DE102010019131A1 - Internal-combustion engine has hollow cam shaft mounted in cylinder head for driving inlet valve or outlet valve through valve gear - Google Patents

Internal-combustion engine has hollow cam shaft mounted in cylinder head for driving inlet valve or outlet valve through valve gear Download PDF

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Abstract

The internal-combustion engine (1) has a hollow cam shaft (3) mounted in a cylinder head (2) for driving inlet valve or outlet valve through a valve gear. The cam shaft has a radial bore (6), which is arranged such that the oil (8,11) is transferred at the valve gear for lubrication during the operation of the internal-combustion engine. An oil mist separator (9) is provided in the cam shaft.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit einer in einem Zylinderkopf gelagerten, hohlen Nockenwelle zum Antrieb von Ein-/Auslassventilen über einen Ventiltrieb gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft außerdem eine Nockenwelle für eine derartige Brennkraftmaschine.The present invention relates to an internal combustion engine with a cylinder head mounted in a hollow camshaft for driving intake / exhaust valves via a valve train according to the preamble of claim 1. The invention also relates to a camshaft for such an internal combustion engine.

Nockenwellen in Brennkraftmaschinen steuern über Nocken und einen zugehörigen Ventiltrieb die Ein- und Auslassventile der Brennkraftmaschine. Um eine einwandfreie Funktion des Ventiltriebes gewährleisten zu können, muss dieser entsprechend geschmiert werden, was bisher vergleichsweise aufwändig und dadurch teuer war.Camshafts in internal combustion engines control the intake and exhaust valves of the internal combustion engine via cams and an associated valve train. To ensure proper operation of the valve train, it must be lubricated accordingly, which was previously relatively complex and therefore expensive.

Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich daher mit dem Problem, für eine Brennkraftmaschine der gattungsgemäßen Art eine verbesserte Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere durch eine vereinfachte Schmierung eines Ventiltriebs auszeichnet.The present invention therefore deals with the problem of providing for an internal combustion engine of the generic type an improved embodiment, which is characterized in particular by a simplified lubrication of a valve train.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This problem is solved according to the invention by the subject matters of the independent claims. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.

Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, eine Schmierung eines Ventiltriebs in einer Brennkraftmaschine auf alternative und gleichzeitig äußerst einfache Weise zu erreichen, indem in einer Nockenwelle der Brennkraftmaschine zumindest eine Radialöffnung, insbesondere eine Radialbohrung, vorgesehen wird, die derart angeordnet ist, dass durch diese beim Betrieb der Brennkraftmaschine Öl, das heißt generell Schmierstoff, gezielt auf den Ventiltrieb zur Schmierung desselben übertragen wird. Die zumindest eine Radialbohrung ist dabei beispielsweise benachbart zu einem Nocken angeordnet, der über eine entsprechende Ventiltriebhebelanordnung auf ein Ein- oder Auslassventil wirkt. Durch die in der Nockenwelle vorgesehene Radialbohrung tritt der sich in der Nockenwelle abscheidende und an einer Innenwandung der Nockenwelle anlagernde Ölfilm aus der Radialbohrung aus und wird von dieser auf den zugehörigen Ventiltrieb geschleudert, so dass die Schmierung des Ventiltriebs ausschließlich durch in der Nockenwelle abgeschiedenes Öl erfolgen kann, welches an den dafür vorgesehenen Radialbohrungen aus dieser austritt. Vorzugsweise kann dabei die durch die zumindest eine Radialbohrung austretende Ölmenge eine bisher separat angeordnete Schmierung des Ventiltriebs komplett ersetzen, so dass auf diese verzichtet werden kann. Das Herstellen derartiger Radialbohrungen, welche beispielsweise symmetrisch um einen Umfang der Nockenwelle herum verteilt angeordnet sind, um Unwuchten zu vermeiden, ist darüber hinaus fertigungstechnisch einfach und dadurch ebenfalls kostengünstig.The present invention is based on the general idea to achieve a lubrication of a valve train in an internal combustion engine in an alternative and at the same time extremely simple manner by at least one radial opening, in particular a radial bore, is provided in a camshaft of the internal combustion engine, which is arranged such that by during operation of the internal combustion engine, oil, that is to say generally lubricant, is specifically transferred to the valve drive for lubrication thereof. The at least one radial bore is arranged, for example, adjacent to a cam, which acts via a corresponding valve train lever arrangement on an inlet or outlet valve. Due to the radial bore provided in the camshaft, the oil film depositing in the camshaft and accumulating on an inner wall of the camshaft exits the radial bore and is thrown from this onto the associated valve drive, so that the lubrication of the valve drive takes place exclusively by oil deposited in the camshaft can, which exits at the designated radial bores from this. In this case, the quantity of oil emerging through the at least one radial bore can replace a previously separately arranged lubrication of the valve drive, so that it can be dispensed with. The production of such radial bores, which are arranged, for example symmetrically distributed around a circumference of the camshaft around to avoid imbalances, is also simple in terms of manufacturing technology and thus also inexpensive.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist in der Nockenwelle zumindest ein Ölabscheider vorgesehen, mit welchem der in der Nockenwelle vorhandene Ölnebel abgeschieden und das abgeschiedene Öl als Film auf einer Innenwandung der Nockenwelle abgelagert wird. Ein derartiger Ölnebelabscheider kann beispielsweise als Zentrifugalabscheider ausgebildet sein und ebenfalls in technisch einfacher Weise innerhalb der Nockenwelle angeordnet werden.In an advantageous development of the solution according to the invention, at least one oil separator is provided in the camshaft, with which the oil mist present in the camshaft is deposited and the separated oil is deposited as a film on an inner wall of the camshaft. Such an oil mist separator may for example be designed as a centrifugal separator and also be arranged in a technically simple manner within the camshaft.

