenachse angeordneten Wandbereich aufweist und vorzugsweise - in einem Querschnitt in einer durch die Kurbelwellenachse und eine Zylinderachse gebildeten Motorlängsebene betrachtet - ein I- oder T-Profil aufweist. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Eingussstück und/oder das Lagerbügel-Eingussstück doppelwandig ausgeführt ist und zwei miteinander verbundene, im Wesentlichen parallel zueinander angeordnete Wandbereiche aufweist. Diese doppelwandige Ausführung ermöglicht es, das Gewicht bei hoher Festigkeit auf das Mindestmaß zu reduzieren. Eine hohe Struktursteifigkeit wird erzielt, wenn das Eingussstück und/oder das Lagerbügel- Eingussstück - in einem Querschnitt in einer durch die Kurbelwellenachse und eine Zylinderachse gebildeten Motorlängsebene betrachtet - ein U-Profil aufweist. Besondere Vorteile ergeben sich, wenn der Zwischenraum zwischen den beiden Wandbereichen mit dem Werkstoff der Außenstruktur ausgegossen ist und vorzugsweise im Zwischenraum ein besonders vorzugsweise durch eine Bohrung gebildeter Ölzuführkanal angeordnet ist, welcher einen Ölverteilerkanal mit dem Hauptlager verbindet. Das Schmieröl wird somit innerhalb des Materials der Außenstruktur vom Hauptverteilerkanal zu den einzelnen Kurbelwellenlagern geführt, ohne dass Trennfugen zufolge von Materialübergängen zwischen der Außenstruktur und dem Eingussstück passiert werden müssen. Auf diese Weise werden eventuelle Leckagen zufolge der Trennfugen vermieden. Diese Leckagen können auch verhindert werden, wenn das Eingussstück zumindest einen im Wesentlichen radial zum Kurbelwellenlager verlaufenden Butzen mit einer Material- ausnehmung aufweist, welcher mit dem Werkstoff der Außenstruktur ausgegossen ist und dieser Materialausguss einen radial zum Kurbelwellenlager führenden, vorzugsweise gebohrten Ölzuführkanal aufweist, der vom Eingussstück beabstandet ist und einen Ölverteilerkanal mit dem Kurbelwellenlager verbindet.
Genauso kann vorgesehen sein, dass der Zwischenraum zwischen den beiden Wandbereichen des Lagerbügel-Eingussstückes mit dem Werkstoff der Lagerbügel-Außenstruktur ausgegossen ist.
Im Rahmen der Erfindung ist weiters vorgesehen, dass die Eingussstücke und/ oder Lagerbügel-Eingussstücke mehrerer Kurbelwellenlager über Verbindungsstege miteinander verbunden sind und ein Tragskelett ausbilden. Durch die entstehende skelettartige Bauweise, bei der die Hauptlagerwände über die Verbindungsstege miteinander verbunden sind, wird einerseits die Steifigkeit erhöht und andererseits das Eingießen der Eingussstücke bzw. Lagerbügel-Eingussstücke in die Außenstruktur bzw. in die Lagerbügel-Außenstruktur erleichtert, da die Position der Eingussstücke bzw. Lagerbügel-Eingussstücke zueinander genau definiert ist. Um Schmierölleckage zufolge Trennfugen zu vermeiden, ist es vorteilhaft, wenn eine Ölverteilerleiste einteilig mit den Eingussstücken ausgebildet ist.
Bei Brennkraftmaschinen mit V-förmig angeordneten Zylindern ist vorgesehen, dass jedes Eingussstück zwei Paare von Schraubenbutzen für Zylinderkopf- schrauben aufweist, wobei die Paare von Schraubenbutzen zueinander entsprechend dem V-Winkel geneigt und in unterschiedlichen Normalebenen auf die Kurbelwellenachse angeordnet sind. Zweckmäßigerweise ist dabei zwischen den Paaren von Schraubenbutzen im Bereich einer die Kurbelwellenachse beinhaltenden Motorhochebene jeweils ein Butzen für die Ölzufuhr zum Kurbelwellenlager vorgesehen.
In weiterer Ausführung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Eingussstück einstofflich mit dem Lagerbügel und zum Kurbelraum hin freistehend ausgebildet ist, und dass der Lagerbügel durch einen Bruchtrenn-Vorgang vom Eingussstück getrennt ist. Da der Lagerbügel durch einen Bruchtrenn-Vorgang vom eingegossenen Bereich des Eingussstückes abgetrennt wird, ergibt sich ein besonders guter Formschluss zwischen dem Lagerbügel und dem restlichen Eingussstück. Dies ermöglicht geringere Schraubenkräfte der Lagerbügelschrauben und damit eine Gewichtsreduktion durch eine schlankere Auslegung.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das Eingussstück zumindest einen seitlichen Formschlussbereich zur formschlüssigen Verbindung mit der umgebenden Außenstruktur aufweist. Der Formschlussbereich kann dabei durch zumindest eine Nut, eine Rippe, einen Steg oder dgl. gebildet werden.
Um eine sichere Befestigung des Zylinderkopfes bzw. der Lagerbügel zu erreichen, ist vorgesehen, dass das Eingussstück Durchgangsbohrungen zur Aufnahme von Zylinderkopfschrauben und/oder Kurbelwellenlagerschrauben aufweist. Um eine separate Montage bzw. Demontage von Zylinderkopf und Kurbeltrieb zu ermöglichen, ist es vorteilhaft, wenn jede Durchgangsbohrung ein Gewinde zur Befestigung einer Zylinderkopfschraube und einer Kurbelwellenlager- schraube aufweist. Genauso ist eine im Eingussstück gesicherte Zuganker-Ver- schraubung möglich, um den Zylinderkopf und/oder den Kurbeltrieb zu montieren.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung ist vorgesehen, dass das Eingussstück im Bereich des Hauptlagers eine zumindest teilweise mit dem Werkstoff der Außenstruktur ausgegossene radiale Öffnung aufweist, in welcher ein vorzugsweise durch eine Bohrung gebildeter Ölzuführkanal angeordnet ist, welcher einen Ölverteilerkanal mit einem Kurbelwellenlager verbindet. Das Schmieröl wird somit innerhalb des Materials der Außenstruktur vom Hauptverteilerkanal zu den einzelnen Kurbelwellenlagern geführt, ohne dass Trennfugen zufolge von Materialübergängen zwischen der Außenstruktur und dem Eingussstück passiert werden müssen. Auf diese Weise werden eventuelle Leckagen zufolge der Trennfugen vermieden. Die Außenstruktur besteht vorteilhafterweise zumindest überwiegend aus Leichtmetall, wie etwa einer Aluminium- oder Magnesiumlegierung. Eine besonders leichte Bauweise lässt sich erreichen, wenn die Außenstruktur und/oder die La- gerbügelaußenstruktur aus Leichtmetallschaum, vorzugsweise Aluminiumschaum, besteht.
