DE3142458A1

DE3142458A1 - Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE3142458A1
Application number: DE19813142458
Authority: DE
Inventors: Gerhard Ing Feichtinger
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-11-27
Filing date: 1981-10-27
Publication date: 1982-06-09
Also published as: DE3142458C2; US4411227A; ATA581180A; AT388777B

Description

Prof. Dipl.-Ing. Dr.Dr. h.c;**Sahs LISi,*'Graz' /Österreich Brennkraftmaschine

Die Erfindung bezieht sich auf eine Brennkraftmaschine mit einem im Kurbelgehäuse elastisch aufgehängten Triebwerksträger und einer von der Kurbelwelle angetriebenen ölpumpe.

Aus der US-PS 4,213.439 ist eine Brennkraftmaschine der angesprochenen Art bekannt·, bei welcher die über ein Stirm- / radgetriebe unmittelbar von der Kurbelwelle der Brennkraf ι=*—--- -~ / maschine angetriebene Ölpumpe innerhalb des hochgesogenen / Kurbelgehäuses am Triebwerksträger selbst angeordnet ist und / { somit dessen elastische Bewegung relativ zum Kurbelgehäuse mitmacht. Damit ist zwar der Antrieb der Ölpumpe, der bei laufender 'Brennkraftmaschine auf alle Pälle sichergestellt

Weise
sein muß, auf einfache ermöglicht, jedoch ergeben sich insoferne Schwierigkeiten, als, wegen der sich relativ zum Kurbelgehäuse mit dem Triebwerksträger mitbewegenden ölpumpe, sich die Herausführung der Druckölleitungen aus dem Kurbelgehäuse - etwa um das bei Hochleistungsmotoren sich im Betrieb stark erwärmende öl in einem .außenliegenden Ölkühler wieder rücksukühlen - als konstruktiv sehr aufwendig bzw. aufgrund des in heutigen Kompaktmotoren nur sehr begrenzt zur Verfügung stehenden Raumes überhaupt als unmöglich erweist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Brennkraftmaschine der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß die genannten Nachteile der bekannten Ausführungen yermieden werden und daß insbesondere trotz Beibehaltung eines sicheren Antriebes für die Ölpumpe die Herausleitung des Drucköles aus dem Kurbelgehäuse in konstruktiver Hinsicht vereinfacht wird.

Dies wird gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch er-Eöglicht, daß die Ölpumpe in an sich bekannter V/eise in einer Stirnwand des Kurbelgehäuses angeordnet und über eine von der Kurbelwelle angetriebene Biegewelle betätigt ist. Durch die von Brennkraftmaschinen mit starr in Kurbelgehäuse gelagerter Kurbelwelle an sich bekannte Anordnung der ülpumpe in einer Stirnwand des Kurbelgehäuses sind auf einfache V/eise die Schwierigkeiten bei der Herausleitung des Drucköles aus dem Kurbelgehäuse beseitigt. Die damit im bezug auf den Antrieb der in der Wand des Kurbelgehäuses starr gelager-

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ten Ölpumpe durch die im relativ zum Gehäuse elastisch aufgehängten Triebwerksträger gelagerte Kurbelwelle auftretenden Schwierigkeiten we-rden durch die Anordnung der Biegewelle als elastisches Zwischenglied zwischen antreibender Kurbelwelle und angetriebener Ölpumpe auf sehr einfache und vorteilhafte Weise beseitigt. Die über die elastische Aufhängung des Triebwerksträgers im Kurbelgehäuse erreichte.körperschallmäßige Entkoppelung der beiden Teile wird durch die Biegewelle nicht beeinflußt, da diese schwingungselastisch ist und somit im wesentlichen lediglich die zum Antrieb der ölpumpe erforderliche Drehbewegung überträgt.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Biegewelle an ihrem der ölpumpe zugeandten Ende in einer das angetriebene ülpumpenzahnrad tragenden hohlzylindrischen Lagerbuchse steckt und mit deren dem Innenraum des Kurbelgehäuses abgewandten Ende drehver- -bunden ist und das andere Ende der Biegewelle in einer hohlzylindrischen Drehhülse steckt, welche zumindest in den der Ölpumpe benachbarten ersten beiden unteren Lagerbügeln der Kurbelwellenhauptlager drehbar gelagert, an ihrem der Ölpumpe zugewandten Ende von der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine angetrieben und am anderen Ende mit der Biegewelle drehverbunden ist, wobei zumindest ein Ende der Biegewelle in seiner Drehverbindung axial verschiebbar ist. Durch diese Ausbildung der Lagerung sowie des An- und Abtriebes der Biegewelle ist in besonders vorteilhafter Weise der in modernen Brennkraftmaschinen nur sehr beschränkt zur Verfügung stehende Innenraum des Kurbelgehäuses optimal ausgenutzt, wdbei die zur Vermeidung einer Behinderung der freien elastischen Schwingbewegung des Triebwerksträgers gegenüber dem Kurbelgehäuse erforderliche freie Biegelänge der Biegewelle beispielsweise durch Verlängerung der in den unteren Lagerbügeln gelagerten Drehhülse bis zum dritten Kurbelwellenhauptlager auf sehr einfache Weise möglich ist. Die Biegewelle weist - mit Ausnahme des drehverbundenen, der angetriebenen ölpumpe.abgewandten Endes - einen Ringspalt zur zumindest annähernd koaxial angeordneten Drehhülse auf, dessen Größe auf alle Fälle so bemessen ist, daß die durch die elastische

