DE4231284A1 - Zylinderblock für eine Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Zylinderblock für eine Brenn­ kraftmaschine, mit wenigstens zwei aneinandergrenzenden Zylindern, die von einem Wassermantel umschlossen sind und die sich auf dem Oberteil des Kolbengehäuses abstützen.

Bei Kolbenmotoren, insbesondere Kolbenmotoren für Personen­ kraftfahrzeuge, ist man bestrebt, das Gewicht weitestgehend zu reduzieren. Man war daher dazu übergegangen, die Zylinder­ blöcke aus Leichtmetall herzustellen, was jedoch zur Folge hatte, daß zwei Materialien verwendet werden müssen, da die Laufbüchsen weiterhin aus entsprechenden Grauguß­ qualitäten herzustellen waren.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen Zylinder­ block der eingangs bezeichneten Art als Leichtblock mit hoher Gestaltfestigkeit zu konzipieren, der aus Grauguß herstellbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jeweils die Außenseite des Wassermantels in der Teilungs­ ebene zwischen zwei Zylindern eine im Querschnitt U-förmige Verstärkungsrippe aufweist, die sich in den Bereich des Kurbelgehäuseoberteils fortsetzt. Diese Ausgestaltung bewirkt, daß die zwischen dem Zylinderkopf und der Kurbel­ wellenlagerung wirksamen und vom Zylinderblock aufzunehmen­ den Kräfte in erster Linie über diese Verstärkungsrippen aufgenommen werden können, so daß alle übrigen Wandteile spürbar dünner gestaltet werden können. Das für die U-förmi­ gen Verstärkungsrippen aufzubringende Materialgewicht ist geringer als das über eine Verringerung der Wandstärken des Kurbelgehäuseoberteils sowie des zwischen Kurbelgehäuse­ oberteil und Wassermantel liegenden Gehäusemantels. Vorteil­ haft ist es hierbei, daß die Innenseite des U-Profils am oberen Ende in Verlängerung der Bohrungen für die Zylinderkopfschrauben verläuft. Bei Reihenmotoren endet die Innenseite des U-Profils am unteren Ende in Verlängerung der Bohrungen für die Befestigungsschrauben der Kurbelwellen­ lagerung. Bei V-Motoren endet das U-Profil jeweils im Bereich der Kurbelwellenlagerung. Da die Zylinderkopfschrau­ ben einerseits und der Bereich der Kurbelwellenlagerung andererseits die im Betrieb wirkenden Kräfte in erster Linie aufzunehmen haben, ergibt sich ein definierter, geradliniger Kraftfluß zwischen Zylinderkopf und Kurbel­ wellenlagerung, der eine Festigkeitsberechnung mit hinrei­ chender Genauigkeit ermöglicht, so daß bei der Bemessung der übrigen weitgehend flächigen und als Mantel dienenden Teile des Zylinderblocks die Wandstärke praktisch nur noch im Hinblick auf eine einwandfreie Gießbarkeit zu berücksichtigen ist.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß die Verstärkungsrippen jeweils auf der Oberseite des Lagersteges für das Kurbelwellen­ lager bis in den Fußbereich des Zylinderblocks verlaufen. Die hierdurch bewirkte Erhöhung der Gestaltfestigkeit erlaubt ebenfalls eine entsprechende Gewichtsreduzierung.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß in der Teilungsebene auf der Innenseite des Gehäuse­ mantels jeweils eine an die Verstärkungsrippe des Fußbe­ reichs anschließende Mantelrippe vorgesehen ist. Hierdurch wird bei der gegebenen Dünnwandigkeit des Gehäusemantels, insbesondere bei Reihenmotoren mit mindestens zwei Zylindern und V-Motoren, eine Aussteifung erreicht, durch die die Schwingwilligkeit dieser Mantelfläche reduziert und somit ein Dröhnen vermieden wird. Zweckmäßig weist auch die Mantelrippe ein im Querschnitt U-förmiges Profil auf.

Die Erfindung wird anhand schematischer Zeichnungen eines Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Aufsicht auf einen Vierzylinder­ reihenmotor,

Fig. 2 eine Stirnansicht in Richtung des Pfeiles X in Fig. 1,

Fig. 3 einen Längsschnitt gem. der Linie III-III in Fig. 1,

Fig. 4 einen Querschnitt gem. der Linie IV-IV in Fig. 1,

Fig. 5 einen Querschnitt gem. der Linie V-V in Fig. 1,

Fig. 6 einen Horizontalschnitt gem. der Linie VI-VI in Fig. 3.

