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Dokumentenidentifikation DE3701083C1 11.05.1988
Titel Maschinengehäuse einer Brennkraftmaschine mit V-förmig angeordneten Zylinderreihen
Anmelder Bayerische Motoren Werke AG, 8000 München, DE
Erfinder Fischer, Adolf, 8013 Haar, DE
DE-Anmeldedatum 16.01.1987
DE-Aktenzeichen 3701083
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 11.05.1988
Veröffentlichungstag im Patentblatt 11.05.1988
IPC-Hauptklasse F01P 11/08
IPC-Nebenklasse F01M 5/00   F02F 7/00   F02B 75/22   

Beschreibung[de]

Die Erfindung bezieht sich auf ein Maschinengehäuse der im Oberbegriff des ersten Anspruchs angegebenen Art und geht aus von der gattungsbildenden US 44 93 294.

Beschrieben ist darin eine vorteilhafte Anordnung eines zentralen Kühlmittelkanales sowie eines dazu parallel verlaufenden Hauptölkanales in dem vom V-Winkel begrenzten Raum. Da Schmierölkanal und Kühlmittelkanal eine gemeinsame Trennwand besitzen, ist ein geringfügiger Wärmeaustausch zwischen den beiden in jenen Kanälen strömenden Medien möglich; heißes Schmieröl kann somit durch das Kühlmittel teilweise abgekühlt werden.

Eine verbesserte Kühlung des Schmieröles läßt sich mittels der aus der AT-PS 1 76 074 bzw. US 27 06 469 bekanntgewordenen Anordnung erzielen. Hierbei verläuft die Schmieröl-Verteilerleitung einer Reihenbrennkraftmaschine durch den Kühlwassermantel, so daß aufgrund der vollständigen Umströmung der Schmierölleitung ein deutlich besserer Wärmeübergang möglich ist. Aus Fertigungsgründen ist es in jenem Falle jedoch erforderlich, zur Bildung des Kühlwassermantels das Kurbelgehäuse nach außen durch eine angeschweißte oder abnehmbar befestigte Blechhaube abzudecken. Eine derartige Anordnung ist nicht nur aufwendig, sondern darüber hinaus technisch äußerst unzuverlässig.

Eine ähnliche Anordnung zeigt die DE-PS 8 00 797, wobei das Kühlmittel zwischen den Zylinderbüchsen und einem an der Längsseitenwand einer Reihenbrennkraftmaschine angeordneten plattenförmigen Wärmetauscher geführt wird. Dabei kann der Wärmetauschprozeß jedoch nur einseitig erfolgen, wobei ein erhöhter Flächenbedarf entsteht. Zum anderen wird eine nicht zu vernachlässigende Leckagegefahr heraufbeschworen. Der aus Gründen eines optimierten Wärmeüberganges relativ dünn gestaltete Wärmetauscher liegt für mechanische Verletzungen frei zugänglich an der Außenseite der Brennkraftmaschine.

Schließlich zeigt die US 19 63 172 eine weitere Anordnung eines Schmieröl-/Kühlmittel-Wärmetauschers für Brennkraftmaschinen mit V-förmig angeordneten Zylinderreihen. Hier ist der Wärmetauscher wiederum geschützt und platzsparend in den V-Raum des Maschinengehäuses eingeschoben. Jedoch ist im V-Raum kein Kühlmittelkanal vorgesehen, so daß in äußerst aufwendiger Weise ein kompletter Fluid/Fluid-Wärmetauscher installiert werden muß. Es ist dabei also nicht nur ein vollständiges Wärmetauscher-Gehäuse erforderlich, vielmehr muß daneben diesem Wärmetauscher über jeweils separate Leitungen sowohl das Kühlmittel als auch das Schmieröl zu- und abgeführt werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Maschinengehäuse der im Oberbegriff des ersten Anspruchs angegebenen Art auf fertigungstechnisch möglichst einfache, funktionell wirkungsvolle und sichere Weise mit einem Schmieröl-/ Kühlmittel-Wärmetauscher zu versehen.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des ersten Anspruchs gelöst.

Ein im längsdurchströmten Kühlmittelkanal angeordneter Wärmetauscher verbessert den Wärmeübergang und somit die erzielbare Abkühlung des im Wärmetauscher strömenden Schmieröles erheblich. In der einfachsten Ausführungsform kann der Wärmetauscher dabei beispielsweise als einfaches schmieröl-führendes Rohr ausgebildet sein. Indem zwei nicht aufeinander treffende Bohrungen, jeweils von den beiden Stirnseiten in das Maschinengehäuse eingebracht, den Hauptölkanal in zwei Teilölkanäle aufteilen, welche über den Wärmetauscher miteinander verbunden werden, zeichnet sich die erfindungsgemäße Anordnung durch eine äußerst einfache Fertigungsmöglichkeit aus.

Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung beschreiben die Unteransprüche.

So ist nach Anspruch 2 die Verbindung zwischen dem Wärmetauscher und den Teilölkanälen besonders einfach durch Bohrungen dann herstellbar, wenn der Kühlmittelkanal als eine sich der V-Form anpassende Rinne ausgebildet ist, welche nach oben, also in Richtung der V-Öffnung von einem Deckel abgedeckt ist. Vor Montage des Deckels können dann beispielsweise einfache Stichbohrungen zu den beiden Teilölkanälen geführt werden. Diese Stichbohrungen stellen dabei den Zu- und Abströmkanal für die entsprechenden Ein- und Austrittsöffnungen des Wärmetauschers dar.