Um eine weitere Versteifung des Maschinengehäuses zu erreichen, ist vorgesehen, dass die Verstärkungsrippen zumindest eine nach außen offene zellenartige Oberflächenstruktur mit zumindest abschnittsweise geschlossenen Umfangslinien ausbilden.
Die Oberflächestruktur kann regelmäßig oder unregelmäßig sein.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Oberflächenstruktur, zumindest abschnittsweise, wabenartig geformt ist, wobei vorzugsweise die Oberflächenstruktur, zumindest abschnittsweise, sechseckig ausgebildet ist. Mit der Wabenstruktur kann bei gleichem Gewicht eine wesentlich höhere Steifigkeit der Außenwand des Maschinengehäuses erreicht werden als mit herkömmlicher Verrippung. Durch die erzielte höhere Eigenfrequenz kann die Schallabstrahlung entscheidend verringert werden.
Eine weitere Verbesserung kann erreicht werden, wenn die Oberfläche des Maschinengehäuses und/oder die Oberflächenstruktur bombiert ausgebildet ist. Der Höhenverlauf der Verstärkungsrippen kann dabei der Bombierung angepasst sein. Die Verstärkungsrippen können dabei eine Höhe aufweisen, die das Drei- bis Fünffache der Wandstärke des Maschinengehäuses beträgt. Die Höhe der Verstärkungsrippen kann dabei auch unterschiedlich sein.
Die besten Ergebnisse lassen sich erzielen, wenn der Abstand zwischen zwei gegenüberliegenden Verstärkungsrippen mindestens dem fünffachen, vorzugsweise maximal dem fünfzehnfachen der Wandstärke des Maschinengehäuses entspricht. Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Dicke der Verstärkungsrippen mindestens der Wandstärke des Maschinengehäuses, vorzugsweise maximal der doppelten Wandstärke des Maschinengehäuses entspricht.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Schrägansicht eines erfindungsgemäßen Zylinder-Kurbelgehäuses in einer ersten Ausführungsvariante;
Fig. 2 eine Schrägansicht von Eingussstücken dieses Zylinder-Kurbelgehäuses; Fig. 3 einen Querschnitt durch das Zylinder-Kurbelgehäuse gemäß der Linie III-III in den Fig. 4 und Fig. 5;
Fig. 4 einen Längsschnitt durch das Zylinder-Kurbelgehäuse gemäß der Linie IV-IV in Fig. 3;
Fig. 5 eine Längsschnitt durch das Zylinder-Kurbelgehäuse gemäß der Linie V-V in Fig. 3;
Fig. 6 eine Schrägansicht von Eingussstücken eines erfindungsgemäß ausgeführten Zylinder-Kurbelgehäuse in einer zweiten Ausführungsvariante;
Fig. 7 einen Schnitt durch das Zylinder-Kurbelgehäuse gemäß der Linie VII-VII in den Fig. 8 und Fig. 9;
Fig. 8 das Zylinder-Kurbelgehäuse in Längsschnitten gemäß den Linie VIII-VIII bzw. IX-IX in Fig. 7;
Fig. 9 das Zylinder-Kurbelgehäuse in Längsschnitten gemäß den Linie VIII-VIII bzw. IX-IX in Fig. 7;
Fig. 10 eine Schrägansicht von Eingussstücken eines erfindungsgemäß ausgeführten Zylinder-Kurbelgehäuse in einer dritten Ausführungsvariante;
Fig. 11 das entsprechende Zylinder-Kurbelgehäuse in einem Schnitt gemäß der Linie XI-XI in den Fig. 12 und Fig. 13;
Fig. 12 das Zylinder-Kurbelgehäuse in Längsschnitten gemäß den Linien XII-XII bzw. XIII-XIII in Fig. 11;
Fig. 13 das Zylinder-Kurbelgehäuse in Längsschnitten gemäß den Linien XII-XII bzw. XIII-XIII in Fig. 11;
Fig. 14 eine Schrägansicht eines erfindungsgemäßen Zylinder-Kurbelgehäuse in einer vierten Ausführungsvariante;
Fig. 15 eine Schrägansicht eines Eingussstückes dieses Zylinder-Kurbelgehäuses;
Fig. 16 das Zylinder-Kurbelgehäuse in einem Querschnitt gemäß der Linie XVI-XVI in Fig. 21; Fig. 17 einen Schnitt durch das Zylinder-Kurbelgehäuse gemäß der Linie XVII-XVII in Fig. 16;
Fig. 18 das Zylinder-Kurbelgehäuse in einem Schnitt gemäß der Linie XVIII-XVIII in Fig. 21;
Fig. 19 das Zylinder-Kurbelgehäuse in einem Schnitt gemäß der Linie XIX-
XIX in Fig. 18;
Fig. 19a ein Detail des Zylinder-Kurbelgehäuses aus Fig. 19;
Fig. 20 das Zylinder-Kurbelgehäuse in einem Schnitt gemäß der Linie XX-
XX in Fig. 21;
Fig. 21 eine Teil-Draufsicht des in Fig. 14 gezeigten Zylinder-Kurbelgehäuses;
Fig. 22 eine Schrägansicht eines erfindungsgemäßen Zylinder-Kurbelgehäuses in einer fünften Ausführungsvariante;
Fig. 23 eine Schrägansicht von Eingussstücken dieses Zylinder-Kurbelgehäuses;
