EP1514620A2 - Maschinengehäuse - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a machine housing according to the features in the preamble of claim 1
- the invention is therefore based on the object, a generic Engine housing, in particular a cylinder crankcase or Gearbox show that insensitive to an external Pollution is.
- this padded Structure can be used simultaneously as a stiffening and / or support structure.
- others can advantageously Structures that are now superfluous, omitted, or neighboring structures for a greater, weight-neutral stiffness are interconnected.
- Fig. 1 shows a section through a machine housing 1, here a cylinder crankcase from an aluminum alloy, as is known from the prior art is known.
- the section is perpendicular to an engine longitudinal axis B.
- Fig. 1 shows ansatzweise a crank chamber 4 and a Cutting surface 1 'through the machine housing 1 and a mounting flange. 5
- the machine housing 1 is shown in the installed position, d. H.
- a mounting surface 1 " of the machine housing 1 has an inclination angle ⁇ of 20 °.
- the Section surface 1 ' has two radially outwardly projecting structures 2, 2', here cut stiffening ribs, on.
- each Outer surface of the structures 2, 2 ' is designed such that both Dirt as well as deposited moisture or liquids at any time geodetically run deeper areas and / or drip off. If these geodesically lower areas also made of a magnesium alloy exist, these are also designed according to the invention until the Pollution on a surface that does not come from a Magnesium alloy is formed.
- a cylinder crankcase shows is in installation position a steadily sloping outward area not feasible.
- the reference numerals of Fig. 1 and 2 apply mutatis mutandis again for Fig. 3.
- Fig. 3 shows a further section of the machine housing 1, the same Cylinder crankcase, with an inventively shaped structure 2, a horizontally arranged stiffening rib, but not in the installation position.
- the structure 2 Between one of the machine housing 1 in the direction of a viewer outstanding bolt butt 7 and the mounting flange 5 is the structure 2 formed the two elements connecting. Is the machine housing in the Mounting position 20 ° around the plane behind the drawing plane Engine longitudinal axis B tilted backwards, so form the outer wall 8 of the machine housing 1 and the structure 2 in its transition region a lower area 6. In order to eliminate the lower area 6 is At the lowest point in installation position a sloping region 3 is arranged. This sloping region 3 is a bore in the present embodiment.
- the sloping region 3 at the geodesic lowest point of the deeper area 6 can be soiled and deposited Moisture, or fluids drain in geodesically deeper areas and puddling or dirt accumulation is prevented. Through this Measure is a corrosion of the magnesium alloy largely prevented.
- the sloping area 3, the hole can either be during the casting process introduced or in a later mechanical process by rework be introduced.
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Abstract
Maschinengehäuse (1) aus einer Aluminiumlegierung mit einer Oberfläche aus einer
Magnesiumlegierung und mit zumindest einer außen liegenden Struktur (2),
insbesondere ein Kurbelgehäuse oder ein Getriebegehäuse für eine
Brennkraftmaschine, wobei alle Strukturen (2) in Einbaulage des
Maschinengehäuses (1) ausgehend von einem geodätisch höchsten Punkt
bezüglich einer Hochachse (A) in zumindest einem Bereich (3) abfallend
ausgebildet sind.
Aufgrund der vorgeschlagenen Ausgestaltung des Maschinengehäuses wird eine
Korrosion der Oberfläche aus der Magnesiumlegierung weitgehend vermieden bzw.
die Bauteillebensdauer erhöht.
Description
Die Erfindung betrifft ein Maschinengehäuse gemäß der Merkmale im Oberbegriff
des Patentanspruchs 1.
Sie geht von der deutschen Offenlegungsschrift DE 101 12 132 A1 aus. In dieser ist
ein Zylinder-Kurbelgehäuse für eine flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine
beschrieben. Das Zylinder-Kurbelgehäuse ist in einem sog. Verbundguss
ausgebildet, wobei ein Aluminium-Triebwerksblock von einer Magnesiumlegierung
umgossen ist. Das Zylinder-Kurbelgehäuse ist derart konzipiert, dass der
Aluminium-Triebwerksblock im Wesentlichen der Kraftverteilung zwischen dem
Zylinderkopf und den Kurbelwellenlagerdeckeln, sowie der Kühlmittelführung dient.
