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Title:
CRANKCASE MADE OF LIGHT METAL FOR AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1999/063216
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a crankcase which is made of light metal and which is provided for an internal combustion engine. Said crankcase comprises a separating surface (4) which passes through the crankshaft axis and which is arranged between an upper part of the case and a lower part of the case. The support walls (2) of the crankcase which connect the outer walls (1) of the case comprise inserts (3) made of a ferrous material. The bearing shells of the crankshaft bearing and the bearing screws (7) provided on both sides of the bearing shells are mounted in said inserts. In order to create advantageous structural relationships, the invention provides that the support walls (2) which construct a continuous light metal bridge between the outer walls (1) of the case accommodate the inserts (3) which are lower than the support walls (2) in recesses (8), said recesses starting from the separating surface (4). In addition, said support walls are provided with passage openings (9) for the screw heads (10) in the vicinity of the bearing screws (7).

Inventors:
MENZL KARL-HEINZ (DE)
Application Number:
PCT/AT1999/000136
Publication Date:
December 09, 1999
Filing Date:
May 31, 1999
Export Citation:
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Assignee:
MIBA SINTERMETALL AG (AT)
MENZL KARL HEINZ (DE)
International Classes:
F02F7/00; F16C9/02; (IPC1-7): F02F7/00; F16C9/02
Domestic Patent References:
WO1995031637A11995-11-23
Foreign References:
US5203854A1993-04-20
DE3829163A11989-06-15
DE19526890A11997-01-23
US5203854A1993-04-20
Attorney, Agent or Firm:
Hübscher, Gerhard (Linz, AT)
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Claims:
Patentansprüche :
1. Kurbelgehäuse aus Leichtmetall für einen Verbrennungsmotor mit einer durch die Kurbelwellenachse verlaufenden Teilungsfläche zwischen einem Gehäuseoberteil und einem Gehäuseunterteil, dessen die Gehäuseaußenwände verbindende Lagerwände Einsätze aus einem Eisenwerkstoff aufweisen, in denen die Lagerschalen der Kurbelwellenlager und die beidseits der Lager schalen vorgesehenen Lagerschrauben gelagert sind, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen den Gehäuseaußenwänden (1) eine durchgehende Leichme tallbrücke bildenden Lagerwände (2) die gegenüber den Lagerwänden (2) niedrigeren Einsätze (3) in von der Teilungsfläche (4) ausgehenden Ausspa rungen (8) aufnehmen und im Bereich der Lagerschrauben (7) mit Durchtrittsöff nungen (9) für die Schraubenköpfe (10) versehen sind.
2. Kurbelgehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hoche der Lagerwände (2) zumindest dem halben Innenabstand der Gehäuseaußen wände (1) entspricht.
3. Kurbelgehäuse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einsätze (3) aus einem Sinterwerkstoff bestehen.
Description:
Kurbelqehäuse aus Leichtmetall für einen Verbrennungsmotor Technisches Gebiet Die Erfindung bezieht sich auf ein Kurbelgehäuse aus Leichtmetall für einen Verbrennungsmotor mit einer durch die Kurbelwellenachse verlaufenden Tei- lungsfläche zwischen einem Gehäuseoberteil und einem Gehäuseunterteil, dessen die Gehäuseaußenwände verbindende Lagerwände Einsätze aus einem Eisenwerkstoff aufweisen, in denen die Lagerschalen der Kurbelwellenlager und die beidseits der Lagerschalen vorgesehenen Lagerschrauben gelagert sind.

Stand der Technik Um bei Kurbelgehäusen aus Leichtmetall eine vorteilhafte Krafteinleitung vom Zylinderkopf zur Kurbelwelle zu erreichen und in diesem Zusammenhang eine steife Abstützung der Kurbelwellenlager zu erhalten, ist es bekannt (US 5 203 854), die Kurbelwellenlager mit den Lagerschrauben in Graugußeinsätzen des Unterteils des Kurbelgehäuses zu lagern. Diese Einsätze aus Grauguß, die zwischen den Gehäuseaußenwänden eingegossen sind und den Mittelteil der Lagerwände bilden, werden in Abhängigkeit von den Belastungen der Kurbelwel- lenlager bemessen und bestimmen aufgrund dieser Bemessung die Höhe des Unterteils des Kurbelgehäuses. Da das Schwingungsverhalten und damit das Körperschattverhatten des Kurbelgehäuses von seiner Biegesteifigkeit abhängt, ist hinsichtlich des Körperschattverhattens der Elastizitätsmodul und das Träg-