Fig. 24 das Zylinder-Kurbelgehäuse in einem Querschnitt gemäß der Linie XXIV-XXIV in den Fig. 26 und Fig. 27;
Fig. 25 das Zylinder-Kurbelgehäuse in einem Querschnitt gemäß der Linie XXV-XXV in Fig. 26 und Fig. 27;
Fig. 26 das Zylinder-Kurbelgehäuse in einem Längsschnitt gemäß der Linie XXVI-XXVI in Fig. 24 und Fig. 25;
Fig. 27 das Zylinder-Kurbelgehäuse in einem Längsschnitt gemäß der Linie XXVII-XXVII in Fig. 24 und Fig. 25;
Fig. 28 eine dreidimensionale Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Zylinder-Kurbelgehäuses in einer weiteren Ausführungsvariante;
Fig. 29 eine Schrägansicht eines Eingussstückes samt Lagerbügel;
Fig. 30 das Zylinder-Kurbelgehäuse in einem Längsschnitt gemäß der Linie XXX-XXX in Fig. 31;
Fig. 31 das Zylinder-Kurbelgehäuse in einem Querschnitt gemäß der Linie XXXI-XXXI in Fig. 30; Fig. 32 ein als Kurbelgehäuse ausgebildetes Maschinengehäuse in einer Schrägansicht;
Fig. 33 das Kurbelgehäuse in einer Seitenansicht;
Fig. 34 das Kurbelgehäuse in einem Schnitt gemäß der Linie XXXIV-XXXIV in Fig. 33;
Fig. 35 das Kurbelgehäuse in einem Schnitt gemäß der Linie XXXV-XXXV in Fig. 34;
Fig. 36 das Kurbelgehäuse in einem Schnitt gemäß der Linie XXXVI-XXXVI in Fig. 34;
Fig. 37 ein Detail der Oberfläche des Kurbelgehäuses in einer Schrägansicht;
Fig. 38 eine Draufsicht auf die Oberfläche aus Fig. 37;
Fig. 39 einen Schnitt durch die Außenwand gemäß der Linie XXXIX-XXXIX in Fig. 38; und
Fig. 40 einen weiteren Schnitt durch die Außenwand gemäß der Linie XL- XL in Fig. 38.
Das in den Figuren 1, sowie 3 bis 5 dargestellte Zylinder-Kurbelgehäuse 1 für eine Reihen-Brennkraftmaschine ist in Leichtbauweise ausgeführt und weist eine Außenstruktur 2 aus Aluminium oder Magnesium auf. Im Bereich der Hauptlagerwände 3 ist jeweils in die Außenstruktur 2 ein Eingussstück 4 eingegossen, wobei das Eingussstück 4 Schraubenbutzen 5 zur Aufnahme von Zylinderkopfschrauben 6 aufweist. Weiters weist das Eingussstück 4 Schraubenbutzen 7 zur Aufnahme von Kurbelwellenlagerschrauben 8 auf, über welche ein in eine Lagerbügel-Außenstruktur 9 eingegossenes Lagerbügel-Eingussstück 10 am Zylinder- Kurbelgehäuse 1 befestigt werden kann. Die Lagerbügel-Außenstruktur 9 kann durch einzelne Lagerbügel, oder einem struktursteifen, mehrere Lagerbügel miteinander verbindenden Bauteil 11, wie beispielsweise einen Leiterrahmen, gebildet sein. Wie das Eingussstück 4, so weist auch jedes Lagerbügel-Eingussstück 10 Schraubenbutzen 12 zur Aufnahme der Kurbelwellenlagerschrauben 8 auf .
In dem in den Fig. 1 bis Fig. 5 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel sind die Eingussstücke 4 und die Lagerbügel-Eingussstücke 10 doppelwandig ausgeführt und weisen im Wesentlichen parallel zueinander angeordnete Wandbereiche 4a, 4b bzw. 10a, 10b auf, welche über die Schraubenbutzen 5, 7 bzw. 12 miteinander verbunden sind. Die Wandbereiche 4a des Eingussstückes 4 und 10a des La- gerbügel-Eingussstückes 10 einerseits und die Wandbereiche 4b des Eingussstückes 4 und 10b des Lagerbügel-Eingussstückes 10 sind jeweils im Wesentlichen in einer Normalebene Ia, Ib auf die Kurbelwellenachse 18 angeordnet.
Bei dem in den Fig. 6 bis Fig. 9 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel entspricht das Zylinder-Kurbelgehäuse 1 im Wesentlichen der anhand der Fig. 1 bis Fig. 5 beschriebenen Ausführungsvariante. An den Schraubenbutzen 7 der Eingussstücke 4 sind dabei über Kurbelwellenlagerschrauben 8 in eine Lagerbügel- Außenstruktur 109 eingegossene Lagerbügel-Eingussstücke 110 eines struktursteifen Bauteiles 111 befestigt, die doppelwandig ausgeführt sind und in einem Querschnitt in einer durch die Kurbelwellenachse 18 und die Zylinderachsen 19a eines Zylinders 19 gebildeten Motorlängsebene 18a ein U-Profil haben. Die Wandbereiche 110a und 110b jedes Lagerbügel-Eingussstückes 110 werden dabei durch einen zylindrischen Wandbereich 110c im Bereich des Kurbelwellenlagers 15, der sich zwischen den Schraubenbutzen 112 für die Kurbelwellenlagerschrauben 8 erstreckt, verbunden. Durch den zylindrischen Wandbereich 110c wird eine zusätzliche Abstützung für das Kurbelwellenlager 15 erreicht.
