(19)
(11)EP 1 378 648 B1

(12)EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT

(45)Hinweis auf die Patenterteilung:
16.01.2008  Patentblatt  2008/03

(21)Anmeldenummer: 02100768.7

(22)Anmeldetag:  01.07.2002
(51)Int. Kl.: 
F02F 7/00  (2006.01)

(54)

Lagerstuhl für eine Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine

Bearing support for a crank shaft of an internal combustion engine

Selle d'appui pour un vilebrequin d'un moteur à combustion interne


(84)Benannte Vertragsstaaten:
DE FR GB

(43)Veröffentlichungstag der Anmeldung:
07.01.2004  Patentblatt  2004/02

(73)Patentinhaber: Ford Global Technologies, LLC
Dearborn, MI 48126 (US)

(72)Erfinder:
  • Laufenberg, Dietmar Ulrich
    51570, Windeck (DE)
  • Metz, Hans Walter
    50259, Pulheim (DE)

(74)Vertreter: Drömer, Hans-Carsten et al
Ford-Werke Aktiengesellschaft, Patentabteilung NH/DRP, Henry-Ford-Strasse 1
50725 Köln
50725 Köln (DE)


(56)Entgegenhaltungen: : 
EP-A- 1 205 658
DE-U- 29 609 950
EP-A- 1 207 293
NL-A- 7 511 971
  
      
    Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen).


    Beschreibung


    [0001] Die Erfindung betrifft einen Lagerstuhl für eine Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, insbesondere in Reihen- oder V-Anordnung.

    [0002] Bei einer Brennkraftmaschine entstehen durch Verbrennung in bekannter Weise eine Gaskraft. Zwischen Kurbelwelle bzw. deren Lagerung und Zylinderkopf muß die Gaskraft aufgenommen werden. Diese wirkt auf die Kurbelwelle über die Kolben und die Pleuelstangen ein und entfaltet Kraftkomponenten an der Kurbelwelle, die sowohl nach unten als auch seitwärts gerichtet sein können. Die sichere und dauerhafte Aufnahme dieser Gaskräfte ist mitbestimmend für die Effizienz der Brennkraftmaschine und deren Haltbarkeit. Eine Möglichkeit zur Optimierung ist die Verwendung eines Lagerstuhls, der von unten gegen den Zylinderblock geschraubt wird und der aufgrund einer geeigneten Rahmenkonstruktion zur Versteifung der Brennkraftmaschine führt.

    [0003] Die auf den Anmelder zurückgehende EP 1 207 293 befasst sich mit einem Lagerstuhl, in dem eine Ölgalerie auf der von Lagerdeckeln abgewandten Seite und diesen etwa gegenüberliegend angeordnet ist. Die EP 1 207 293 zeigt einen Lagerstuhl für eine Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine mit Lagerdeckeln für die Kurbelwelle. Zwischen Lagerdeckeln und Lagerstuhl sind Lagerdeckelanlageflächen ausgebildet. Die Lagerdeckel sind auf der einem Zylinderblock zugewandten Seite des Lagerstuhls angebracht. Der Lagerstuhl weist eine Fläche zur Montage des Lagerstuhls an der Brennkraftmaschine auf, wobei die Fläche die Lagerdeckel umgibt. Die Lagerdeckelanlageflächen sind gegenüber der umgebenden Fläche erhöht angeordnet.

    [0004] Aus DE 296 09 950 ist ein Lagerstuhl für eine Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine bekannt, der von unten gegen den Zylinderblock geschraubt wird. Der Lagerstuhl bildet die untere Hälfte der Bohrungen für die Kurbelwellenlager, während die obere Hälfte durch Lagerdeckel gebildet wird, die auf den Lagerstuhl aufgeschraubt werden. Zwischen Lagerstuhl und Lagerdeckel sind Lagerdeckelanlageflächen ausgebildet. Die Lagerdeckel werden auf der dem Zylinderblock zugewandten Seite mit dem Lagerstuhl verschraubt. Außerhalb des Montagebereichs der Lagerdeckel ist eine Dichtfläche zur Montage des Lagerstuhls an der Brennkraftmaschine bzw. an deren Zylinderblock vorgesehen. Die Verschraubung des Lagerstuhls mit dem Zylinderblock erfolgt mittels Zylinderblockbefestigungsschrauben, die sowohl in den Fluchtlinien der Lagerdeckelbefestigungsschrauben als auch in den Zylindermittenebenen angeordnet sind. Dies führt einerseits zu einer aufwendigen Formgebung des Lagerstuhls bzw. des Zylinderblocks, andererseits kann die Aufnahme insbesondere der seitlichen Komponenten der Gaskraft noch verbessert werden.