O · ■ M β

Lagerung des Triebwerksträgers im Kurbelgehäuse ermöglichten Relativbewegungen zwischen diesen beiden Teilen nicht durch, ein Anschlagen der Biegewelle in der DrehMlse eingeschränkt werden. Durch die Möglichkeit .der axialen Verschiebung zumindest eines Endes der Biegewelle relativ zur Drehverbindurg in der Drehhülse wird auch der Ausgleich der an sich üblicherweise durch die Konstruktion der elastischen Aufhängung des Triebwerkstrügers im Kurbelgehäuse bereits weitgehend verhinderten Axialbewegung des Triebwerksträgers ermöglicht. Das ölpumpenseitige Ende der Drehhülse ist nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung mit einem Antriebszahnrad drehverbunden, welches mit einem entsprechenden Zahnrad auf der Kurbelwelle im Eingriff steht. Der Antrieb der Ölpumpe, . der unter Berücksichtigung der Sicherheitserfordernisse zwar auch mit einer Kette, einer Zahnkette, oder dgl. erfolgen könnte, ist auf diese V/eise besonders einfach aufgebaut und leicht im zur Verfügung stehenden freien Raum im Inneren des Kurbelgehäuses unterzubringen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand des in der Zeioh,-nung dargestellten Ausführungsbeispieles näner erläutert. Pig. 1 zeigt einen teilweisen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäß ausgeführte Brennkraftmaschine und

Fig. 2 einen teilweisen Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1.

Der Triebwerksträger 1 der nicht weiter dargestellten wassergekühlten Brennkraftmaschine umfaßt neben dem einstückig mit dem Zylinderkopf ausgeführten Zylinderblock 2 auch die in nicht dargestellter Weise an den unteren Zylinderenden befestigten Lagerwände 3 für die Kurbelwellenhauptlager 4 mit der in diesen gelagerten Kurbelwelle 5 samt den Pleueln 6 und den nicht dargestellten Kolben. Am oberen Rand 7 des bis etwa zur Mitte des Zylinderwassermantels 8 hochgezogenen Kurbelgehäuses 9 ist in einer umlaufenden Nut 10 ein elastisches Dichtelement 11 angeordnet, welches von einem in die Rut 10 eingelegten Stützelement* 12 und einer nach dem. Einlegen des Stützelementes bei der Montage eingegossenen Dichtmaterial 13 gebildet ist. Damit ist der Triebwerksträ-

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ger 1, der auf hier nicht dargestellte Weise, etwa durch ungefähr in der Höhe der Kurbelwellenachse H im Bereich der Lagerwände 3 angeordnete elastische,Elemente, elastisch im Kurbelgehäuse 9 gelagert ist, gegenüber dem hochgezogenen Rand 7 des Kurbelgehäuses abgedichtet und ein Ölaustritt aus dem Innenraum des Kurbelgehäuses 9 verhindert.

