Motor-Gehäuseelement sowie Motorgehäuse für Kraftfahrzeuq-

Brennkraftmaschinen

Die Erfindung betrifft ein Motor-Gehäuseelement für Kraftfahrzeug- Brennkraftmaschinen sowie ein Motorgehäuse für Kraftfahrzeug- Brennkraftmaschinen.

Bekannte Motorgehäuse für Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschinen, die üblicherweise einen Hubraum im Bereich von 1000 bis 6000 ccm aufweisen, weisen einen Zylinderblock auf. In dem Zykiinderblock sind die Kolbenräume vorgesehen, in denen die Kolben angeordnet sind. Der Zylinderblock ist auf der einen Seite mit einem Zylinderkopfgehäuse und auf der gegenüberliegenden Seite mit einem Motorgehäuseelement, das häufig als bed-plate bezeichnet wird, verbunden. Der Zylϊnderblock dient ferner zur Aufnahme der Kurbelwelle. Hierzu weist der Zylinderblock Gleitlager auf. Die Gleitlager sind dadurch ausgebildet, dass eine obere Lagerschale in dem Zylinderblock angeordnet, d.h. einstückig mit dem Zylinderblock verbunden ist. Die Lagerschale ist nach unten, d. h. in Richtung des Motor- Gehäuseelements bzw. des bed-plates offen. Durch untere als gesonderte Bauteile ausgebildete Lagerschalen wird die Kurbelwelle von unten gehalten. Die beiden unteren Lagerschalen sind über Befestigungselemente mit dem Zylinderblock verbunden. Zur Montage müssen die einzelnen Zylinder von oben in den Zylinderblock von Hand eingesetzt und sodann über die

Kolbenstangen mit der Kurbelwelle verbunden werden. Die Montage ist daher aufwendig.

Um sicher zu stellen, dass die auf die Kolben wirkenden Kräfte stets in eine Drehbewegung der Kurbelwelle umgewandelt werden, ist die Achse der Pleulbcfestigung an den Kolben seitlich zu Längsachse der Kurbelwelle versetzt. Dies wird dadurch realisiert, dass die Befestigung der Pleullagerung nicht mittig sondern seitlich versetzt in dem Kolben angeordnet ist. Dies hat zur Folge, dass die Kolben lagerrichtig eingesetzt werden müssen. Dies erhöht wiederum den Montageaufwand, sowie auch den Lageraufwand.

Aufgabe der Erfindung ist es ein Motor-Gehäuseelement sowie ein Motorgehäuse zu schaffen, durch dass insbesondere der Montageaufwand reduziert werden kann,.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch ein Motor- Gehäuseelement nach Anspruch 1 bzw. ein Motorgehäuse nach Anspruch 9.

Das erfindungsgemäße Motor-Gehäuseelement für Kraftfahrzeug- Brennkraftmaschϊnen weist ein Rahmenelement, bei dem es sich üblicherweise um ein Gussbauteil handelt, auf. Das Rahmenelemcnt weist eine Zylinderblock-Montagefläche auf, die zur Verbindung mit einem Zylinderblock dient. Die Zylϊnderblock-Montagefläche weist somit in eingebautem Zustand üblicherweise nach oben. Ferner weist das Motor-Gehäuseelement eine untere Lagerschale auf, die zur Aufnahme einer Kurbelwelle dient. Hierbei ist die untere Lagerschale erfϊndungsgemäß derart angeordnet, dass sie in Richtung der Zylinderbiock-Montagefläche offen ist. Die untere Lagerschale ist somit in eingebautem Zustand nach oben offen.. Die untere Lagerschalc ist vorzugsweise mit dem Rahmenelement fest verbunden. Insbesondere ist die Lagerschale einstückig mit dem Rahmenelemcnt ausgebildet, wobei es sich hierbei vorzugsweise um ein einziges Gussbauteϊl handelt.

Das erfindungsgemäße Motor-Gehäuseelement, das eine Weiterentwicklung gegenüber dem bekannten bed-plate darstellt, ist somit erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, dass die Kurbelwelle von dem Motor- Gehäuseelement und insbesondere von dem Rahmenclement getragen wird.