heitsmoment maßgebend. Der Elastizitätsmodul der für Kurbelgehäuse einge- setzten Leichtmetalle beträgt angenähert nur die Halte des Elastizitätsmoduls- von Grauguß, so daß Kurbelgehäuse aus Leichtmetall jenen aus Grauguß hinsichtlich des Körperschallverhaltens unterlegen sind, wenn nicht durch geeignete konstruktive Maßnahmen das Trägheitsmoment gesteigert und damit eine ausreichende Biegesteifigkeit sichergestellt werden kann. Zu diesem Zweck kann das Kurbelgehäuse eine Versteifung über die angeschlossene Ölwanne erfahren, die dann entsprechend aufwendig ausgebildet werden muß. Trotz des Einsatzes einer solchen aufwendigen Olwanne bleibt das Körperschallverhalten der bekannten Kurbelgehäuse aus Leichtmetall jedoch unbefriedigend.

Darstellung der Erfindung Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Kurbelgehäuse aus Leicht- metall der eingangs geschilderten Art so zu verbessern, daß ohne aufwendige Olwannenausbildung ein befriedigendes Körperschaliverhalten sichergestellt werden kann, ohne nachteilige Einflüsse auf die Kurbelwellenlagerung befürch- ten zu müssen.

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, daß die zwischen den Gehäu- seaußenwänden eine durchgehende Leichmetalibrücke bildenden Lagerwände die gegenüber den Lagerwänden niedrigeren Einsätze in von der Teiiungsfläche ausgehenden Aussparungen aufnehmen und im Bereich der Lagerschrauben mit Durchtrittsöffnungen für die Schraubenköpfe versehen sind.

Durch diese Maßnahmen wird zunächst sichergestellt, daß die Einsätze aus Eisenwerkstoff ausschließlich in Abhängigkeit von den Belastungen der Kurbel- wellenlager bzw. von der Bemessung der Lagerschrauben ausgelegt werden können, ohne eine Beschränkung der Höhe des Gehäuseunterteils durch diese Einsätze in Kauf nehmen zu müssen. Die nunmehr im Vergleich zu den Ein- sätzen mögliche, erheblich größere Bauhöhe des Gehäuseunterteils bringt die angestrebte größere Biegesteifigkeit des Kurbelgehäuses mit sich, wobei eine

aufwendige Olwanne entfallen kann. Es wird somit eine weitgehend voneinander unabhängige Auslegung der die Belastungen der Kurbelwellenlager aufnehmen-- den Konstruktionsteile aus einem Eisenwerkstoff und der Leichtmetallteile erreicht, was zu einer sowohl hinsichtlich des Körperschattverhattens als auch bezüglich der Kraftübertragung vorteilhaften Konstruktion führt, weil eben eine für die angestrebte Biegesteifigkeit ausreichende Höhe des Gehäuseunterteils unabhängig von der Höhe der Einsätze gewährleistet werden kann.

Entspricht die Höhe der Lagerwände zumindest dem halben Innenabstand der Gehäuseaußenwände, so können besonders günstige Konstruktionsverhäitnisse sichergestellt werden, die nicht nur eine hohe Biegesteifigkeit des Gehäuseun- terteils mit sich bringen, sondern auch den Ersatz einer herkömmlichen, tragen- den Olwanne durch einen einfachen Wannendeckel erlauben, weil in diesem Fall ein wesentlicher Teil der sonst üblichen Olwanne durch den Gehäuseunter- teil selbst gebildet wird.

Die Einbettung der aus einem Eisenwerkstoff bestehenden Einsätze in von der Teilungsfläche ausgehenden Aussparungen der zwischen den Gehäuseaußen- wänden durchgehenden Leichtmetallbrücken der Lagerwände unterstützt außer- dem die Verwendung von Einsätzen aus einem Sinterwerkstoff, der günstige Herstellungsbedingungen mit sich bringt, und zwar ohne Festigkeitsverluste.