Über die elastische Lagerung des Triebwerksträgers sowie das elastische Dichtelement 11 ist zwar einerseits in sehr vorteilhafter Weise die Übertragung von Körperschall vom Triebwerksträger auf das sehr große schallabstrahlende Flächen aufweisende Kurbelgehäuse verhindert, jedoch sind andererseits gerade durch -diese elastische Lagerung im Betrieb der Brennkraftmaschine Relativbewegungen zwischen dem Triebwerksträger und dem Kurbelgehäuse möglich, welche entsprechend berücksichtigt werden müssen. Der Austritt der Kurbelwelle 5 aus der Stirnwand 15 des Kurbelgehäuses 9 ist aus diesem Grunde mit einem elastischen Dichtring 16 versehen, der sich an einer Auflaufscheibe 17 für den zum Antrieb der nicht dargestellten obenliegenden Nockenwelle dienenden

Zahnriemen 18 abstützt und den Innenraum 19 des Kurbelgehäuses 9 gegen Öl- und Schallaustritt abdichtet. Am äußersten Ende der Kurbelwelle 5 ist über Schrauben 20 eine Keilriemenscheibe 21 befestigt, welche zum Antrieb von nicht dargestellten Hilfsaggregaten der Brennkraftmaschine dient.

Unterhalb des Durchtrittes der Kurbelwelle 5 durch das Kurbelgehäuse 9 ist in der Stirnwand 15 eine Ölpumpe 22 angeordnet, die zur Versorgung der Brennkraftmaschine mix Drucköl zur Schmierung und Kühlung dient. Wie insbesondere auch aus Fig. 2 ersichtlich ist, weist die Ölpumpe 22 im dargestellten Ausführungsbeispiel einen Pumpenkörper 23 mit im wesentlichen zylindrischer Außenkontur auf, der ein Ende der hohlzylindrischen Lagerbuchsen 24 für die ülpumpenzahnräder 25, 26 aufnimmt und, unter Zwischenlage einer Öldichtung 27, in eine entsprechende Bohrung der Stirnwand 15 des Kurbelgehäuses eingesetzt ist. Nach außen hin ist der Pumpenkörper 23 durch einen Pumpendeckel 28 überdeckt, der die jeweils anderen Enden der Lagerbuchsen 24 aufnimmt, in nicht. dargestellter Weise und unter Zwischenlage einer Dichtung 29

am Kurbelgehäuse befestigt ist, und auch ein Stellventil 30 aufweist. Zur Vereinfachung der Bearbeitung und Montage des Kurbelgehäuse:; iut diesen zweiteilig ausgebildet und im Bereich des ersten Zylinders mittels Schrauben 30 verbunden. Um trota der im Betrieb der Brennkraftmaschine auftretenden Relativbewegungen zwischen Triebwerksträger 1 und Kurbelgehäuse 9 einen Antrieb der in der Stirnwand 15 gelagerten ölpumpe 22 von der Kurbelwelle 5 aus zu ermöglichen, ist eine Biegewelle 31 vorgesehen, welche an ihrem der Ölpumpe 22 zugewandten Ende 32 in der das angetriebene Pumpensahnrad 25 tragenden hohlzylindrischen Lagerbuchse 24 steckt und mit deren dem Innenraum 19 des Kurbelgehäuses 9 abgewandten Ende drehverbunden ist. Das andere Ende 33 der Biegewelle 31 steckt in einer hohlzylindrischen Drehhülse 34, welche in den der ölpumpe 22 benachbarten ersten beiden unteren Lagerbti^-eln 35 der Kurbelwellenhauptlager 4 drehbar gelagert ist und an ihrem der ölpumpe 22 zugewandten Ende 36 über ein Antriebszahnrad 37 von einem entsprechenden Zahnrad 38 auf der Kurbelwelle 5 angetrieben wird. Das andere Ende 39 der Drehhülse 34 ist mit dem Ende 33 der Biegewelle 31 drehverbunden, wobei diese Drehverbindung - wie auch diejenige des Endes 32 mit der Lagerbuchse 24 - beispielsweise durch eine Nut-Federverbindung, eine Keilwellenverbindung, od. dgl. hergestellt sein kann. Um Toleranzen bei der Montage bzw. auch im Betrieb der Brennkraftmaschine bis zu einem gewissen Grad mögliche kleine Auslenkungen des Triebwerksträgers 1 in Richtung der Achse 14 der Kurbeiwelle 5 ausgleichen zu können, ist das ölpumpenseitige Ende 32 der Biegewelle 31 in seiner Drehverbindung mit der Lagerbuchse 24 axial verschiebbar; die Drehverbindung am anderen Ende 33 ist in axialer Richtung fest. An beiden Enden der Biegewelle 31 sind in der Lagerbuchse 24 bzw. der Drehhülse 34 Anschlagscheiben 40 und entsprechende Sicherungsringe 41 vorgesehen. Das der Ölpumpe 22 abgewandte Ende 39 der Drehhülse 34 ist mittels einer Scheibe 42 und eines Ringes 43 gegen axiale Verschiebung im Lagerbügel 35 gesichert.