Der in Fig. 1 in der Aufsicht dargestellte Zylinderblock 1 ist aus einer für Zylindergehäuse verwendeten Graugußquali­ tät, beispielsweise Compact-Graphit-Guß (CGG) hergestellt. Die Zylinder 2 sind einstückig mit dem Zylinderblock 1 verbunden und stützen sich zusammen mit dem Wassermantel 3 auf den Lagerstegen 4 für die Kurbelwellenlager ab. Die Lagerstege 4 verlaufen schräg nach außen bis in den Fußbe­ reich 5 des Zylinderblocks 1. Zur Abdeckung des Kurbel­ raumes ist ein sich über die ganze Länge des Zylinderblocks erstreckender Gehäusemantel 6 vorgesehen, der ausgehend vom Fußbereich 5 bis an das untere Ende des Wassermantels verläuft (Fig. 4).

Um nun das Gewicht des Zylinderblocks reduzieren zu können, ist, wie aus Fig. 1 bis Fig. 5 ersichtlich, im Bereich der Teilungsebene zwischen zwei aneinandergrenzenden Zylindern 2 nur eine Verstärkungsrippe 7 statt einer Schottwand vorgesehen, die sich bis in den Bereich des Lagersteges 4 nach unten fortsetzt. Diese Verstärkungsrippe 7 ist, wie der in Fig. 1 als Ausbruch dargestellte Teil­ horizontalschnitt gem. der Linie I-I in Fig. 5 erkennen läßt, im Querschnitt U-förmig ausgebildet. Die Anordnung ist hierbei so getroffen, daß die Innenseite des U-Profils am oberen Ende in Verlängerung der Bohrungen 8 für die Zylinderkopfschrauben und am unteren Ende in Verlängerung der Bohrungen 9 für die Befestigungsschrauben der Kurbel­ wellenlagerung verläuft. Damit bildet die Verstärkungsrippe mit ihrem U-förmigen Querschnitt einen geradlinig verlau­ fenden Zuggurt, durch den die zwischen dem Zylinderkopf und dem Kurbelwellenlager wirksam werdenden Kräfte unmittel­ bar aufgenommen werden. Dementsprechend kann die Wandstärke des Gehäusemantels 6 reduziert werden.

Wie Fig. 4 und 5 ebenfalls erkennen lassen, ist zur weite­ ren Gewichtsreduzierung auch der Lagersteg 4 selbst als U-förmiges Profil ausgebildet, wobei sich das Profil nach oben hin öffnet. In gleicher Weise ist auch der Verbindungssteg 10 zwischen den beiden außenliegenden Lagerstegen 4 als nach oben offenes U-Profil ausgebildet, wie dies aus Fig. 4 und 5 ebenfalls ersichtlich ist.

Um nun ein "Dröhnen" des sehr dünnwandigen Gehäuseman­ tels weitgehend zu unterbinden, ist dieser, wie Fig. 1 erkennen läßt, jeweils im Bereich eines Zylinders nach außen ausgebaucht, so daß hier durch die gewölbte Form die Schwingwilligkeit reduziert wird. Um hier noch zu einer größeren Versteifung zu gelangen, ist es zweckmäßig, ebenfalls im Bereich der Teilungsebene den Gehäusemantel 6 mit einer Verstärkungsrippe 11 zu versehen, wie sie in Fig. 5 für die rechte Seite des Gehäusemantels gestrichelt angedeutet ist. Es kann sich hierbei um eine einfache aber auch um eine im Querschnitt U-förmige Rippe handeln.

Die Erfindung wurde für das Ausführungsbeispiel eines Reihenmotors erläutert. Sie läßt sich jedoch entsprechend mit ihren Vorteilen auch bei V-Motoren anwenden.

Claims (5)

1. Zylinderblock für eine Brennkraftmaschine mit wenig­ stens zwei aneinandergrenzenden Zylindern, die von einem Wassermantel umschlossen sind und die sich auf dem Ober­ teil des Kurbelgehäuses abstützen, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils die Außenseite des Wassermantels (3) in der Teilungsebene zwischen zwei Zylindern (2) eine im Querschnitt U-förmige Verstärkungs­ rippe (7) aufweist, die sich jeweils bis in den Bereich der Lagerstege (4) des Kurbelwellenlagers fortsetzt.

2. Zylinderblock nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenseite des U-Profils am oberen Ende jeweils in Verlängerung der Bohrung (8) für die Zylinderkopfschrau­ be.

3. Zylinderblock nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Verstärkungsrippen sich jeweils auf der Oberseite des Lagersteges (4) bis in den Fußbereich (5) des Zylinderblocks erstrecken.

4. Zylinderblock nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Teilungsebene auf der Innen­ seite des Gehäusemantels (6) jeweils eine an die Verstär­ kungsrippe (7) des Fußbereichs (5) anschließende Mantel­ rippe (11) vorgesehen ist.

5. Zylinderblock nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mantelrippe ein im Querschnitt U-förmiges Profil aufweist.