Das Magnesiumgehäuse dient der Schmierölführung und im Übrigen zur anteiligen
Versteifung gegen Biege- und Torsionsbelastungen. Ferner ist das
Magnesiumgehäuse frei von einer Kühlmittelführung, da gängige Kühlmittel stark
korrosiv auf Magnesiumlegierungen wirken können.
Ebenso wie konventionelle Kühlmittel können auch andere Verschmutzungen, wie
beispielsweise verschmutztes Regenwasser auf den Fahrbahnen, korrosiv auf
Maschinengehäuse, die zumindest zum Teil außen liegende Bereiche aus
Magnesiumlegierungen aufweisen, einwirken. Bei einer konventionellen
geometrischen Ausgestaltung eines Kurbel- oder Getriebegehäuses aus einem
Leichtmetall wie Aluminium, richtet sich die Ausgestaltung von äußeren Strukturen
primär nach mechanischen oder fertigungstechnischen Gesichtspunkten. Dies kann
jedoch dazu führen, dass Versteifungsrippen bzw. tragende Strukturen in
Einbaulage des Maschinengehäuses, wie z. B. einem Zylinder-Kurbelgehäuses, das
üblicherweise zwischen 20° und 40° um die Motorlängsachse gedreht eingebaut
wird, Bereiche ausbilden können, in denen sich Flüssigkeiten bzw.
Verschmutzungen in Pfützen ansammeln können. In diesen Bereichen kann die
Magnesiumlegierung starker Korrosion ausgesetzt sein.
Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes
Maschinengehäuse, insbesondere ein Zylinder-Kurbelgehäuse oder
Getriebegehäuse aufzuzeigen, das unempfindlich gegenüber einer äußeren
Verschmutzung ist.
Diese Aufgabe wird durch das Merkmal im kennzeichnenden Teil des
Patentanspruchs 1 dadurch gelöst, dass alle Strukturen in Einbaulage des
Maschinengehäuses ausgehend von einem geodätisch höchsten Punkt bezüglich
einer Hochachse in zumindest einem Bereich abfallend ausgebildet sind. Durch die
vorgeschlagene Maßnahme wird verhindert, dass in Einbaulage des
Maschinengehäuses, z. B. dem Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine, tiefere
Bereiche entstehen, in denen sich Flüssigkeiten bzw. Verschmutzungen in Pfützen
ansammeln können. Somit wird in vorteilhafter Weise eine Korrosion des
Magnesiumüberzugs, bzw. der Magnesiumlegierung wirkungsvoll verhindert.
Bei mechanisch hoch komplexen Maschinengehäusen, wie Zylinder-Kurbelgehäusen
oder Getriebegehäusen, kann es aufgrund von mechanisch oder
akustisch notwendigen Versteifungsrippen und/oder tragenden Strukturen dazu
kommen, dass geodätische Vertiefungen in Teilbereichen nicht zu verhindern sind.
In solchen Fällen kann zusätzlich eine Bohrung gemäß Patentanspruch 2 in die
geodätisch tiefste Stelle eingebracht werden, so dass auch für diesen Fall eine
Verschmutzung bzw. die Ablagerung von Flüssigkeiten sicher vermieden ist.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung gemäß Patentanspruch 3 kann
beispielsweise durch Auffüllen von geodätisch tieferen Strukturen diese aufgefüllte
Struktur gleichzeitig als Versteifungs- und/oder Tragstruktur verwendet werden.
Durch diese Maßnahme können in vorteilhafter Weise beispielsweise andere
Strukturen, die nun überflüssig sind, entfallen, oder benachbarte Strukturen für eine
größere, gewichtsneutrale Steifigkeit miteinander verbunden werden.
Im Folgenden ist in einer Figur ein Stand der Technik, sowie in zwei weiteren
Figuren zwei bevorzugte Ausführungsbeispiele näher erläutert.
- Fig. 1
- zeigt einen Abschnitt eines Zylinder-Kurbelgehäuses in Einbaulage, wie aus dem Stand der Technik bekannt.
- Fig. 2
- zeigt den gleichen Ausschnitt eines Zylinder-Kurbelgehäuses in Einbaulage mit einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung.