Zweckmäßig ist in der Nockenwelle zumindest eine als Staustufe ausgebildete Manschette vorgesehen, die das abgeschiedene Öl aufstaut. Eine derartige als Staustufe ausgebildete Manschette kann beispielsweise als ein an der Innenwandung der Nockenwelle anliegender Ring ausgebildet sein, der ein Weiterfließen des an der Innenwandung abgeschiedenen Öls in Axialrichtung der Nockenwelle unterbindet, sofern der Ölfilm eine radiale Dicke der Manschette nicht überschreitet. Durch das Vorsehen derartiger Manschetten kann gezielt Einfluss auf die Ölverteilung innerhalb der Nockenwelle genommen werden, so dass bei einem Anordnen einer derartigen Manschette benachbart zu einer der erfindungsgemäßen Radialbohrungen stets gewährleistet ist, dass an der Radialbohrung genügend Öl zur Schmierung des Ventiltriebs zur Verfügung steht. Durch eine unterschiedliche radiale Dicke mehrerer Manschetten kann darüber hinaus direkt Einfluss auf die zur Verfügung stehende Schmiermittelmenge im Bereich der Manschette genommen werden, wodurch wiederum gezielt Einfluss auf die gewünschte Schmierung des Ventiltriebs genommen werden kann.It is expedient to provide at least one sleeve formed as a barrage in the camshaft, which accumulates the separated oil. Such a cuff formed as a barrage may be formed, for example, as a fitting on the inner wall of the camshaft ring, which prevents further flow of the deposited on the inner wall oil in the axial direction of the camshaft, provided that the oil film does not exceed a radial thickness of the sleeve. By providing such collars, it is possible to influence the distribution of oil within the camshaft in a targeted manner, so that, when arranging such a collar adjacent to one of the radial bores according to the invention, it is always ensured that sufficient oil is available for lubricating the valve train at the radial bore. In addition, a different radial thickness of several sleeves can directly influence the amount of lubricant available in the region of the sleeve, which in turn can be used to selectively influence the desired lubrication of the valve drive.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus der Zeichnung und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnung.Other important features and advantages of the invention will become apparent from the dependent claims, from the drawing and from the associated description of the figures with reference to the drawing.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination given, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.A preferred embodiment of the invention is illustrated in the drawing and will be explained in more detail in the following description.

Die einzige 1 zeigt eine Schnittdarstellung durch eine erfindungsgemäße Nockenwelle.The only 1 shows a sectional view through a camshaft according to the invention.

Entsprechend der 1, weist eine erfindungsgemäße Brennkraftmaschine 1 eine in einem Zylinderkopf 2 gelagerte, hohle Nockenwelle 3 zum Antrieb von nicht gezeigten Ein-/Auslassventilen auf. Auf der Nockenwelle 3 sind dabei Nocken 4 angeordnet, die mit Teilen des Ventiltriebes, beispielsweise einem Nockenfolger 5, zusammenwirken. Der Nockenfolger 5 ist dabei Bestandteil des allgemein bekannten Ventiltriebes, der beispielsweise über einen nicht gezeigten Kipphebel das zugehörige Ein- oder Auslassventil betätigt. Erfindungsgemäß weist nun die Nockenwelle 3 zumindest eine Radialöffnung/-bohrung 6, hier zwei Radialbohrungen 6, auf, die derart angeordnet ist, dass durch diese beim Betrieb der Brennkraftmaschine 1 Öl gezielt auf den Ventiltrieb zur Schmierung desselben aufgesprüht werden kann. Unter dem Begriff Radialbohrung 6 ist selbstverständlich jegliche Art von Radialöffnung zu verstehen, so dass eine derartige Radialöffnung nicht ausschließlich durch eine Bohrung erzeugt werden muss.According to the 1 , Has an internal combustion engine according to the invention 1 one in a cylinder head 2 mounted, hollow camshaft 3 to drive not shown inlet / outlet valves. On the camshaft 3 are cams 4 arranged with parts of the valve train, such as a cam follower 5 , collaborate. The cam follower 5 is part of the well-known valve train, for example, actuates the associated inlet or outlet valve via a rocker arm, not shown. According to the invention now has the camshaft 3 at least one radial opening / bore 6 , here are two radial bores 6 , which is arranged such that by this during operation of the internal combustion engine 1 Oil can be selectively sprayed onto the valve gear for lubrication. Under the term radial drilling 6 is of course understood any kind of radial opening, so that such a radial opening must not be generated exclusively by a hole.