Die im Betrieb der Brennkraftmaschine auftretenden Relativbewegungen zwischen dem die ölpumpe 22 aufnehmenden

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Kurbelgehäuse 9 und dem die die ölpumpe antreibende Kurbelwelle 5 tragenden Triebwerksträger 1 können also ohne Beeinträchtigung des Antriebes der Ölpumpe durch die Biegewelle 31 aufgenommen werden, wobei der freie Spalt zwischen Biegewelle 31 und Lagerbuchse 27 bzw. Drehhülue 34 'J ediglich so groß dimensioniert sein muß, dab es bei den größtmöglichen Auslenkungen des Triebwerksträgers zu keinem Anschlagen der Biegewelle innerhalb der Lagerbuchse 24 bzw. der Drehhülse 34 kommen kann. Mit dieser Ausbildung ist es also trotz der im Hinblick auf die Schalldämmung der Brennkraftmaschine sehr günstigen elastischen Lagerung des Triebwerksträgers im Kurbelgehäuse und trotz der Beibehaltung eines sicheren Antriebes für die Ölpumpe durch die Kurbelwelle möglich, die Herausleitung des Drucköles aus dem Kurbelgehäuse völlig un-

1b> problematisch und einfach durchzuführen.

Aus Fig. 2 sind noch die Eingriffskreise 4 4 der die Drehhülse 34 antreibenden Zahnräder 37, 38, der Zufluß 45 und der Abfluß 46 für das öl, sowie die Schraubenlöcher 47, 48 für die Befestigung des Pumpendeckels 28 bzw. des Pumpenkörpers 23 zu ersehen.

Es wäre im Rahmen der vorliegenden Erfindung natürlich ohne weiteres möglich, den Antrieb der Drehhülse 37 durch die Kurbelwelle 5 über eine Kette oder Zahnkette vorzunehmen, bzw. ist es auch ohne weiteres denkbar, die Biegewelle samt Drehhülse bis in den Bereich des nicht mehr dargestellten dritten Lagerbügels zu verlängern, um auf diese Weise eine größere freie Biegelänge für die Biegewelle zu erhalten.

Claims

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Prof. Dipl.-Ing. Dr.Dr. h.c. Hans LIST, Graz /Österreich Brennkraftmaschine

Patentansprüche ;

η J Brennkraftmaschine mit einem im Kurbelgehäuse elastisch aufgehängten Triebwerksträger und einer von der Kurbelwelle angetriebenen ölpumpe, dadurch gekennzeichnet, daß die Ölpumpe (22) in an sich bekannter Weise in einer Stirnwand (15) des Kurbelgehäuses (9) angeordnet und über eine von der Kurbelwelle (5) angetriebene Biegewelle (31) betätigt ist.
2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Biegewelle (31) an ihrem der ölpumpe (22) zugewandten Ende (32) in einer das angetriebene ölpumpenzahnrad (25) tragenden hohlzylindrischen Lagerbuchse (24) steckt und mit deren dem Innenraum (19) des Kurbelgehäuses (9) abgewandten Ende drehverbunden ist und das andere Ende (33) der Biegewelle (31) in einer hohlzylindrischen Drehhülse (34) steckt, welche zumindest in den der ölpumpe (22) benachbarten ersten beiden unteren Lagerbügeln (35) der Kurbelwellenhauptlager (4) drehbar gelagert, an ihrem der Ölpumpe (22) zugewandten Ende (36) von der Kurwelle (5) der Brennkraftmaschine angetrieben und am anderen Ende (39) mit der Biegewelle (31) drehverbunden ist, wobei zumindest ein Ende (32) der Biegewelie (31) in seiner Drehverbindung axial verschiebbar ist.
3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das ölpumpenseitige Ende (36) der Drehhülse (34) mit einem Antriebszahnrad (37) drehverbunden ist, welches ■ mit einem entsprechenden Zahnrad (3b) auf der Kurbelwelle (5) im Eingriff steht.