AT3672U1 - Verrippter bauteil für eine brennkraftmaschine - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen verrippten Bauteil für eine Brennkraftmaschine, insbesonders Zylindergehäuse und/oder Zylinderkopf, welcher mehrere Kühlrippen (3) aufweist, wobei zumindest zwei Kühlrippen (3) jeweils einen nach außen offenen Kühlkanal begrenzen und wobei jede Kühlrippe (3) zumindest zum Teil in einer Kühlrippenebene (5) angeordnet ist. Um bei guter Kühlung eine Verminderung der Geräuschabstrahlung zu erreichen, ist vorgesehen, daß die Kühlrippen (3) zumindest einen stetig gekrümmten Versteifungsbereich (6) aufweisen, in welchem die Kühlrippenwand (3a) außerhalb der Kühlrippenebene (5) angeordnet ist.

Description

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 dest zwei Kühlrippen jeweils einen nach aussen offenen Kühlkanal begrenzen und wobei jede Kühlrippe zumindest zum Teil in einer Kühlrippenebene angeordnet ist. 



  Die Zylindergehäuse von luftgekühlten Brennkraftmaschinen weisen üblicherweise eine Vielzahl in Zylinderachsrichtung hintereinander angeordneten Kühlrippen auf, deren Kühlrippenebenen im wesentlichen normal auf die Zylinderachse ausgebildet sind. Auch die Zylinderköpfe werden   üblicherweise   normal auf die Zylinderachse angeordneten Kühlrippen versehen. 



  Die parallel zueinander liegenden Kühlrippen spannen zwischen einander seitlich offene Kühlkanäle und werden von der Kühlluft umströmt. Die Kühlrippen von bekannten Brennkraftmaschinen weisen   üblicherweise   eine relativ tiefe Eigenfrequenz im Bereich von 1 bis 2 kHz auf, was sich nachteilig auf die Geräuschabstrahlung auswirkt. 



  Die US 3, 782, 342 A zeigt eine Zylindergehäuse für eine luftgekühlte Brennkraftmaschine mit Kühlrippen, welche unter verschiedenen Winkeln zur Zylinderachse geneigt sind. Jede zweite 
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 gebildete Stützrippe verbunden. Durch die regelmässige Anordnung der Stützrippen kommt es allerdings zu Resonanzeffekten, wodurch keine wesentliche Geräuschminderung erreicht werden kann. 



  Aufgabe der Erfindung ist es die Geräuschabstrahlung bei einer luftgekühlten Brennkraftmaschine zu vermindern. 



  Erfindungsgemäss erfolgt dies dadurch, dass die Kühlrippen zumindest einen stetig gekrümmten   Versteifungsbereich   aufweisen, in welchem die Kühlrippenwand ausserhalb der Kühlrippenebene angeordnet ist. Der   Versteifungsbereich   bewirkt eine radiale Versteifung der Kühlrippen und somit eine deutliche Erhöhung der Eigenfrequenz, so dass eine Anregung durch das Triebwerk der Brennkraftmaschine verhindert wird. Vorzugsweise ist dabei vorgesehen, dass zumindest zwei benachbarte Kühlrippen im Versteifungsbereich eine Wellenanordnung mit zumindest einer auf eine Seite der   Kühlrippenebene   gekrümmten Welle aufweisen.

   In schwingungsgefährdeten Bereichen, ist es vorteilhaft, wenn die Wellenanordnung zumindest zwei aufeinander folgende Wellen aufweist, welche auf unterschiedliche Seiten der Kühlrippenebene gekrümmt sind. Eine deutliche Schallreduktion bei ausreichend guter Kühlung lässt sich erzielen, wenn der maximale Abstand der Rippenwand einer Kühlrippe von der Kühlrippenebene im   Versteifüngsbereich   dem Rippenabstand zur benachbarten   Kühlrippe   entspricht. 



  Zur weiteren Erhöhung der Eigenfrequenz kann vorgesehen sein, dass zumindest benachbarte Kühlrippen durch eine Stützrippe, die im wesentlichen normal auf die Kühlrippenebene angeordnet ist, gegeneinander abgestützt sind. Die Stützrippen werden dabei bevorzugt in Bereichen der Kühlrippen angeordnet, in welchen sonst Schwingungsbäuche auftreten würden. 

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 Um Resonanzeffekte auszuschalten, ist in einer besonders bevorzugten Ausführungsvariante vorgesehen, dass die Stützrippen zumindest einer Gruppe von Stützrippen zwischen in Zylin- 
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 der Kühlrippen verteilt sind. 



  Die Kühlrippen können sowohl im Zylindergehäuse, als auch im Zylinderkopf vorgesehen sein. Selbstverständlich können Zylindergehäuse und Zylinderkopf als einteilige Zylindereinheit ausgebildet sein. 



