DE102005028332A1 - Zylinderkopfhaube - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Zylinderkopfhaube (1) für Brennkraftmaschinen mit integrierten Lageroberteilen (14) von Nockenwellenlagern (13), wobei die Lageroberteile (14) über einen Dämpfungswerkstoff (20) mit der Zylinderkopfhaube (1) verbunden sind und wobei die Lageroberteile (14) mittels Schrauben am Zylinderkopf (1) befestigt sind. Um eine vereinfachte Ausführung für eine entkoppelte Verbindung zwischen den Lageroberteilen und der Zylinderkopfhaube (1) zu erreichen, soll die Anpresskraft zwischen der Zylinderkopfhaube (1) und dem Zylinderkopfgehäuse (3) zumindest teilweise über den Dämpfungswerkstoff (20) aufgebracht werden.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Zylinderkopfhaube für Brennkraftmaschinen mit integrierten Lageroberteilen von Nockenwellenlagern, wobei die Lageroberteile über einen Dämpfungswerkstoff mit der Zylinderkopfhaube verbunden sind, und wobei die Lageroberteile mittels Schrauben am Zylinderkopf befestigt sind.
• Aus der DE 196 03 692 A1 ist eine gattungsgemäße Zylinderkopfhaube bekannt. Die integrierten Lageroberteile sind durch Stege zu einem Lagerträger zusammengefasst, der ein tragendes Gerüst für die aus Kunststoff bestehende Zylinderkopfhaube bildet. Außen am Lagerträger ist eine dauerelastische Kunststoffschicht angeschäumt, die zur Verbindung mit der Zylinderkopfhaube auf deren Innenseite aufgebracht ist. Zur Schalldämpfung und -dämmung ist der Kunststoffwerkstoff der Zylinderkopfhaube mit schweren Füllstoffen versehen.
• Die Zylinderkopfhaube erfordert ein aufwendiges Herstellungsverfahren. Außerdem besitzt die Zylinderkopfhaube durch den Einsatz von schweren Füllstoffen im Kunststoffwerkstoff sowie eines Lagerträgers als tragendes Gerüst ein relativ hohes Gewicht.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemässen Zylinderkopfhaube derart auszubilden, dass sie aus nur wenigen Einzelteilen mit geringem Gewicht und auf einfache Weise hergestellt werden kann.
• Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.
• Die erfindungsgemäße Zylinderkopfhaube kann mit geringem Gewicht hergestellt werden, da die Haube gleichzeitig als tragendes Gerüst dient und somit ohne besonderen Lagerträger auskommt.
• Ferner ergibt sich durch die wenigen Einzelteile ein einfaches Herstellungsverfahren, da nur noch die einzelnen Lageroberteile mit der Zylinderkopfhaube durch Umspritzen mit einem Elastomer oder ein anderes bekanntes Verfahren zur Herstellung eines Form- oder Kraftschlusses zwischen der Zylinderkopfhaube und den Lageroberteilen verbunden werden müssen.
• Eine einfache entkoppelte Bauweise wird dadurch erreicht, dass die Zylinderkopfhaube Öffnungen besitzt, deren Querschnitt der Form der Lageroberteile derart angepasst ist, dass diese innerhalb der Öffnungen mit einem umlaufenden Spalt aufgenommen werden. Zur entkoppelten Verbindung wird der Spalt mit einem Elastomer gefüllt.
• Gemäß den Merkmalen des Anspruches 3 bringen die Schrauben zur Lagerbefestigung die Anpresskraft zwischen der Zylinderkopfhaube und dem Zylinderkopfgehäuse zumindest teilweise auf. Hierdurch kann die Anzahl der erforderlichen Befestigungsschrauben klein gehalten werden.
• Eine weitere vorteilhafte Ausbildung ergibt sich, wenn die Zylinderkopfhaube in Haubensegmente geteilt ist, die überwiegend nur die Nockenwellen im Zylinderkopf abdecken. Dabei ist es weiterhin zweckmäßig, wenn die Haubensegmente untereinander durch Stege verbunden sind.
• Schließlich wird eine vereinfachte Lagerhaltung und Montage der Zylinderkopfhaube mit den Maßnahmen gemäß Anspruch 8 erzielt.
• Anhand der Zeichnung soll ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert werden.
• Dabei zeigen:
• 1 eine erfindungsgemäße Zylinderkopfhaube von der Unterseite,
• 2 einen Teilschnitt quer durch ein Haubensegment einer Zylinderkopfhaube in der Ebene eines Lageroberteils mit dem zugehörigen Lagerstuhl im Zylinderkopf in einem Ausschnitt.
• In der Zeichnung ist mit 1 eine Zylinderkopfhaube für eine Brennkraftmaschine bezeichnet, welche zur Abdeckung eines nach oben offenen Steuerraumes 2 in einem nur teilweise gezeigten Zylinderkopfgehäuse 3 der Brennkraftmaschine vorgesehen ist.