- Fig. 3
- zeigt einen weiteren Ausschnitt eines Zylinder-Kurbelgehäuses in Einbaulage mit einer erfindungsgemäßen Versteifungsrippe.
Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch ein Maschinengehäuse 1, hier ein Zylinder-Kurbelgehäuse
aus einer Aluminiumlegierung, wie es aus dem Stand der Technik
bekannt ist. Der Schnitt verläuft senkrecht zu einer Brennkraftmaschinen-Längsachse
B. Fig. 1 zeigt ansatzweise einen Kurbelraum 4 sowie eine
Schnittfläche 1' durch das Maschinengehäuse 1 und einen Befestigungsflansch 5.
Das Maschinengehäuse 1 ist in Einbaulage dargestellt, d. h. eine Montagefläche 1"
des Maschinengehäuses 1 weist einen Neigungswinkel α von 20° auf. Die
Schnittfläche 1' weist zwei radial nach außen abstehende Strukturen 2, 2', hier
geschnittene Versteifungsrippen, auf. Bedingt durch die geneigte Einbaulage sind in
einem Bereich zwischen einer Außenwand 8 des Maschinengehäuses 1 und den
Strukturen 2, 2' geodätisch tiefer gelegene Bereiche 6, 6' ausgebildet. Beim Einsatz
des Maschinengehäuses, z. B. beim Betrieb der Brennkraftmaschine in einem
Kraftfahrzeug, kann sich Schmutz und/oder Feuchtigkeit bzw. eine Flüssigkeit in
diesen geodätisch tiefer gelegenen Bereichen 6, 6' ablagern. Diese
Verschmutzungen, wie beispielsweise Spritzwasser können Oxydanten für
Magnesium darstellen, die korrosiv auf das Maschinengehäuse 1 wirken. Dies ist
insbesondere kritisch, wenn das Aluminium mit einer Magnesiumlegierung umhüllt
ist.
In Fig. 2 ist der gleiche Ausschnitt des Maschinengehäuses 1 in der gleich
geneigten Einbaulage, jedoch mit einer erfindungemäßen Ausgestaltung der
Strukturen 2, 2' dargestellt. Die Bezugszeichen von Fig. 1 gelten für gleiche
Elemente in Fig. 2 ebenfalls. Die tiefergelegenen Bereiche 6, 6', wie sie aus Fig. 1,
dem Stand der Technik, bekannt sind, finden sich in Fig. 2 nicht wieder. Jede
Außenoberfläche der Strukturen 2, 2' ist derart gestaltet, dass sowohl
Verschmutzungen als auch abgelagerte Feuchtigkeit bzw. Flüssigkeiten jederzeit in
geodätisch tiefer gelegene Bereiche abrinnen und/oder abtropfen können. Wenn
diese geodätisch tiefer gelegenen Bereiche auch aus einer Magnesiumlegierung
bestehen, sind diese ebenfalls erfindungsgemäß ausgebildet, bis die
Verschmutzung auf eine Oberfläche gelangt, die nicht aus einer
Magnesiumlegierung gebildet ist.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel, wie es in Fig. 3 dargestellt ist, die wiederum
einen Ausschnitt eines erfindungsgemäßen Maschinengehäuses 1, einem Zylinder-Kurbelgehäuse,
zeigt, ist in Einbaulage ein stetig nach außen abfallender Bereich
nicht realisierbar. Die Bezugszeichen von Fig. 1 und 2 gelten sinngemäß auch
wieder für Fig. 3.
Fig. 3 zeigt einen weiteren Ausschnitt des Maschinengehäuses 1, dem gleichen
Zylinder-Kurbelgehäuse, mit einer erfindungsgemäß ausgeformten Struktur 2, einer
horizontal angeordneten Versteifungsrippe, jedoch nicht in der Einbaulage.