Sind dabei gemäß Anspruch 3 die Teilölkanäle gleichachsig angeordnet, erzielt man eine besonders platzsparende Bauweise, wobei der Fertigungsvorgang insbesondere dann weiter vereinfacht wird, wenn jeder der Teilölkanäle so weit in das Maschinengehäuse hineinreicht, daß er mit zumindest einer Schmierstelle, insbesondere einem Kurbelwellenlager verbunden ist.

Nach Anspruch 4 kann des weiteren der Wärmetauscher als Rohrbündel ausgebildet sein, wodurch die wärmeübertragende Fläche auf einfache Weise vergrößert wird.

Im folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand eines bevorzugten - nur skizzenhaft dargestellten - Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Maschinengehäuses, sowie

Fig. 2 den Schnitt A-A aus Fig. 1.

Ein in seiner Gesamtheit mit 1 bezeichnetes Maschinengehäuse einer Brennkraftmaschine weist zwei V-förmig angeordnete Zylinderreihen 2 und 3 auf. Zwischen diesen Zylinderreihen ist ein längsdurchströmter Kühlmittelkanal 4 vorgesehen, welcher im wesentlichen gebildet wird von einer sich der V-Form anpassenden Rinne 5, einem den Kühlmittelkanal 4 nach oben abschließenden Deckel 6 sowie zwei an den Stirnseiten der Brennkraftmaschine angeordneten Abschlußplatten 7 und 8. Nicht dargestellt ist dabei die Zu- und Abfuhr des Kühlmittels zum Kühlmittelkanal 4 sowie zu den einzelnen Zylindern 9a bis 9f; für die vorliegende Erfindung relevant ist nur die Tatsache, daß der Kühlmittelkanal 4 beispielsweise in Pfeilrichtung 10 längsdurchströmt ist.

Unterhalb und parallel zum Kühlmittelkanal 4 verläuft ein Hauptölkanal 11, welcher aus zwei Teilölkanälen 11a und 11b zusammengesetzt ist. Brennkraftmaschinen-stirnseitig sind diese Teilölkanäle 11a und 11b ebenfalls von den Abschlußplatten 7 und 8 verschlossen. Über eine Stichbohrung 12 steht der Teilölkanal 11a mit der Druckseite einer nicht dargestellten Schmiermittelpumpe der Brennkraftmaschine in Verbindung. Des weiteren sind Stichbohrungen 13a und 13b vom Kühlmittelkanal 4 durch das Maschinengehäuse 1 zu den Teilölkanälen 10a und 10b vorgesehen. An die Austrittsöffnungen dieser Stichbohrungen 13a und 13b sind die Zufluß- und Abflußöffnungen 14a und 14b eines im Kühlmittelkanal 4 angeordneten und in seiner Gesamtheit mit 15 bezeichneten Schmieröl- Wärmetauschers dichtend angeschlossen. Der Wärmetauscher 15 ist dabei (nicht dargestellt) als Rohrbündel ausgebildet, die mechanische Verbindung mit dem Maschinengehäuse 1 kann als ebenfalls nicht dargestellte Schraubverbindung ausgebildet sein. Es ist jedoch auch jegliche andere bekannte Verbindungsart denkbar, ebenso wie die dichtende Verbindung an den Schmiermittel-Übertrittsstellen 14a und 14b auf jede allgemein übliche Art hergestellt werden kann.

Der Schmierölkreislauf ist also wie folgt aufgebaut:

Ausgehend von der Druckseite einer nicht dargestellten Schmiermittelpumpe wird das Schmieröl über die Stichbohrung 12 dem Teilölkanal 11a zugeführt. Von diesem Teilölkanal 11a zweigt ein Stichkanal 16a zur Versorgung einer nicht dargestellten Kurbelwellen-Lagerschale mit Schmieröl ab. Der größte Teil des Schmieröls wird jedoch über die Stichbohrung 13a in den Wärmetauscher 15 gefördert. Hier findet ein Wärmetauschprozeß mit dem den Kühlmittelkanal 4 durchströmenden Kühlmittel statt. Über die Stichbohrung 13b wird das Schmieröl schließlich dem Teilölkanal 11b zugeführt, von wo aus es über Stichkanäle 16b und 16c zu weiteren Schmierstellen der Brennkraftmaschine gelangt.

Eine derartige Wärmetauscheranordnung zeichnet sich durch Einfachheit, Funktionssicherheit sowie einen optimalen Tauscher-Wirkungsgrad aus.


Anspruch[de]
  1. 1. Maschinengehäuse einer Brennkraftmaschine mit V-förmig angeordneten Zylinderreihen, zwischen welchen ein längsdurchströmter Kühlmittelkanal sowie ein parallel zu diesem verlaufender Hauptölkanal vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptölkanal (11) aus zwei Teilölkanälen (11a, 11b) zusammengesetzt ist, welche über einen im Kühlmittelkanal (4) angeordneten Schmieröl-Wärmetauscher (15) miteinander in Verbindung stehen.
  2. 2. Maschinengehäuse nach Anspruch 1, wobei der Kühlmittelkanal (4) im wesentlichen als eine sich der V-Form anpassende Rinne (5) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Rinne von einem abnehmbaren Deckel (6) abgedeckt und daß die Teilölkanäle (11a, 11b) über Stichbohrungen (13a, 13b) im Maschinengehäuse (1) mit dem Wärmetauscher (15) verbunden sind.
  3. 3. Maschinengehäuse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilölkanäle (11a, 11b) gleichachsig angeordnet und jeweils über einen Stichkanal (16) mit zumindest einer Schmierstelle, insbesondere einem Kurbelwellen-Lager, verbunden sind.
  4. 4. Maschinengehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (15) im wesentlichen als ein vom Schmieröl durchströmtes Rohrbündel ausgebildet ist.






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