• Nicht zu erkennen ist, dass das Zylinderkopfgehäuse 3 zur Lagerung von zwei Nockenwellen ausgebildet ist und für jede Nockenwelle einen eigenen Steuerraum besitzt, wobei die beiden Steuerräume durch einen in der Längsmittelebene des Zylinderkopfes 3 verlaufenden Schacht 4 von einander getrennt sind und von denen in 2 nur der Steuerraum 2 zur Aufnahme einer Nockenwelle teilweise dargestellt ist.
• Entsprechend der Gestaltung des Zylinderkopfes 3 mit zwei getrennten Steuerräumen ist die Zylinderkopfhaube 1 mit zwei einzelnen Haubensegmenten 5 und 6 ausgebildet, von denen das Haubensegment 5 den Steuerraum 2 und das Haubensegment 6 den nicht dargestellten zweiten Steuerraum abdeckt. Beide Haubensegmente 5 und 6 sind untereinander durch Stege 7 sowie an einem längsseitigen Ende durch ein gemeinsames Gehäuse 8 zur Abdeckung des Steuerungsantriebes der Nockenwellen verbunden. Im Ausführungsbeispiel besitzen die Haubensegmente 5, 6 sowie das Gehäuse 8 eine muldenartige Form, welche an den Rändern von einem umlaufenden Flansch 9 für das Haubensegment 5, einem umlaufenden Flansch 10 für das Haubensegment 6 sowie einem Flansch 11 für das Gehäuse 8 eingefasst sind. Alle Flansche 9 bis 11 haben eine gemeinsame Dichtfläche 12 zum dichten Abschluss mit dem Zylinderkopfgehäuse 3. Die Zylinderkopfhaube 1 wird mittels Schrauben, die im Bereich der Flansche 9 bis 11 angeordnet sind für sich am Zylinderkopfgehäuse befestigt.
• Die Lagerung der Nockenwellen im Zylinderkopfgehäuse 3 erfolgt in Nockenwellenlagern, die in Lageroberteile und Lagerunterteile geteilt sind und von denen in 2 beispielhaft ein Nockenwellenlager 13 mit einem Lageroberteil 14 und einem Lagerunterteil 15 dargestellt ist.
• Nicht dargestellt ist, dass die Lagerunterteile mit dem Zylinderkopfgehäuse 3 einteilig durch Gießen hergestellt sind und den Steuerraum 2 in Querrichtung durchsetzen, so dass eine in Längsrichtung des Zylinderkopfgehäuses verlaufende Lagergasse zur Aufnahme der Nockenwelle gebildet wird. Die Lageroberteile sind als einzelne Lagerdeckel ausgeführt, welche an den Lagerunterteilen durch Schrauben befestigt sind. Hiervon sind im Nockenwellenlager 13 die beiden Schraubenbohrungen 16 und 17 zur Aufnahme der Schrauben dargestellt.
• Jedes Nockenwellenlager 13 besitzt eine Lagerbohrung 18, die jeweils hälftig im Lageroberteil 14 und im Lagerunterteil 15 liegt. Die Trennfläche zwischen den Lagerober- 14 und Lagerunterteilen 15 liegt dabei in der Ebene einer Auflagefläche 19 für die Zylinderkopfhaube 1.
• Gemäß der Erfindung sind die einzelnen Lageroberteile 14 an der Zylinderkopfhaube 1 mittels eines Dämpfungswerkstoffes 20 anvulkanisiert. Als Dämpfungswerkstoff kommen dabei alle an sich bekannten und geeigneten elastischen Kunststoffe in Betracht.
• Um hierbei eine relativ stabile Verbindung von Lageroberteilen 14 und Zylinderkopfhaube 1 zu erreichen, hat die Zylinderkopfhaube 1 zur Aufnahme eines jeden einzelnen Lageroberteiles 14 eine Öffnung 21, die im Querschnitt der Form des Lageroberteiles 14 angepasst ist, jedoch um ein vorgegebenes Maß größer als jedes Lageroberteil 14 ausgeführt ist. Aus 1 ist dabei zu erkennen, dass jedes Haubensegment 5, 6 mit beispielsweise vier Öffnungen 21 zur Aufnahme der Lageroberteile 14 ausgeführt ist. Die Öffnungen 21 erstrecken sich dabei in Querrichtung der Zylinderkopfhaube 1 und sind gegenüber jedem Lagerunterteil 15 so positioniert, dass jede Öffnung 21 in einer vertikalen Verlängerung zu dem zugehörigen Lagerunterteil 15 ausgerichtet ist.
• In diese Öffnungen 21 ist jedes Lageroberteil 14 so eingesetzt, dass es mit seiner Schraubfläche 22 frei nach außen ragt und etwa bündig mit der Haubenoberfläche 23 abschließt und dabei zum Rand der Öffnungen hin einen gleichmäßigen Spalt 24 bildet. Zur Verbindung der Lageroberteile 14 mit der Zylinderkopfhaube 1 wird der Spalt 24 mit dem Dämpfungswerkstoff 20 ausgefüllt. Durch den Dämpfungswerkstoff 20 ist jedes Lageroberteil 14 akustisch von der Zylinderkopfhaube 1 entkoppelt, wodurch eine Schalldämpfung zwischen Nockenwellenlagerung 13 und Zylinderkopfhaube 1 erzielt wird.