Zur vollständigen Lagerung der Kurbelwelle in dem Motor-Gehäuscclement ist je Lagerstelle eine obere Lagerschale, bei der es sich insbesondere um ein gesondertes Bauteil handelt, vorgesehen. Die obere Lagcrschale wird über Befestϊgungselemente, wie Befestigungsbolzen mit der unteren Lagerschale bzw. dem Rahmenelement verbunden. Hierzu ist vorzugsweise eine Montagefläche vorgesehen, wobei es sich bei Montageflächen um bearbeitete Oberflächen handelt. Besonders bevorzugt ist es hierbei, dass die Montagefläche zur Befestigung der oberen Lagerschale gemeinsam mit der Zylindcrblock-Montagefläche herstellbar ist. Hierbei können die beiden Montageflächen auf zwei unterschiedlichen Ebenen liegen. Da die Montageflächen jedoch in die gleiche Richtung weisen, ist ein Bearbeiten in einem Arbeitsgang möglich.

Das erfindungsgemäße Motor-Gehäuseelement weist insbesondere den Vorteil auf, dass auf Grund der Lagerung der Kurbelwelle in dem Motor- Gehäuseelement der Zylinderblock, in dem die Kolbenräumc angeordnet sind, erheblich einfacher ausgebildet werden kann. Der Zylinderblock weist im Wesentlichen neben den Kolbenräumen nur noch die entsprechenden Kanäle für die Wasserkühlung auf.

Ferner ist die Montage erheblich vereinfacht, da die Montage der Kolben von unten erfolgen kann. Dies hat zunächst den Vorteil, dass die Kurbelwelle zusammen mit den Pleulstangen und den Kolben vormontiert werden kann. Die Kolben können sodann gleichzeitig von unten in die Kolbenräume eingesetzt werden. Dies kann insbesondere automatisiert erfolgen, so dass die Montagekosten erheblich reduziert werden können. Ggf. erfolgt die Montage mit Hilfe von Montagehilfsmitteln, bei denen es sich insbesondere um die

Kolben haltende Montageelemente, wie Montageleisten handelt. Eine derartige Monatage ist insbesondere in DE 20 2005 007 805 beschrieben.

Da erfindungsgemäß die Lagerung der Kurbelwelle in dem Motor- Gehäuseelement und nicht mehr in dem Zylinderblock erfolgt, kann der axiale Versatz zwischen der Lagerung der Pleulstange an den Kolben und der Kurbelwelle durch ein entsprechendes Anordnen des Zylinderblocks relativ zu dem Motor-Gehäuseelement erfolgen, d. h. durch ein seitliches Verschieben. Dies hat den erheblichen Vorteil, dass die Lagerung der Pleulstange in dem Kolben mittig erfolgen kann. Die Kolben müssen somit nicht mehr lagegenau eingebaut werden, sondern können auch um 180° gedreht eingebaut werden. Es ist somit möglich, identische Kolben zu verwenden.

Auf Grund der Lagerung der Kurbelwelle in dem Motor-Gehäuseclement werden bei der Montage auftretende Spannungen nicht in den Zylindcrblock eingebracht. Dies hat den Vorteil, dass Verformungen der Kolbenräume, die durch die Montage der Kurbelwelle bei bekannten Motor-Gehäusen auftreten, nicht erfolgen. Bei der Montage der Kurbelwelle im Zylinderblock tritt eine S- förmige Verformung der Innenwand der Kolbenräume auf. Dies fuhrt insbesondere zu Dichtigkeϊts- und Geräuschproblemen.. Bei der erfindungsgemäßen Montage der Kurbelwelle in dem Motor-Gchäuseelement tritt allenfalls eine bauchige Verformung der Kolbenräume auf. Hierdurch sind die Anforderungen an die Kolben und insbesondere an die dafür erforderlichen Kolbenringe erheblich reduziert.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Lagerung der Kurbelwelle in dem Motor-Gehäuseelement besteht darin, dass der Kolbenraum von beiden Seiten zur Oberflächenbearbeitung, wie zum Honen, zugänglich ist.