In der in den Fig. 10 bis Fig. 13 dargestellten dritten Ausführungsvariante sind die in die Außenstruktur 202 des Zylinder-Kurbelgehäuses 201 im Bereich der Hauptlagerwände 203 eingegossenen Eingussstücke 204 einwandig ausgeführt. Das Eingussstück 204 weist in einem Querschnitt in der durch die Kurbelwellenachse 218 und die Zylinderachse 219a eines Zylinders 219 gebildeten Motorlängsebene 218a ein Doppel-T- bzw. I-Profil auf, wobei am inneren und am äußeren Rand des im Bereich der Hauptlagerebene 215a angeordneten mittigen Wandbereiches 204a jeweils ein gurtartiger zylindrischer Wandbereich 204b bzw. 204c angeordnet ist. Der innere Wandbereich 204b befindet sich nahe dem Kurbelwellenlager 215. Innerer und äußerer Wandbereich 204b, 204c werden zusätzlich zum mittleren Wandbereich 204a über Stege 204d miteinander verbunden.
Jedes Eingussstück 204 weist wie in den bereits beschriebenen Ausführungsvarianten Schraubenbutzen 205 und 207 zur Aufnahme von Zylinderkopfschrauben
206 bzw. Kurbelwellenlagerschrauben 208 auf. Mit 217 ist ein in das Eingussstück 204 gebohrter Ölzuführkanal bezeichnet, welcher Schmieröl aus einem Öl- verteilerkanal 216 der Lagerschale 214 des Kurbelwellelagers 215 zuführt. Mittels den Kurbelwellenlagerschrauben 208 sind am Eingussstück 204 Lagerbügel-Eingussstücke 210 befestigt, welche in eine Lagerbügelaußenstruktur 209 eines struktursteifen Bauteiles 211 eingegossen sind. Zur Aufnahme der Kurbelwellenlagerschrauben 208 weist jedes Lagerbügel-Eingussstück 210 Schraubenbutzen
207 auf. Analog zum in die Außenstruktur 202 des Zylinderkurbelgehäuses 201 eingegossenen Eingussstück 204 hat jedes Lagerbügeleingussstück 210 einen im Bereich der Hauptlagerebene 215a angeordneten mittigen Wandbereich 210a, an dessen Ränder jeweils ein gurtartiger zylindrischer innerer Wandbereich 210b und ein äußerer Wandbereich 210c anschließt. Zur Versteifung des Lagerbügel- Eingussstückes 210 sind weiters Stege 21Od vorgesehen.
Die Fig. 14 bis Fig. 23 zeigen eine vierte Ausführungsvariante für eine Brennkraftmaschine mit V-förmig angeordneten Zylindern 319. Das Zylinder-Kurbelgehäuse 301 weist im Bereich der Hauptlagerwände 303 jeweils ein in eine Außenstruktur 302 eingegossenes Eingussstück 204 auf. Pro Zylinderbank sind am Eingussstück 304 zwei säulenartige Schraubenbutzen 305 für nicht weiter dargestellte Zylinderkopfschrauben vorgesehen. Im Bereich der Anschlussfläche für den Lagerbügel sind weitere Schraubenbutzen 307 zur Aufnahme von Kurbel- wellenlagerschrauben 308 angeordnet. Über die Kurbelwellenlagerschrauben 308 wird am Eingussstück 304 ein in eine Lagerbügel-Außenstruktur 309 eingegossenes Lagerbügel-Eingussstück 310 eines struktursteifen Bauteiles 311 befestigt. Das Eingussstück 304 ist entsprechend dem aus Fig. 21 hervorgehenden Zylinderversatz der Zylinder 219 von gegenüberliegenden Zylinderbänken geschwungen geformt, so dass die Schraubenbutzen 305, die unterschiedlichen Zylinderbänken angehören, in unterschiedlichen Normalebenen 301a, 301b außerhalb der Hauptlagerebene 315a angeordnet sind. Jedes Eingussstück 304 weist in der dargestellten Ausführung einen einwandigen Aufbau mit einem mittigen Wandbereich 304a auf, wobei an die Ränder des mittigen Wandbereiches 304a gurtartige Wandbereiche 304b, 304c, 304d und 304e anschließen. Das Eingussstück 304 weist zumindest in einer Motorlängsebene 318a, welche durch die Kurbelwellenachse 318 und die Zylinderachse 319a eines Zylinders 319 aufgespannt ist, ein I-Profil auf, wie aus Fig. 15 hervorgeht.
Im Bereich einer die Kurbelwellenachse 318 beinhaltenden Motorhochebene 318b weist das Eingussstück 304 einen etwa radial zum Kurbelwellenlager 315 verlaufenden Butzen 320 mit einer Materialausnehmung auf, welche beim Gießvorgang des Zylinder-Kurbelgehäuses 301 mit dem Werkstoff der Außenstruktur 302 ausgegossen wird. In diesen Materialausguss wird ein zur Lagerschale 314 des Kurbelwellenlagers 315 führender Ölzuführkanal 317 gebohrt, welcher vom im Bereich der Motorhochebene 218b angeordneten Ölverteilerkanal 316 ausgeht. Wie in Fig. 19a gezeigt ist, ist der Ölzuführkanal 317 ist dem Materialausguss des Butzens 320 so eingeformt, dass die Wände des Ölzuführkanals 317 ausschließlich durch die Außenstruktur 302 gebildet werden und somit keine Trennfugen zwischen Außenstruktur 302 und dem Eingussstück 304 im Bereich der Schmierölzuführung für das Kurbelwellenlager 315 auftreten. Leckagen zufolge Trennfugen werden somit vermieden. Das Lagerbügel-Eingussstück 310 weist einen fachwerkartigen Aufbau auf, wie Fig. 14, Fig. 15 und Fig. 18 zeigt. Die säulenartigen Schraubenbutzen 312 für die Kurbelwellenlagerschrauben 308 werden dabei über Stege 310a, 310b, 310c und 31Od miteinander verbunden, wobei der dem Kurbelwellenlager 315 am nächsten liegende Steg 310b zwischen den Schraubenbutzen 312 eine etwa zylindrische Form aufweist. Die Zwischenräume zwischen den Stegen 310a und 310b sowie zwischen den Stegen 310c und 31Od sind mit dem Werkstoff der Lagebügel-Außenstruktur 309 ausgefüllt, was sich vorteilhaft für die formschlüssige Bindung zwischen dem Lagerbügel-Eingussstück 310 und der Lagerbügel-Außenstruktur 309 auswirkt.