Zwischen einer aus dem Maschinengehäuse 1 in die Richtung von einem Betrachter
herausragenden Schraubenbutze 7 und dem Befestigungsflansch 5 ist die Struktur
2 die beiden Elemente verbindend eingeformt. Wird das Maschinengehäuse in die
Einbaulage um 20° um die hinter der Zeichnungsebene liegende
Brennkraftmaschinen-Längsachse B nach hinten gekippt, so bilden die Außenwand
8 des Maschinengehäuses 1 und die Struktur 2 in ihrem Übergangsbereich einen
tiefer gelegenen Bereich 6. Damit der tiefer gelegene Bereich 6 eliminiert wird, wird
an dessen tiefsten Punkt in Einbaulage ein abfallender Bereich 3 angeordnet.
Dieser abfallende Bereich 3 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Bohrung.
Durch die Einbringung des abfallenden Bereichs 3 an der geodätisch tiefsten Stelle
des tieferliegenden Bereichs 6, können Verschmutzungen und abgelagerte
Feuchtigkeit, bzw. Flüssigkeiten in geodätisch tiefer gelegene Bereiche ablaufen
und eine Pfützenbildung oder Schmutzansammlung wird verhindert. Durch diese
Maßnahme ist eine Korrosion der Magnesiumlegierung weitestgehend verhindert.
Der abfallende Bereich 3, die Bohrung, kann entweder während des Gießverfahrens
eingebracht oder in einem späteren mechanischen Prozess durch Nacharbeit
eingebracht werden.
Allgemein sind sämtliche Abstütz- bzw. Strukturrippen für ein Maschinengehäuse 1
derart auszuführen, dass sich möglichst keine korrosionsfördernden Taschen und
Hohlräume ergeben, d. h. dass ein Abfließen von flüssigen Medien oder Abgleiten
von Feststoffen stets ermöglicht ist. Im Folgenden sind noch einige Beispiele für die
Gestaltung solcher Rippen bzw. Strukturgeometrien erwähnt:
- Für in Einbaulage horizontale Rippen gilt, dass diese schräg nach unten bzw. nach unten und innen zur Grundkontur verlaufend ausgelegt werden.
- Bei entstehenden Taschen durch Doppelrippen sollen diese durch die Integration von Einzelrippen und ggf. zusätzliche Materialauffüllungen ersetzt werden.
- Bei Hohlräumen bzw. Taschen ist die Integration einer Ablauföffnung durch Bearbeitung oder durch gegossene Ausführung gegen eine Korrosion sinnvoll.
- Je nach Gussverfahren kann eine Werkzeugschieberentformungseinrichtung der späteren Motoreinbaulage folgen, bzw. leicht über die Motoreinbaulage hinaus geneigt werden, d. h. die Werkzeugschieberentformungseinrichtung entformt das Maschinengehäuse entsprechend einer späteren Einbaulage und nicht nur geometrischen, bzw. fertigungstechnischen Größen folgend.
Durch die vorgeschlagene Ausgestaltung von mit Magnesiumlegierungen
umgossenen Aluminium-Maschinengehäusen wird ein möglicher Korrosionsangriff
deutlich reduziert bzw. die Bauteillebensdauer deutlich erhöht.
- 1
- Maschinengehäuse
- 1'
- Schnittfläche
- 1"
- Montagefläche
- 2, 2'
- Struktur
- 3
- Abfallender Bereich
- 4
- Kurbelraum
- 5
- Befestigungsflansch
- 6, 6'
- Tieferliegender Bereich
- 7
- Schraubenbutze
- 8
- Außenwand
Claims (3)
- Maschinengehäuse (1) aus einer Aluminiumlegierung mit einer Oberfläche aus einer Magnesiumlegierung und mit zumindest einer außen liegenden Struktur (2), insbesondere ein Kurbelgehäuse oder ein Getriebegehäuse für eine Brennkraftmaschine,
dadurch gekennzeichnet, dass
alle Strukturen (2) in Einbaulage des Maschinengehäuses (1) ausgehend von einem geodätisch höchsten Punkt bezüglich einer Hochachse (A) in zumindest einem Bereich (3) abfallend ausgebildet sind. - Maschinengehäuse nach Patentanspruch 1,
dadurch gekennzeichnet dass der abfallende Bereich (3) zumindest abschnittsweise eine Bohrung ist. - Maschinengehäuse nach Patentanspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet dass die Struktur (2) eine Versteifungsrippe und/oder eine tragende Struktur ist.
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