  In weiterer Ausgestaltung der Erfindung mit einem als Zylindergehäuse ausgeführten Bauteil kann vorgesehen sein, dass die Kühlnppen gegenüber der Wand des Auslasskanales freigestellt sind. Dadurch wird einerseits eine Anregung durch den Auspuffkrümmer und andererseits eine ungehinderte Umströmung der Auslasskanalwände gewährleistet, um Strömungsunterbrechungen der Kühlluft zu vermeiden. Um ein ungehindertes Abströmen der Kühlluft zu ermöglichen, ist es besonders vorteilhaft, wenn die Kühlrippen zumindest auf einer Seite des Auslasskanales   Strömungsdurchtrittsöffnungen   aufweisen, wobei vorzugsweise die   Strömungsdurchtrittsöffnungen   zweier benachbarter Kühlrippen überdeckend in einer   Kokillenzugrichtung   ausgeführt sind. 



  Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Kühlrippen im wesentlichen aus Leichtmetall, vorzugsweise aus Aluminium bestehen und mittels einer Stahlkokille herstellbar sind. Kühlrippen, Stützrippen und Versteifungsbereiche sind so gestaltet, dass die Stahlkokillen normal auf die Zylinderachse seitlich ziehbar sind. 



  Um eine hohe Festigkeit bei geringem Gewicht und guter Kühlwirkung zu erreichen, ist es vorteilhaft, wenn der Zylinder des Zylindergehäuses als Eingussteil, vorzugsweise aus Grauguss, ausgeführt ist und die Kühlrippen in einem   Druckgussumspritzverfahren   oder einem Niederdruckgussverfahren herstellbar sind. 



  Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren näher erläutert. 



  Es zeigen Fig.   l   und 2 Schrägansichten eines Zylindergehäuses einer erfindungsgemässen Brennkraftmaschine samt Formwerkzeugen. 



  Die luftgekühlte Zwei-Takt-Brennkraftmaschine weist ein Zylindergehäuse   l   für einen Zylinder 2 mit den Zylinder 2 umgebenden Kühlrippen 3 auf, welche jeweils im wesentlichen in einer normal auf die Zylinderachse 4 stehenden Kühlrippenebene 5 angeordnet sind. Pro Kühlrippe 3 ist ein   Versteifungsbereich   6 mit einer Wellenanordnung 7a, 7b, 7c, 7d mit einer oder mehreren Wellen 8 vorgesehen. Dabei weist im Ausführungsbeispiel jede Seite A, B, C, D des Zylindergehäuses   l   eine Wellenanordnung 7a, 7b, 7c und 7d auf. Die Wellenanordnung 7b beinhaltet jeweils eine einzige, auf eine Seite der Kühlrippenebene 5 gekrümmte Welle 8. 



  Die Wellenanordnungen 7c und 7d weisen jeweils zwei auf unterschiedliche Seiten der Kühlrippenebene 5 gekrümmte Wellen 8a und 8b auf. Die Wellenanordnung 7a auf der Seite A weist drei Wellen 8a, 8b und 8c auf, wobei die Wellen 8a und 8c auf dieselbe Seite der Kühlrippenebene 5 gekrümmt sind. Der maximale Abstand   a der Kühlrippenwand 3a   einer Kühlrippe 3 von der Kühlrippenebene 5 ist kleiner oder gleich dem Abstand b zweier benachbarter Kühlrippen 3.

   

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 Mit Bezugszeichen 9 ist jeweils ein durch benachbarte Kühlrippen 3 gebildeter, auf der Seite 
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 geblasen.Zwei benachbarte Kühlrippen 3 sind jeweils durch mehrere normal auf die Kühlrippenebene 5 ausgebildete Stützrippen 10 miteinander verbunden, wobei die Stützrippen 10 im Bereich von Schwingungsbäuchen der Kühlrippen 3 angeordnet und möglichst stochastisch verteilt sind. 



  Durch die   unregelmässige   Verteilung der   Stütznppen   10 werden Resonanzeffekte weitgehend ausgeschaltet. 
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 Wände 11 des Auslasskanales 12 zu verhindern. Die entsprechenden Freistellungen sind mit Bezugszeichen   13   bezeichnet. 



  Weiters sind auf der Seite A des Auslasskanales 12 beidseits des Auslasskanales 12   Strömungsdurchtrittsöffnungen   14 in den Kühlrippen 3 eingeformt, um einen Strömungsstau in diesem Bereich zufolge der Stützrippen 10 zu vermeiden. 