Die Fig. 22 und Fig. 24 bis Fig. 27 zeigen ein Zylinder-Kurbelgehäuse 401 in einer fünften Ausführungsform für eine Brennkraftmaschine mit V-förmig angeordneten Zylindern 419. Dabei sind die im Bereich der Hauptlagerwände 403 angeordneten Eingussstücke 404 über Verbindungsstege 421, 422 miteinander zu einem Tragskelett 423 verbunden, wie aus Fig. 23 ersichtlich ist. Die Verbindungsstege 421, 422 befinden sich im Bereich von Schraubenbutzen 405 für nicht weiter dargestellte Zylinderkopfschrauben. Das gesamte Tragskelett 423 ist in die Außenstruktur 402 des Zylinder-Kurbelgehäuses 401 eingegossen. Einstückig mit den Eingussstücken 404 ist eine Ölverteilerleiste 416 ausgebildet, welche im Bereich jedes Eingussstückes 404 über jeweils einen in das Eingussstück 404 integrierten Ölzuführkanal 417 mit dem jeweiligen Kurbelwellenlager 415 strö- mungsverbunden ist. Die Ölverteilerleiste 416 bildet zugleich eine Längsversteifung für das Tragskelett 423.
Jedes Eingussstück 404 ist im Ausführungsbeispiel einwandig ausgebildet und weist im Bereich der Hauptlagerebene 415a einen etwa mittigen Wandbereich 404a auf. Im Bereich dieses Wandbereiches 404a sind weitere Schraubenbutzen 407 zur Aufnahme von Kurbelwellenlagerschrauben 408 vorgesehen. Im Bereich der Kurbelwellenlager 415 schließen an die mittleren Wandbereiche 404a zylindrische Wandbereiche 404b zur Aufnahme von nicht weiter dargestellten Lagerschalen für das Kurbelwellenlager 215 an (Fig. 27).
Über die Kurbelwellenlagerschrauben 408 werden in eine Lagerbügel-Außerstruktur 409 eines struktursteifen Bauteiles 411 eingegossene Lagerbügel-Eingussstücke 410 am Tragskelett 423 befestigt. Die Lagerbügel-Eingussstücke 410 sind im vorliegenden Fall doppelwandig ausgeführt und weisen in einem Schnitt in der Motorlängsebene 418a oder in der Motorhochebene 418b einen im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt auf. Die beiden von einander beabstandeten parallelen Wandbereiche 410a und 410b befinden sich jeweils in Normalebenen 401a, 401b auf die Kurbelwellenachse 418 und sind über einen Wandbereich 410c im Bereich des jeweiligen Kurbelwellenlagers 415 miteinander verbunden. Der Zwischenraum zwischen den Wandbereichen 410a, 41Ob und 41Oc sowie zwischen den Schraubenbutzen 412 zur Aufnahme der Kurbelwellenlagerschrau- ben 408 ist mit dem Werkstoff der Lagerbügel-Außenstruktur 409 ausgefüllt.
Das in den Figuren 28, 30 und 31 dargestellte Zylinder-Kurbelgehäuse 501 ist in Leichtbauweise ausgeführt und weist eine Außenstruktur 502 aus einer Aluminium- oder Magnesiumlegierung auf. Im Bereich der Hauptlagerwände 503 ist jeweils in die Außenstruktur 502 ein Eingussstück 504 eingegossen, wobei das Eingussstück 504 Durchgangsbohrungen 505a zur Aufnahme von nicht weiter dargestellten Zylinderkopfschrauben bzw. Lagerbügelschrauben aufweist. Jede Durchgangsbohrung 505a weist ein Gewinde 505b auf, in welches von einer Seite eine Zylinderkopfschraube zur Befestigung eines nicht weiter dargestellten Zylinderkopfes und von der anderen Seite eine Lagerbügelschraube zur Befestigung eines Lagerbügels 510 eingeschraubt werden kann. Der Zylinderkopf, das Zylinder-Kurbelgehäuse 501 und die Lagerbügeln 510 können auch durch Zugankerschrauben miteinander verbunden sein.
Das Eingussstück 504 und der Lagerbügel 510 sind in einem Stück hergestellt und in einem darauffolgenden Bruchtrennvorgang voneinander getrennt worden. Mit Bezugszeichen 504' ist die Bruchtrennfläche des Eingussstückes 504 und mit Bezugszeichen 510' die Bruchtrennfläche des Lagerbügels 510 bezeichnet. Um die Bruchtrennung im eingegossenen Zustand durchführen zu können, ist das Eingussstück zum Kurbelraum 521 hin freigestellt.
Das Eingussstück 504 weist einen seitlichen Formschlussbereich 513 auf, über welchen das Eingussstück 504 mit der Außenstruktur 502 fest verbunden ist. Der Formschlussbereich 513 kann aus Rippen, Gurten, Stegen oder dgl. bestehen.
Das Eingussstück 504 weist im Bereich des Kurbelwellenlagers 515 eine vom Werkstoff der Außenstruktur 502 zumindest zum Teil ausgegossene radiale Öffnung 520 auf. Dieser Materialausguss weist einen radial zur Lagerschale 514 des Kurbelwellenlagers 515 führenden gebohrten Ölzuführkanal 517 auf, welcher von einer parallel zur Kurbelwellenachse 518 angeordneten Ölverteilerkanal 516 ausgeht. Der Ölzuführkanal 517 ist in den Materialausguss so eingeformt, dass die Wände des Ölzuführkanals 517 ausschließlich durch die Außenstruktur 502 gebildet werden, und somit keine Trennfugen zwischen der Außenstruktur 502 und dem Eingussstück 504 im Bereich der Schmierölzuführung für das Kurbelwellenlager 515 auftreten. Leckagen zufolge Trennfugen werden somit vermieden.