    [0005] Bekannt ist es auch den Kurbelwellenlagerdeckel mit den Zylinderblockaußenflächen zu verschrauben, um die Systemsteifigkeit und die entstehenden seitlichen Gaskräfte besser aufnehmen zu können. Diese Anordnung dient auch dazu die durch die Gaskräfte über die Kurbelwelle auf die Lagerstühle übertragenen Schwingungen zu reduzieren.

    [0006] Eine verbesserte Aufnahme der Gaskraft insbesondere von deren seitlichen Komponenten sowie eine fertigungstechnische Vereinfachung war Zielsetzung der vorliegenden Erfindung.

    [0007] Diese Aufgabe wird von einem Lagerstuhl mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

    [0008] Ausgehend von einem Lagerstuhl für eine Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine, der Lagerdeckel für die Kurbelwelle aufweist, an denen Lagerdeckelanlageflächen zum Lagerstuhl hin ausgebildet sind und die an der dem Zylinderblock zugewandten Seite des Lagerstuhls angebracht sind, wobei der Lagerstuhl eine Fläche zur Montage an der Brennkraftmaschine aufweist, welche die Lagerdeckel umgibt, ist vorgesehen, die Lagerdeckelanlageflächen gegenüber der die Lagerdeckel umgebenden Fläche erhöht anzuordnen. Dadurch ergibt sich zwangsläufig, daß zwischen den Lagerdeckelanlageflächen und der umgebenden Fläche eine Übergangsschulter ausgebildet sein muß. Hierdurch tritt eine Versteifung des Lagerstuhls ein. Außerdem führt dies dazu, daß die Lagerdeckel bei der Herstellung des Lagerstuhls mit angegossen werden können. Die angegossenen Lagerdeckel werden dann gezielt an entsprechend gekerbten Stellen gebrochen, so daß die Bruchflächen nach der Bearbeitung der Lagerbohrung und Einbau der Kurbelwelle die Lagerdeckelanlageflächen am Lagerstuhl bilden. Die genannte Anordnung bieten weitere Vorteile, so können z. B. die Zylinderbohrungen von oben und unten bearbeitet werden und bei der Herstellung des Zylinderblockes ist nur noch ein Gußkern erforderlich, da keine Hinterschneidungen mehr durch die Kurbelwellenlagerbrücken entstehen. Bei dieser Anordnung wird in der Regel der Zylinderblock so weit heruntergezogen, daß er eine Dichtfläche zur Ölwanne ausweist.

    [0009] Bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Erfindung weisen die Lagerdeckel Bohrungen für die Zylinderblockbefestigungsschrauben auf, so daß die Übergangsschulter zwischen Lagerdeckelanlagefläche und umgebender Fläche nach außen wandert und somit auch die Übergangsschulter zwischen den genannten Fläche weiter außen liegt. Bei dieser Anordnung können unter Umständen die separaten Lagerdeckelbefestigungsschrauben entfallen und die Lagerdeckel werden auch von den Zylinderblockbefestigungsschrauben gehalten.

    [0010] Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird die umgebende Fläche des Lagerstuhls als Dichtfläche zum Zylinderblock ausgebildet. Die Dichtfläche zur Ölwanne wird bei dieser Ausgestaltung an der Unterseite des Lagerstuhls angeordnet. Diese Anordnung bietet insbesondere bei kleinen Brennkraftmaschinen Montagevorteile und erhöht die Gesamtsteifigkeit des Systems.

    [0011] Dadurch, daß die Lagerdeckelanlageflächen gegenüber der umgebenden Fläche zwischen Lagerstuhl und Zylinderblock erhöht ausgebildet, also gegenüber dieser näher am Zylinder liegen und demzufolge eine Übergangsschulter zwischen Lagerdeckelanlagefläche und umgebender Fläche vorgesehen sein muß, ergibt sich außerdem die Möglichkeit, diese Übergangsschulter als seitliche Paßfläche (senkrecht zur umgebenden Fläche) zwischen Zylinderblock und Lagerstuhl auszubilden. Dies führt zu einer weiter verbesserten Aufnahme der seitlichen Komponenten der Gaskraft.

    [0012] In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden die Zylinderkopfbefestigungsschrauben durch den Zylinderblock durchgeführt und direkt mit dem Zylinderkopf verschraubt. Dies bietet den Vorteil, daß der Zylinderblock nicht mehr auf Zug und Druck sondern nur noch auf Druck beansprucht wird. Außerdem sind keine separaten Zylinderkopfschrauben mehr erforderlich.

    [0013] Ein Beispiel einer Brennkraftmaschine in Reihenanordnung wird anhand der schematischen Abbildung (Fig. 1) erläutert.