Ferner ist es durch die Lagerung der Kurbelwelle in dem Motor- Gehäuseelement möglich, dass Motor-Gehäuseelement unabhängig von dem Motorblock herzustellen und zu bearbeiten. Dies hat erhebliche Vorteile, da die

Fertigungstiefe hierdurch verringert ist. Insbesondere sind, wenn in einem der beiden Teile Fehler, wie beispielsweise Lunker, auftreten, nicht beide Bauteile unbrauchbar. Vielmehr muss nur das beschädigte Bauteil ersetzt werden.

Insbesondere ist es möglich einzelne Baugruppen vorzumontieren. Es ist erfindungsgemäß möglich, die Kolbenwelle mit den Pleustangen und den Kolben gemeinsam bereits in dem Motor-Gehäuseelement zu montieren und durch die oberen Lagerschalen zu fixieren.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Motor-Gehäuseelements besteht darin, dass eine erhebliche Gewichtsreduzierung erfolgen kann. Insbesondere ist eine Reduzierung des Gewichts des gesamten Motors um mehr als 20 insbesondere um mehr als 30% möglich.

Bei einer besonders bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Motor- Gehäuseelements weist diese einen Schmiermittelzufuhrkanal zur Schmierung der Kurbelwellenlager auf. Der Schmiermittelzuführkanal ist somit innerhalb des Motorgehäuseelements, insbesondere innerhalb des Rahmenclements angeordnet. Hierbei weist der Schmiermittelzuführkanal in besonders bevorzugter Ausfuhrungsform einen Verteilkanal auf, der sich vorzugsweise im wesentlichen über die gesamte Länge des Moror-Gehäuseclcments erstreckt. Von dem Verteilkanal zweigt je Lagerschale ein Zufuhrkanal ab. Hierbei ist der Verteilkanal vorzugsweise unterhalb der unteren in das Motor-Gehäuseelement integrierten Lagerschalen angeordnet. Bezogen auf die Zylinderblock- Montagefläche weist der Schmiermittelzuführkanal, insbesondere der Verteilkanal somit einen größeren Abstand zu dieser Fläche auf, als die unteren Lagerschalen. Insbesondere verläuft der Vcrteilkanal parallel zur Kurbelwellenachse. Die Anordnung des Schmiermittelzuführkanals in dem Motorgehäuseelement hat den Vorteil, dass der Aufbau des Zylinderblocks wiederum vereinfacht ist. Hierdurch können die Herstellungskosten reduziert werden.

Vorzugsweise weisen die Lageschalen einen die Kurbelwelle umgebenden Lagerring auf. Durch den Lagering sind die entsprechenden Gleitlagereigenschaften gewährleistet. Beispielsweise ist der Lagerring aus einer Blei-Bronzeverbindung hergestellt.

Insbesondere ist zwischen dem Lagerring und einer Innenwand der Lagerschalen ein Schmiermittelaufnahmeraum ausgebildet. Der Schmiermϊttelaufnahmeraum ist somit insbesondere ringförmig. Ferner weist der Lagerring vorzugsweise eine öffnung wie eine Querbohrung bzw„ einen Schlitz auf. Durch die Querbohrung gelangt Schmiermittel aus dem Schmiermittelaufnahmeraum zur Kurbelwelle, so dass eine Schmierung zwischen Kurbelelle und Lagerring gewährleistet ist. Der Lagerring ist vorzugsweise derart montiert, dass die Querbohrung im oberen Bereich des Lagerrings angeordnet ist. Hierbei ist der obere Bereich des Lagerrings derjenige sich außerhalb bzw. oberhalb der Zylinderblock-Montagefläche befindende Bereich des Lagerrings, Hierdurch ist ein dynamischer Aufbau eines Schmϊermittelfilms gewährleistet.