Die Außenstruktur 2, 202, 302, 402, 502 und/oder die Lagerbügel-Außenstruktur 9, 109, 209, 309, 409 besteht aus einem Leichtmetall, beispielsweise aus einer Aluminium- oder Magnesiumlegierung. Als Werkstoff für das Eingussstück 4, 204, 304, 404, 504 und das Lagerbügel-Eingussstück 10, 110, 210, 310, 410 wird partikelverstärktes Leichtmetall, z.B. eine partikelverstärkte Aluminium- oder Leichtmetalllegierung, mit hoher Zugfestigkeit und niedriger Wärmedehnung eingesetzt. Die thermische Dehnung sollte dabei nahe bei Stahl liegen. Die Wechselfestigkeit bei 1500C sollte bei der von GJS (Grauguss mit Kugelgrafit) liegen. Mit dem erfindungsgemäßen Zylinder-Kurbelwellengehäuse 1, 201, 301, 401 können bei geringem Motorgewicht hohe Zylinderdrücke realisiert werden. Das Zylinder-Kurbelgehäusekonzept eignet sich daher besonders für selbstzündende Brennkraftmaschinen.
Das im Ausführungsbeispiel durch ein Kurbelgehäuse 602 gebildete Maschinengehäuse 601 weist eine durch Verstärkungsrippen 603 gebildete nach außen offene Oberflächenstruktur 604 auf, wobei die Verstärkungsrippen 603 Strukturen mit geschlossenen Umfangslinien definieren. Im Ausführungsbeispiel ist die Oberflächenstruktur 604 wabenartig ausgebildet, wobei die Waben 605 im Wesentlichen sechseckig geformt und großteils regelmäßig angeordnet sind.
Die Außenwand 606 des Kurbelgehäuses 602 weist Bombierungen 607 zur Erhöhung der Struktursteifigkeit aus. Eine Bombierung 607 der Außenwand 606 ist im Detail in den Fig. 37 bis Fig. 40 dargestellt.
Pro wabenartiger Zelle sind zumindest zwei Verstärkungsrippen 603 parallel zu einander angeordnet. Der Abstand a zweier Verstärkungsrippen 603 zueinander beträgt das fünf- bis fünfzehnfache der Wandstärke s der Außenwand 606. Die Höhe h der Verstärkungsrippen 603 beträgt das drei- bis fünffache der Wandstärke s der Außenwand 606. Die Rippendicke d beträgt zwischen der Wandstärke s und der doppelten Wandstärke s der Außenwand 606.
Die durch wabenartige geschlossene Zellen 605 gebildete Oberflächenstruktur 604 trägt wesentlich zur Erhöhung der Eigenfrequenz des Maschinengehäuses 601 bei. Dadurch kann die Schallabstrahlung bedeutend reduziert werden.
Die Zellen 605 können auch unregelmäßig angeordnet sein. Es ist auch eine vom Sechseck abweichend Form möglich. Die besten Ergebnisse lassen sich allerdings mit einer regelmäßigen sechseckförmigen Wabenstruktur erreichen.
Der Verlauf der Höhen h der Verstärkungsrippen 603 kann im Bereich der Bombierungen 607 dieser folgen oder unterschiedlich ausgebildet sein. Die Größe der Bombierung H der Außenwand 606 liegt im Bereich der Höhe h der Verstärkungsrippen 603.
Die Erfindung ist aber nicht auf Kurbelgehäuse beschränkt, sondern lässt sich ebenso vorteilhaft bei anderen Maschinengehäusen, beispielsweise Zylinder- köpfen, Zylinderkopfhauben, Leiterrahmen, Bed-Plates, Versteifungsrahmen im Kurbelgehäuse und dergleichen anwenden.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E
1. Zylinder-Kurbelgehäuse (1, 201, 301, 401, 501) für eine Brennkraftmaschine in Leichtbauweise mit zumindest einem in eine Außenstruktur (2, 202, 302, 402, 502) eingegossenen Eingussstück (4, 204, 304, 404, 504), dadurch gekennzeichnet, dass das Eingussstück (4, 204, 304, 404, 504) - zumindest teilweise - aus partikelverstärkten Leichtmetall, vorzugsweise aus einer partikelverstärkten Aluminium- oder Magnesiumlegierung, besteht.
2. Zylinder-Kurbelgehäuse (1, 201, 301, 401, 501) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Eingussstück (4, 204, 304, 404, 504) aus gesinterten Leichtmetall besteht.
3. Zylinder-Kurbelgehäuse (1, 201, 301, 401, 501) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel im partikel verstärkten Leichtmetall zumindest zum Teil ais Leichtmetall-Oxiden, bestehen.
4. Zylinder-Kurbelgehäuse (1, 201, 301, 401, 501) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Hauptlagerwand (3, 203, 303, 403, 503) zur Abstützung der Kurbelwelle ein Eingussstück (4, 204, 304, 404, 504) aufweist, welches zumindest teilweise in die Außenstruktur (2, 202, 302, 403, 503) eingegossen ist.
5. Zylinder-Kurbelgehäuse (1, 101, 201, 301, 401) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass an jedem Eingussstück (4, 204, 304, 404) ein in eine Lagerbügel-Außenstruktur (9, 109, 209, 309, 409), vorzugsweise eines struktursteifen Bauteiles (11, 111, 211, 311, 411, 511) eingegossenes Lagerbügel-Eingussstück (10, 110, 210, 310, 410) befestigt ist, welches aus dem gleichen Werkstoff wie das Eingussstück (4, 204, 304, 404) besteht.
6. Zylinder-Kurbelgehäuse (401) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingussstücke (404) und/oder Lagerbügel-Eingussstücke (410) mehrerer Kurbelwellenlager (415) über Verbindungsstege (421, 422)) miteinander verbunden sind und ein Tragskelett (423) ausbildet.