    [0014] Die Fig. 1 zeigt schematisch einen Schnitt, der durch die Mitte einer Lagerdeckelbefestigung verläuft, gemäß dem Stand der Technik.

    [0015] Die Brennkraftmaschine 1 besteht in bekannter Weise aus einem Lagerstuhl 2, dem Zylinderblock 3 und dem Zylinderkopf 4. Ölwanne 7 sowie Zylinderkopfabdeckung 8 sind ebenfalls nur schematisch ausgeführt. Auf dem Lagerstuhl 2 sind Lagerdeckel 5 mittels Lagerdeckelbefestigungsschrauben 51 aufgeschraubt. Zwischen Lagerstuhl 2 und den Lagerdeckeln 5 sind die Bohrungen 52 für die Kurbelwellenlager (Hauptlager) vorgesehen. In etwa die untere Hälfte der Lagerbohrung 52 ist also im Lagerstuhl, während die obere Hälfte im Lagerdeckel angebracht ist. Zwischen Lagerstuhl 2 und Lagerdeckel 5 sind die Lagerdeckelanlageflächen 53 ausgebildet. Dabei kann es sich um mechanisch bearbeitete Flächen oder - bei während der Herstellung des Lagerstuhls 2 angegossenen Lagerdeckeln 5 - um Bruchflächen handeln. Ausgehend von der Bohrung 52 für Kurbelwellenlager sind die Lagerdeckelbefestigungsschrauben 51 etwa symmetrisch zu der Bohrung angeordnet. Die Verbindung zwischen Zylinderblock 3 und Lagerstuhl 2 erfolgt mittels Befestigungsschrauben 6 (Zylinderblockbefestigungsschrauben), die bevorzugt durch die Bohrungen 9, 10 im Lagerstuhl 2 und im Zylinderblock 3 sowie im Zylinderkopf 4 bis in diesen hineinreichen. Am Lagerstuhl 2 ist zum Zylinderblock 3 hin eine Dichtfläche 54 zur Montage des Lagerstuhls am Zylinderblock vorgesehen. Diese Dichtfläche 54 erstreckt sich von der Außenwand 55 des Lagerstuhls in Richtung der Bohrung 52 für das Kurbelwellenlager etwa senkrecht zu den Zylinderblockbefestigungsschrauben 6 bevorzugt bis über die diese aufnehmenden Bohrungen 9, 10. Da die Lagerdeckelanlageflächen 53 gegenüber der Dichtfläche 54 erhöht ausgebildet ist, sich als näher am Zylinderkopf 4 befindet als die Dichtfläche 54, ist zwangsläufig eine Übergangsschulter zwischen Lagerdeckelanlageflächen 53 und Dichtfläche 54 auszubilden. Da sich die Dichtfläche 54 in der hier dargestellten Ausführung bis über die Bohrung 9, 10 der Befestigungsschrauben 6 in Richtung auf die Kurbelwellenlagerbohrung 52 erstreckt, ist die Übergangsschulter zwischen den Lagerdeckelanlageflächen 53 und der Dichtfläche 54 zwischen den Lagerdeckelbefestigungsschrauben 51 und den Zylinderblockbefestigungsschrauben 6 angeordnet. Hierdurch kann die Übergangsschulter an einem oder mehreren der Lagerdeckel 5 als seitliche Führung etwa senkrecht zur Dichtfläche 54 zwischen Lagerstuhl 2 und Zylinderblock 3 ausgebildet werden.

    [0016] Bei der erfindungsgemäßen Anordnung, bei der die Lagerdeckel 5 Durchgangsbohrungen für die Zylinderblockbefestigungsschrauben 6 aufweisen, sich also näher an die Außenwand des Lagerstuhls erstrecken, kann die Übergangsschulter zwischen Dichtfläche 54 und Lagerdeckelanlagefläche 53 auch zwischen Bohrungen für die Zylinderblockbefestigungsschrauben 6 und Lagerstuhlaußenwand 55 ausgebildet sein. In axialer Richtung sind die an der Übergangsschulter zwischen der Lagerdeckelanlagefläche 53 und Dichtfläche 54 gebildeten Paßflächen bevorzugt fluchtend ausgebildet.