Bei einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist an einer Außenseite bzw. an einer Längsseite des Rahmenclements eine öl-Filter- Montagefläche vorgesehen. Dies hat den Vorteil, dass der ölfilter auf einfache Weise am Rahmenelement befestigt werden kann. Je nach Ausgestaltung kann die ölfilter-Montagefläche beliebig über die gesamte Länge des Rahmenelements angeordnet werden. Dies ist bei einer ölfilter-Montagefläche, die am Zylinderkopf vorgesehen ist, nicht möglich, da der Raum zum Vorsehen eines ölfilters in diesem Bereich, beispielsweise auf Grund des Krümmers etc., beschränkt ist.

Ferner betrifft die Erfindung ein Motorgehäuse für Kraftfahrzeug- Brennkraftmaschinen. Das Motorgehäuse weist einen Zylinderblock und ein Motor-Gehäuseelement wie vorstehend beschrieben auf, Das Rahmenelement des Motor-Gehäuseelements ist über die Zylinderblock-Montageflächc des

Rahmenelements mit der Rahmcnelement-Montagefläche des Zyfinderblocks verbunden. Insbesondere ist das Motor-Gchäuseelement des Motorgehäuses wie vorstehend beschrieben weitergebildet. Hierbei besteht ein wesentliches Element der Erfindung darin, dass die Kurbelweilenlagerung ausschließlich über das Motor-Gehäuseelement erfolgt.

Wie vorstehend erläutert weist das erfindungsgemäße Motot -Gehäuseelemcnt und somit auch das erfindungsgemäß Motorgehäuse erhebliche Vorteile bei der Montage auf, da die Kolben von unten in die Kolbenräume eingeführt werden können und es somit möglich ist, die Kolben mit den Plculstangen und der Kurbelwelle sowie ggf. bereits zusammen mit dem Motor-Gehäuseelemcnt vorzumontieren. Hierzu weist der Zylinderblock vorzugsweise mindestens eine insbesondere zwei seitliche Montageöffnungen auf. über die Montageöffnung ist es möglich, die Kolben, insbesondere unter Zuhilfenahme eines Montageelements, bzw. eines Montagewerkzeugs zu montieren. Hierbei handelt es sich vorzugsweise um Montagelcisten wie sie in DE 20 2005 007 805 beschrieben sind.

Das erfindungsgemäß Motor-Gehäuseelemcnt sowie das erfindungsgemäße Motorgehäuse ist insbesondere für Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschinen geeignet. Ebenso ist das Gehäuse für entsprechende Motoren, wie beispielsweise für kleine Motorboote geeignet.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer bevorzugten Ausfuhrungsform unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen :

Fig. 1 einen schematischen Querschnitt des Zyiinderblocks sowie des

Motor-Gehäuseelements,

Fig. 2 einen vereinfachten Querschnitt des Zylindcrblocks zusammen mit der Motor-Gehäuseelement sowie einer ölwanne,

Fig . 3 eine schematischste perspektivische Ansicht des Motor-

Gehäuseelements,

Fig. 4 einen schematischen Querschnitt des wesentlichen Teile eines

Motor-Gehäuses, und

Fig. 5 eine schematische perspektivische Ansicht des Motor-

Gehäuseeiements mit vormontierten Bauteilen.

Ein Motor-Gehäuseelement 10 ist über eine Zylinderblock-Montagefläche 12, die an einer Rahmeneiement-Montagefläche 14 anliegt, mit einem Zylϊnderblock 16 verbunden. Das Motor-Gehäuseelement 10 weist ein Rahmenelement 18 mit Kühlrippen 20, sowie einer unteren Montagefläche 22 zur Verbindung mit einer ölwanne 24 (Fig. 2) auf. Mit dem Rahmenelement 20 ist im dargestellten Ausfuhrungsbeispiel einstuckϊg eine untere Lagerschale 26 verbunden. Insbesondere ist das Rahmenelement 18 mit zwei unteren Lagerschalen 26 zur Aufnahme einer Kurbelwelle 28 als cinstuckiges Gussteil ausgebildet. Das Motor-Gehäuseelement 10 ist über Bolzen 15 mit dem Zylinderblock 16 verbunden.