Kurze Beschreibung der Zeichnung In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt. Es zeigen Fig. 1 das Gehäuseunterteil eines erfindungsgemäßen Kurbelgehäuses aus- schnittsweise in einem vereinfachten Schaubild, Fig. 2 das Gehäuseunterteil in einem Querschnitt durch eine Lagerwand und Fig. 3 das Gehäuseunterteil ausschnittsweise im Bereich einer Lagerwand in einer Untersicht.

Bester Weg zur Ausführung der Erfindung Das dargestellte Gehäuseunterteil eines erfindungsgemäßen Kurbelgehäuses aus Leichtmetall weist in herkömmlicher Weise der Länge nach verlaufende Gehäuseaußenwände 1 und diese Gehäuseaußenwände 1 verbindende, dazu quer ausgerichtete Lagerwände 2 auf, die mit Einsätzen 3 aus einem Eisenwerk- stoff, vorzugsweise aus Sintermetall, versehen sind. Diese Einsätze 3 bilden von der Trennfläche 4 zum Gehäuseoberteil ausgehende, im Querschnitt halbkreis- förmige Aufnahmen 5 für die Lagerschalen der Kurbelwellenlager. Beidseits dieser Aufnahmen 5 sind in den Einsätzen 3 Bohrungen 6 für Lagerschrauben 7 vorgesehen, über die die Krafteinleitung von den Zylindern her in die Einsätze 3 erfolgt.

Im Gegensatz zu herkömmlichen Gehäuseunterteilen dieser Art erstrecken sich die Einsätze 3 aus Eisenwerkstoff nur über einen Teil der Höhe der Lagerwände 2, so daß die Lagerwände 2 eine durchgehende Leichtmetallbrücke zwischen den Gehäuseaußenwänden 1 bilden. Die Einsätze 3 sind in von der Trennfläche 4 ausgehenden Aussparungen 8 der Lagerwände 2 eingebettet, die im Boden- bereich der Aussparungen 8 mit Durchtrittsöffnungen 9 für die Schraubenköpfe 10 der Lagerschrauben 7 versehen sind. Die Lagerschrauben 7 können dem- nach durch die Durchtrittsöffnungen 9 hindurch in die Lagerbohrungen 6 der Einsätze 3 eingeführt und mit dem Gehäuseoberteil verschraubt werden. Bei der Auslegung der Lagerschrauben 7 braucht folglich das unterschiedliche Wärme- dehnungsverhalten zwischen den Einsätzen 3 und den die Einsätze 3 aufneh- menden Leichtmetallbrücken der Lagerwände 2 nicht berücksichtigt zu werden, obwohl die Lagerwände 2 eine die Lagereinsätze 3 zumindest im Bereich der Einsätze 3 wesentlich übersteigende Höhe aufweisen. Dies bedeutet, daß die Einsätze 3 vor allem entsprechend den Belastungsanforderungen zur Aufnahme der Lagerkräfte ohne Berücksichtigung der erforderlichen Biegesteifigkeit des Gehäuseunterteils bemessen werden können, wodurch der Gewichtsanteil der Einsätze 3 vorteilhaft beschränkt werden kann-. Die hinsichtlich des Körperschall- verhaltens erforderliche hohe Biegesteifigkeit des Gehäuseunterteils muß wegen

des im Vergleich zu einem Eisenwerkstoff niedrigeren Elastizitätsmoduls des Leichtmetalls durch ein vergrößertes Trägheitsmoment sichergestellt werden, das vor allem eine größere Bauhöhe für den Gehäuseunterteil erfordert. Wegen der von der Höhe der Einsätze 3 unabhängigen Höhe der Lagerwände 2 kann dieser Forderung ohne weiteres nachgekommen werden. Damit ist es möglich, den unteren Kurbelraum innerhalb des Gehäuseunterteiles unterzubringen, wie dies die strichpunktierte Kreislinie 11 in der Fig. 2 andeutet. Damit kann eine herkömmliche Olwanne zur zusätzlichen Versteifung des Kurbelgehäuses entfallen und durch einen einfachen Deckel für das Gehäuseunterteil ersetzt werden.

Mit den geschilderten Maßnahmen gelingt es in vergleichsweise einfacher Art, ein vorteilhaftes Körperschallverhalten eines Kurbelgehäuses aus Leichtmetall zu erreichen, ohne im Bereich der Lastabtragung über die Kurbelwellenlager oder bezüglich der Gewichtsverhältnisse Nachteile in Kauf nehmen zu müssen.