7. Zylinder-Kurbelgehäuse (401) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ölverteilerleiste (416) einteilig mit den Eingussstücken (404) ausgebildet ist.
8. Zylinder-Kurbelgehäuse (1, 201, 301, 401) nach einem der Ansprüche 5 bis
7, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagerbügel-Eingussstück (10, 110, 210, 310, 410) Schraubenbutzen (12, 112, 212, 312, 412) zur Aufnahme von Kurbelwellenlagerschrauben (8, 108, 208, 308, 408) aufweist.
9. Zylinder-Kurbelgehäuse (1, 201, 301, 401) nach einem der Ansprüche 1 bis
8, dadurch gekennzeichnet, dass das Eingussstück (4, 204, 304, 404) Schraubenbutzen (5, 7, 205, 207, 305, 307, 405, 407) zur Aufnahme von Zylinderkopfschrauben (6, 206, 306, 406) und/oder Kurbelwellenlagerschrauben (8, 208, 308, 408) aufweist.
10. Zylinder-Kurbelgehäuse (301) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Eingussstück und/oder das Lagerbügel-Eingussstück (310) eine Gitterstruktur aufweist und die säulenartigen Schraubenbutzen (312) über Stege (310a, 310b, 310c, 31Od) miteinander verbunden sind.
11. Zylinder-Kurbelgehäuse (201, 301, 404) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Eingussstück (204, 304, 404) und/oder das Lagerbügel-Eingussstück (210, 310) einwandig ausgeführt ist und einen mittigen, normal zur Kurbelwellenachse (218, 318, 418) angeordneten Wandbereich (204a, 210a, 304a, 404a) aufweist und vorzugsweise - in einem Querschnitt in einer durch die Kurbelwellenachse (218, 318, 418) und eine Zylinderachse (219a, 319a, 419a) gebildeten Motorlängsebene (218a, 318a, 418a) betrachtet - ein I- oder T-Profil aufweist.
12. Zylinder-Kurbelgehäuse (1, 401) nach einem, der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Eingussstück (4, 404) und/oder das Lagerbügel-Eingussstück (10, 110, 410) doppelwandig ausgeführt ist und zwei miteinander verbundene, im Wesentlichen parallel zueinander angeordnete Wandbereiche (4a, 4b, 10a, 10b, HOa, HOb, 410a, 410b) aufweist.
13. Zylinder-Kurbelgehäuse (1, 401) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Eingussstück und/oder das Lagerbügel-Eingussstück (110, 410) - in einem Querschnitt in einer durch die Kurbelwellenachse (18, 418) und eine Zylinderachse (19a, 419a) gebildeten Motorlängsebene (18a, 418a) betrachtet - ein U-Profil aufweist.
14. Zylinder-Kurbelgehäuse (1) nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenraum zwischen den beiden Wandbereichen (4a, 4b) des Eingussstücks (4) mit dem Werkstoff der Außenstruktur (2) ausgegossen ist und vorzugsweise im Zwischenraum ein besonders vorzugsweise durch eine Bohrung gebildeter Ölzuführkanal (17) angeordnet ist, welcher einen Ölverteilerkanal (16) mit dem Kurbelwellenlager (15) verbindet.
15. Zylinder-Kurbelgehäuse (1, 401) nach einem der Ansprüche 13 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenraum zwischen den beiden Wandbereichen (10a, 10b, HOa, HOb, 41Oa, 410b) des Lagerbügel-Eingussstückes (10, 110, 410) mit dem Werkstoff der Lagerbügel-Außenstruktur (9, 109, 409) ausgegossen ist.
16. Zylinder-Kurbelgehäuse (301) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Eingussstück (304) zumindest einen im Wesentlichen radial zum Kurbelwellenlager (315) verlaufenden Butzen (320) mit einer Materialausnehmung aufweist, welcher mit dem Werkstoff der Außenstruktur (302) ausgegossen ist und dieser Materialausguss einen radial zum Kurbelwellenlager (315) führenden, vorzugsweise gebohrten Ölzuführkanal (317) aufweist, der vom Eingussstück (304) beabstandet ist und eine Öl- verteilerkanal (316) mit dem Kurbelwellenlager (315) verbindet.
17. Zylinder-Kurbelgehäuse (301, 401) nach einem der Ansprüche 1 bis 16, für Brennkraftmaschinen mit V-förmig angeordneten Zylindern (319, 419), dadurch gekennzeichnet, dass jedes Eingussstück (304, 404) zwei Paare von Schraubenbutzen (305, 405) für Zylinderkopfschrauben aufweist, wobei die Paare von Schraubenbutzen (306, 406) zueinander entsprechend dem V- Winkel geneigt und in unterschiedlichen Normalebenen (301a, 301b) auf die Kurbelwellenachse (318, 418)- angeordnet sind.
18. Zylinder-Kurbelgehäuse (1, 101, 201, 301, 401, 501) nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenstruktur (2, 202, 302, 402) und/oder der Lagerbügel-Außenstruktur (9, 109, 209, 309, 409) zumindest überwiegend aus Leichtmetall, vorzugsweise aus Aluminium oder Magnesium besteht.
19. Zylinder-Kurbelgehäuse (1, 201, 301, 401, 501) nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenstruktur (9, 109, 209, 309, 409) aus dem gleichen Material wie das Eingussstück besteht.
20. Zylinder-Kurbelgehäuse (501) nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Eingussstück (504) einstofflich mit dem Lagerbügel (510) und zum Kurbelraum (521) hin freistehend ausgebildet ist, und dass der Lagerbügel (510) durch einen Bruchtrenn-Vorgang vom Eingussstück (504) getrennt ist.
21. Zylinder-Kurbelgehäuse (501) nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Eingussstück (504) zumindest einen seitlichen Formschlussbereich (513) zur formschlüssigen Verbindung mit der umgebenden Außenstruktur (502) aufweist.