• Die Öffnungen 21 sind durch Stegwände 25 eingerahmt, welche sich vorzugsweise über die gesamte Höhe 26 der Zylinderkopfhaube 1 erstrecken und welche somit die Lageroberteile 14 in der Höhe weitgehend umschließen. Gemäß 2 ist dabei der Spalt 24 in seiner gesamten Höhe mit dem Dämpfungswerkstoff 20 ausgefüllt. Im Rahmen der Erfindung ist es denkbar, den Spalt 24 auch nur über einen Teil der Höhe mit Dämpfungswerkstoff 20 auszufüllen.
• In Höhe der Haubenoberfläche 23 werden die Öffnungen 21 von je einer Längsrippe 28 überspannt, an welcher das Lageroberteil 14 unter Zwischenschaltung einer Dämpfungsschicht 29 anliegt.
• Die Dichtfläche 12 ist mit einer Dichtung 30 versehen, deren Spur in 1 als strichpunktierte Linie dargestellt ist. Zu erkennen ist, dass die Dichtung 30 die außenliegenden Schraubenbohrungen 16 an deren zur Lagerbohrung weisenden Innenseite und die innenliegenden Schraubenbohrungen 17 an deren Außenseite passiert.
• Für den Zusammenbau wird die Zylinderkopfhaube 1 – nach Einlegen der Nockenwellen in die Lagerunterteile 15 – von oben auf der Auflagefläche 19 abgesetzt, wobei die Lageroberteile 14 und die Lagerunterteilen 15 zueinander fluchtend ausgerichtet sein müssen. Anschließend werden die Lageroberteile 14 mit den Lagerunterteilen von außen verschraubt. Danach erfolgt die Befestigung der Zylinderkopfhaube 1 am Zylinderkopfgehäuse 3, wobei die Dichtung 30 für einen dichten Kontakt zwischen der Dichtfläche 12 an der Zylinderkopfhaube 1 und der Auflagefläche 19 am Zylinderkopfgehäuse 1 sorgt.
• Der Gegenstand der Erfindung ist auf die Ausführung der Zylinderkopfhaube 1 mit zwei Haubensegmenten 5 und 6 nicht beschränkt, sondern sie ist auf alle Formen von Zylinderkopfhauben zur Abdeckung eines Zylinderkopfgehäuse mit zwei oder nur einer Nockenwelle geeignet.

Claims (8)

1. Zylinderkopfhaube (1) für Brennkraftmaschinen mit integrierten Lageroberteilen (14) von Nockenwellenlagern (13), wobei die Lageroberteile (14) über einen Dämpfungswerkstoff (20) mit der Zylinderkopfhaube (1) verbunden sind, und wobei die Lageroberteile (14) mittels Schrauben am Zylinderkopf (1) befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Lageroberteile (14) einzeln oder verbunden ausgeführt sind und der Dämpfungswerkstoff (20) zwischen den Lageroberteilen (14) und der Zylinderkopfhaube (1) eingebracht ist, und dass die Anpresskraft zwischen der Zylinderkopfhaube (1) und dem Zylinderkopfgehäuse (3) zumindest teilweise über den Dämpfungswerkstoff (20) aufgebracht wird.
2. Zylinderkopfhaube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Öffnungen (21) in der Zylinderkopfhaube (1) vorgesehen sind, in denen die Lageroberteile (14) mit einem Spalt (24) aufgenommen sind, wobei der Spalt (24) mindestens teilweise mit dem Dämpfungswerkstoff (20) ausgefüllt ist.
3. Zylinderkopfhaube nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Schrauben zur Lagerbefestigung die Anpresskraft zischen der Zylinderkopfhaube (1) und dem Zylinderkopfgehäuse (3) zumindest teilweise aufbringen.
4. Zylinderkopfhaube nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinderkopfhaube (1) zwischen dem Dämpfungswerkstoff (20) an den Lageroberteilen (14) und der Dichtung (30) entkoppelt angeordnet ist.
5. Zylinderkopfhaube nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, gekennzeichnet durch überwiegend die Nockenwellen abdeckende Haubensegmente (5, 6), wobei ein Haubensegment (5, 6) etwa der Breite eines Lageroberteiles (14) entspricht.
6. Zylinderkopfhaube nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Haubensegmente (5, 6) durch Stege (7) verbunden sind.
7. Zylinderkopfhaube nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass jede Öffnung (21) durch eine im Bereich der Haubenoberfläche (23) angeordnete Längsrippe (28) geteilt ist, an der das Lageroberteil (14) über eine Dämpfungsschicht (29) zusätzlich gehalten ist.
8. Zylinderkopfhaube nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinderkopfhaube (1) und die Lageroberteile (14) durch Einbringen des Dämpfungswerkstoffes (20) zu einer vormontierten Einheit verbunden sind.