Auf Grund des Vorsehens der unteren Lagerschalen 26 in dem Motor- Gehäuseelement 10 kann eine Montage der Kurbelwelle 28 (Fig. 4) mit Hilfe von oberen Lagerschalen 30 über das Motor-Gehäuseelement 10 erfolgen. Die Lagerung der Kurbelwelle 28 findet somit ausschließlich über das Motor- Gehäuseelement und nicht über den Zylinderblock 16 statt. Hierdurch kann wie insbesondere aus Fig. 1 ersichtlich der Zylinderblock 16 erheblich einfacherer ausgestaltet sein. Insbesondere weist der Zylinderraum im wesentlichen nur noch die Kolbenräume 32 (Fig. 2) sowie Kuhlkanäle auf.

Zur Schmierung der Kurbelwellenlager ist eine Schmiermϊttclzuführeϊnrichtung vorgesehen, die einen vertikal Kanal 34 (Fig. 4) sowie zu den einzelnen Lagerstellen fuhrende Zuführkanäle 36 aufweist. Die Kanäle 34 und 36 sind in dem Rahmenelement 18 unterhalb der Kurbelwelle 28 bzw. unterhalb der unteren Lagerschale 26 angeordnet. Je Lager ist ein Lagerring 38 vorgesehen, der die Kurbelwelle 28 umgibt. Die Abmessungen des Lagerrings 38 sind derart gewählt, dass zwischen dem Lagerring und den Innenseite 40 der Lagerschalen 26, 30 ein Schmiermittelaufnahmeraum ausgebildet ist. In die einzelnen Schmiermittelaufnahmeräume gelangt jeweils über die Zuführkanäle 36 das Schmiermittel. Um einen dynamischen Aufbau des Schmiermittclfilms zwischen dem Lagerring 38 und der Kurbelwelle 28 zu gewährleisten, weist der Lagerring 38 eine oberhalb der unteren Lagerschale 26 angeordnete Querbohrung bzw. öffnung 40 auf, durch die das Schmiermittel aus dem Schmiermittelaufnahmeraum in den Bereich zwischen der Kurbelwelle 28 und dem Lagerring 38 gelangt.

Ferner weist in einer bevorzugten Ausführungsform das Rahmenelement 18 an einer Außenseite einen Ansatz bzw. einen Flansch 42 (Fig. 3) mit einer ölfilter- Montagefläche 44 zur Montage eines ölfϊlters auf.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann das Motor-Gehäuseelement an einer Unterseite 46 geschlossen sein.

Zur Montage weist der Motorblock 16 zumindest auf einer Seite eine seitliche öffnung 48 (Fig. 1) auf. Durch diese können Montagclcisten, die für die Montage der Kolben 50 dienen, aus dem Gehäuse herausgezogen werden.

Zur Montage ist es insbesondere bevorzugt, dass Motor-Gehäuscelement 10 wie in Fig. 5 dargestellt, vorzumontieren. Hierzu werden die Pleulstagen 52 zunächst mit der Kurbelwelle 28 verbunden. Anschließend oder zuvor werden die Pleulstangen 52 mit den Kolben 50 verbunden. Ferner kann mit der Kurbelwelle ein Zahnrad 54 beispielsweise zum Antrieb von Ausgleichsweilcn

verbunden sein. Anschließend wird die Kurbelwelle 28 in die unteren Lagerschalen 26 eingelegt und mit Hilfe der oberen Lagerschalen 30 fixiert. Die derart vormontierte Baugruppe (Fig. 5) wird sodann von unten mit dem Zylinderblock 16 verbunden, wobei die Zylinder 50, die über nicht dargestellte Montageleisten miteinander verbunden sind, von unten in die Kolbenräume 32 eingefugt werden. Anschließend wird das Zylinderkopfgehäuse 56 nach Vorsehen der Zylinderkopfdichtung 58 auf die obere Seite des Zylinderblocks 16 aufgesetzt und mit Hilfe der Zylinderkopfschrauben 60 fixiert,