  Die Kühlrippen 3 bestehen vorteilhafter Weise aus Aluminium und sind so geformt, dass sie durch ziehbar Stahlkokillen 15a, 15b, 15c und 15d herstellbar sind. Mit Bezugszeichen 16 und 17 sind entsprechende Stahlkokillen für die Ober- und Unterseite des Zylindergehäuses 1 samt Zylinder 2 und Bohrungen 18 bezeichnet. Die Stahlkokille 16 weist zur Formung der   Strömungsdurchtrittsöffnungen   14 pfeilerartige Vorsprünge 16a auf. 



  Der Zylinder 2 der Zylindergehäuse 1 kann auch als Eingussteil aus Grauguss und die Kühlrip- 
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 druckgussverfahren hergestellt werden. 



  Durch die geformten Versteifungsbereiche 6 und die unregelmässige verteilte Stützrippen 10 kann die Eigenfrequenz des Zylindergehäuses   1,   aber auch eines analog ausgeführten Zylinderkopfes wesentlich erhöht und damit die Geräuschabstrahlung vermindert werden. Zylindergehäuse 1 und Zylinderkopf können selbstverständlich auch in einem Teil als Zylindereinheit ausgeführt sein.

Claims (10)

1. ANSPRÜCHE 1. Vemppter Bauteil für eine Brennkraftmaschine, insbesonders Zylindergehäuse und/oder Zylinderkopf, welcher mehrere Kühlrippen (3) aufweist, wobei zumindest zwei Kühl- rippen (3) jeweils einen nach aussen offenen Kühlkanal begrenzen und wobei jede Kühl- rippe (3) zumindest zum Teil in einer Kühlrippenebene (5) angeordnet ist, dadurch ge- kennzeichnet, dass die Kühlrippen (3) zumindest einen stetig gekrümmten Verstei- fungsbereich (6) aufweisen, in welchem die Kühlrippenwand (3a) ausserhalb der Kühl- rippenebene (5) angeordnet ist.
2. 2. Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei benachbarte Kühlrippen (3) im Versteifungsbereich (6) eine Wellenanordnung (7a, 7b, 7c, 7d) mit zumindest einer auf eine Seite der Kühlrippenebene (5) gekrümmte Welle (8a ; 8b ; 8c) aufweisen.
3. 3. Bauteil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellenanordnung (7a, 7b, 7c, 7d) zumindest zwei aufeinander folgende Wellen (8a, 8b, 8c) aufweist, welche auf unterschiedliche Seiten der Kühlrippenebene (5) gekrümmt sind.
4. 4. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der maximale Abstand (a) der Kühlrippenwand (3a) einer Kühlrippe (3) von der Kühlrippenebene (5) im Versteifungsbereich (6) höchstens dem Abstand (b) zweier benachbarter Kühlrippen- ebenen (5) entspricht.
5. 5. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei benachbarte Kühlrippen (3) durch eine Stützrippe (10), die im wesentlichen normal auf die Kühlrippenebene (5) angeordnet ist, gegeneinander abgestützt sind.
6. 6. Bauteil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützrippen (10) zumindest einer Gruppe von Stützrippen (10) zwischen in Zylinderachsrichtung hintereinander an- geordneten Kühlrippen (3) unregelmässig in Umfangsrichtung der Kühlrippen (3) ver- teilt sind, wobei vorzugsweise die Stützrippen (10) in Schwingungsbäuchen der Eigen- form angeordnet ist.
7. 7. Bauteil nach einem der Ansprüche l bis 6, welches als Zylindergehäuse (1) ausgebildet ist, mit einem im Zylindergehäuse (1) angeordneten Auslasskanal (12), dadurch ge- kennzeichnet, dass die Kühlrippen (3) zumindest auf einer Seite des Auslasskanales (12) Strömungsdurchtrittsöffnungen (14) aufweisen, wobei vorzugsweise die Strömungs- durchtrittsöffnungen (14) zweier benachbarter Kühlrippen (3) überdeckend in einer Ko- killenzugrichtung ausgeführt sind.
8. 8. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, welches als Zylindergehäuse (1) ausgebildet ist, mit einem im Zylindergehäuse (1) angeordneten Auslasskanal (12), dadurch ge- kennzeichnet, dass die Kühlrippen (3) gegenüber der Wand des Auslasskanales (12) freigestellt sind. <Desc/Clms Page number 5>
9. 9. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühl- rippen (3) im wesentlichen aus Leichtmetall, vorzugsweise aus Aluminium bestehen und mittels einer Stahlkokille (15a, 15b, 15c, 15d) herstellbar smd.
10. 10. Bauteil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder (2) des Zylinder- gehäuses (1) als Eingussteil, vorzugsweise aus Grauguss, ausgeführt ist und die Kühl- EMI5.1