    Ansprüche

    1. Lagerstuhl (2) für eine Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine (1) mit Lagerdeckeln (5) für die Kurbelwelle, wobei zwischen Lagerdeckeln (5) und Lagerstuhl (2) Lagerdeckelanlageflächen (53) ausgebildet sind und die Lagerdeckel (5) auf der einem Zylinderblock (3) zugewandten Seite des Lagerstuhls (2) angebracht sind und mit einer Fläche (54) zur Montage des Lagerstuhls (2) an der Brennkraftmaschine (1), wobei die Fläche (54) die Lagerdeckel (5) umgibt, wobei die Lagerdeckelanlageflächen (53) gegenüber der umgebenden Fläche (54) erhöht angeordnet sind,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die Lagerdeckel (5) Bohrungen für Zylinderblockbefestigungsschrauben (6) aufweisen, die wiederum für die Montage des Lagerstuhls (2) an einem Zylinderblock (3) vorgesehen sind.
     
    2. Lagerstuhl (2) nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die umgebenden Fläche (54) des Lagerstuhls (2) als Dichtfläche zum Zylinderblock (3) ausgebildet ist.
     
    3. Lagerstuhl (2) nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    der Übergang zwischen der Lagerdeckelanlageflächen (53) und der umgebenden Fläche (54) als seitliche Paßfläche ausgebildet ist.
     
    4. Lagerstuhl (2) nach den Ansprüchen 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die Zylinderblockbefestigungsschrauben (6) durch den Zylinderblock (3) geführt werden und direkt mit dem Zylinderkopf (4) verschraubt sind.
     


    Claims

    1. Bearing seat (2) for a crankshaft of an internal combustion engine (1) with bearing covers (5) for the crankshaft, bearing cover bearing surfaces (53) being formed between the bearing covers (5) and the bearing seat (2), and the bearing covers (5) being mounted on that side of the bearing seat (2) which faces a cylinder block (3), and with a surface (54) for mounting the bearing seat (2) on the internal combustion engine (1), the surface (54) surrounding the bearing covers (5), wherein the bearing cover bearing surfaces (53) are arranged so as to be elevated in relation to the surrounding surface (54), characterized in that the bearing covers (5) have bores for a cylinder block fastening screw (6) which are provided, in turn, for mounting the bearing seat (2) on the cylinder block (3).
     
    2. Bearing seat (2) according to Claim 1,
    characterized in that the surrounding surface (54) of the bearing seat (2) is designed as a sealing surface with respect to the cylinder block (3).
     
    3. Bearing seat (2) according to Claims 1 or 2,
    characterized in that the transition between the bearing cover bearing surfaces (53) and the surrounding surface (54) is designed as a lateral fitting surface.
     
    4. Bearing seat (2) according to Claims 1 to 3,
    characterized in that the cylinder block fastening screws (6) are led through the cylinder block (3) and are screwed directly to the cylinder head (4).
     


    Revendications

    1. Selle d'appui (2) pour un vilebrequin d'un moteur à combustion interne (1) comprenant des chapeaux de palier (5) pour le vilebrequin, des surfaces d'appui de chapeaux de palier (53) étant réalisées entre les chapeaux de palier (5) et la selle d'appui (2), et les chapeaux de palier (5) étant montés du côté de la selle d'appui (2) tourné vers un bloc-cylindres (3), et comprenant une surface (54) pour le montage de la selle d'appui (2) sur le moteur à combustion interne (1), la surface (54) enveloppant les chapeaux de palier (5), les surfaces d'appui de chapeaux de palier (53) étant disposées plus haut par rapport à la surface d'enveloppe (54),
    caractérisée en ce que
    les chapeaux de palier (5) présentent des alésages pour des vis de fixation au bloc-cylindres (6), qui sont à nouveau prévus pour le montage de la selle d'appui (2) sur un bloc-cylindres (3).
     
    2. Selle d'appui (2) selon la revendication 1,
    caractérisée en ce que
    la surface d'enveloppe (54) de la selle d'appui (2) est réalisée sous la forme d'une surface d'étanchéité vis-à-vis du bloc-cylindres (3).
     
    3. Selle d'appui (2) selon la revendication 1 ou 2,
    caractérisée en ce que
    la transition entre les surfaces d'appui des chapeaux de palier (53) et la surface d'enveloppe (54) est réalisée sous la forme d'une surface d'ajustement latérale.
     
    4. Selle d'appui (2) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3,
    caractérisée en ce que
    les vis de fixation au bloc-cylindres (6) sont guidées à travers le bloc-cylindres (3) et sont vissées directement à la culasse du cylindre (4).
     




    Zeichnung






    IN DER BESCHREIBUNG AUFGEFÜHRTE DOKUMENTE



    Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde ausschließlich zur Information des Lesers aufgenommen und ist nicht Bestandteil des europäischen Patentdokumentes. Sie wurde mit größter Sorgfalt zusammengestellt; das EPA übernimmt jedoch keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.

    In der Beschreibung aufgeführte Patentdokumente