22. Zylinder-Kurbelgehäuse (501) nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Formschlussbereich (513) durch zumindest eine Rippe, einen Steg, eine Nut oder dgl. gebildet ist.
23. Zylinder-Kurbelgehäuse (501) nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Eingussstück (504) Durchgangsbohrungen (505a) zur Aufnahme von Befestigungsschrauben für den Zylinderkopf und/ oder für den Lagerbügel (510) aufweist, wobei die Befestigungsschrauben vorzugsweise als Zugankerschrauben ausgebildet sind.
24. Zylinder-Kurbelgehäuse (501) nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass jede Durchgangsbohrung (505a) ein Gewinde (505b) zur Befestigung und/oder Sicherung der vorzugsweise als Zugankerschraube ausgebildeten Befestigungsschraube aufweist.
25. Zylinder-Kurbelgehäuse (501) nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Eingussstück (504) im Bereich des Kurbelwellenlagers (515) eine zumindest teilweise mit dem Werkstoff der Außenstruktur (502) ausgegossene radiale Öffnung (520) aufweist, in welcher ein vorzugsweise durch eine Bohrung gebildeter Ölzuführkanal (517) angeordnet ist, welcher einen Ölverteilerkanal (516) mit einem Kurbelwellenlager (515) verbindet.
26. Zylinder-Kurbelgehäuse (501) nach einem der Ansprüche 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenstruktur (2, 202, 302, 402, 502) und/oder die Lagerbügel-Außenstruktur (9, 209, 309, 409) aus Leichtmetallschaum, vorzugsweise Aluminiumschaum, besteht.
27. Maschinengehäuse (601), insbesondere Kurbelgehäuse (602) oder Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine, mit Verstärkungsrippen (603) an zumindest einer äußeren Oberfläche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungsrippen (603) zumindest eine nach außen offene zellenartige Oberflächenstruktur (604) mit zumindest abschnittsweise geschlossenen Umfangs- linien ausbilden.
28. Maschinengehäuse (601) nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenstruktur (604), zumindest abschnittsweise, regelmäßig ausgebildet sind.
29. Maschinengehäuse (601) nach Anspruch 27 oder 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenstruktur (604), zumindest abschnittsweise, unregelmäßig ausgebildet sind.
30. Maschinengehäuse (601) nach einem der Ansprüche 27 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenstruktur (604), zumindest abschnittsweise, wabenartig geformt ist.
31. Maschinengehäuse (601) nach einem der Ansprüche 27 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenstruktur (604), zumindest abschnittsweise, sechseckig ausgebildet ist.
32. Maschinengehäuse (601) nach einem der Ansprüche 27 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenwand (606) des Maschinengehäuses (601) und/oder die Oberflächenstruktur (604) bombiert ausgebildet ist.
33. Maschinengehäuse (601) nach einem der Ansprüche 27 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungsrippen (603) zumindest abschnittsweise unterschiedliche Höhen aufweisen.
34. Maschinengehäuse (601) nach einem der Ansprüche 27 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe (h) der Verstärkungsrippen (603) mindestens dem Dreifachen der Wandstärke (s) des Maschinengehäuses (601), vorzugsweise maximal dem Fünffachen der Wandstärke (s) des Maschinengehäuses (601) entspricht.
35. Maschinengehäuse (601) nach einem der Ansprüche 27 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (a) zwischen zwei gegenüberliegenden Verstärkungsrippen (603) mindestens dem Fünffachen, vorzugsweise maximal dem Fünfzehnfachen der Wandstärke (s) des Maschinengehäuses (601) entspricht.
36. Maschinengehäuse (601) nach einem der Ansprüche 27 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke (d) der Verstärkungsrippen (603) mindestens der Wandstärke (s) des Maschinengehäuses (601), vorzugsweise maximal der doppelten Wandstärke (s) des Maschinengehäuses (601) entspricht.
37. Maschinengehäuse (601) nach einem der Ansprüche 27 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass der Höhenverlauf der Verstärkungsrippen (603) der Bombierung (607) der Außenwand (606) des Maschinengehäuses (601) folgt.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014114833A1 (de) 2014-10-13 2016-04-14 Fev Gmbh Lagergehäuse zur Lagerung einer Welle sowie Verbrennungsmotor
DE102016113682A1 (de) 2016-07-25 2018-01-25 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Zylinder-Kurbelgehäuse in Leichtbauweise für Brennkraftmaschinen

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19648206A1 (de) * 1996-11-21 1998-05-28 Opel Adam Ag Gehäuse für eine Hubkolben-Brennkraftmaschine
EP1039118A2 (de) * 1999-03-20 2000-09-27 Honsel GmbH & Co. KG Zylinderblock für einen Kolbenmotor
US20020020287A1 (en) * 2000-08-18 2002-02-21 Suzuki Motor Corporation Cylinder block and method of making the same
EP1457658A2 (de) * 2003-03-13 2004-09-15 HONDA MOTOR CO., Ltd. Verfahren zur Herstellung eines Lagerteils

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19648206A1 (de) * 1996-11-21 1998-05-28 Opel Adam Ag Gehäuse für eine Hubkolben-Brennkraftmaschine
EP1039118A2 (de) * 1999-03-20 2000-09-27 Honsel GmbH & Co. KG Zylinderblock für einen Kolbenmotor
US20020020287A1 (en) * 2000-08-18 2002-02-21 Suzuki Motor Corporation Cylinder block and method of making the same
EP1457658A2 (de) * 2003-03-13 2004-09-15 HONDA MOTOR CO., Ltd. Verfahren zur Herstellung eines Lagerteils

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014114833A1 (de) 2014-10-13 2016-04-14 Fev Gmbh Lagergehäuse zur Lagerung einer Welle sowie Verbrennungsmotor
DE102016113682A1 (de) 2016-07-25 2018-01-25 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Zylinder-Kurbelgehäuse in Leichtbauweise für Brennkraftmaschinen

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