Beim Betrieb der Brennkraftmaschine 1 wird die Nockenwelle 3 über ein Antriebszahnrad 7 von der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine 1 angetrieben und auf eine hohe Drehzahl beschleunigt, wodurch sich innerhalb der hohlen Nockenwelle 3 befindlicher Ölnebel als Ölfilm 8 an einer Innenwandung der Nockenwelle 3 niederschlägt. Unterstützt werden kann dies zusätzlich durch zumindest einen Ölnebelabscheider 9, der innerhalb der Nockenwelle 3 angeordnet ist. Zur gezielten Beeinflussung der aus den Radialöffnungen/-bohrungen 6 austretenden Ölmenge kann in der Nockenwelle 3 zumindest eine als Staustufe ausgebildete Manschette 10, 10' vorgesehen sein, die das sich an der Innenmantelfläche der Nockenwelle 3 abgeschiedene Öl, das heißt den dort abgeschiedenen Ölfilm 8, aufstaut. Eine derartige Manschette 10, 10' kann dabei in unmittelbarer Nachbarschaft zu einer Radialbohrung/-öffnung 6 angeordnet sein, so dass der Ölfilm 8 im Bereich der Radialbohrung 6 eine stets ausreichende Dicke aufweist. Bei einer Fließrichtung 12 des Ölfilms 8 innerhalb der hohlen Nockenwelle 3, ist die zumindest eine Manschette 10, 10' stromab der Radialbohrung 6 angeordnet, so dass an der stromaufliegenden Radialbohrung stets genügend Öl zur Schmierung des Ventiltriebes zur Verfügung steht. Eine derartige Manschette 10, 10' kann beispielsweise als Ring ausgebildet und gegen die Innenmantelfläche der Nockenwelle 3 verspannt bzw. gefügt sein. Durch eine unterschiedliche radiale Dicke der Manschette 10, 10' kann die Stärke des sich stromauf davon ansammelnden Ölfilms 8 gezielt beeinflusst werden.During operation of the internal combustion engine 1 becomes the camshaft 3 via a drive gear 7 from the crankshaft of the internal combustion engine 1 driven and accelerated to a high speed, resulting in the hollow camshaft 3 located oil mist as an oil film 8th on an inner wall of the camshaft 3 reflected. This can be additionally supported by at least one oil mist separator 9 inside the camshaft 3 is arranged. For targeted influencing of the radial openings / holes 6 escaping oil can in the camshaft 3 at least one designed as a barrage cuff 10 . 10 ' be provided, which is located on the inner circumferential surface of the camshaft 3 separated oil, that is the deposited there oil film 8th , dammed up. Such a cuff 10 . 10 ' can in the immediate vicinity of a radial bore / opening 6 be arranged so that the oil film 8th in the field of radial drilling 6 always has a sufficient thickness. In a flow direction 12 of the oil film 8th inside the hollow camshaft 3 , that's at least a cuff 10 . 10 ' downstream of the radial bore 6 arranged so that at the upstream radial bore always enough oil for lubrication of the valve train is available. Such a cuff 10 . 10 ' For example, can be designed as a ring and against the inner circumferential surface of the camshaft 3 be braced or joined. By a different radial thickness of the sleeve 10 . 10 ' may be the strength of the oil film accumulating upstream of it 8th be specifically influenced.

Die zumindest eine Radialbohrung/-öffnung 6 kann darüber hinaus derart ausgebildet sein, dass durch diese ein Sprühölfilm 11 auf den Ventiltrieb aufsprühbar ist. Mit der erfindungsgemäßen Nockenwelle 3 lässt sich die Schmierung des Ventiltriebs deutlich vereinfachen und insbesondere auch deutlich kostengünstiger realisieren.The at least one radial bore / opening 6 can also be designed such that through this a spray oil film 11 can be sprayed onto the valve drive. With the camshaft according to the invention 3 allows the lubrication of the valve train significantly simplify and in particular realize much cheaper.

Claims (8)

Brennkraftmaschine (1) mit einer in einem Zylinderkopf (2) gelagerten, hohlen Nockenwelle (3) zum Antrieb von Ein-/Auslassventilen über einen Ventiltrieb, dadurch gekennzeichnet, dass die Nockenwelle (3) zumindest eine Radialbohrung/-öffnung (6) aufweist, die derart angeordnet ist, dass durch diese beim Betrieb der Brennkraftmaschine (1) Öl (8, 11) gezielt auf den Ventiltrieb zur Schmierung desselben übertragbar ist.Internal combustion engine ( 1 ) with one in a cylinder head ( 2 ) mounted, hollow camshaft ( 3 ) for driving intake / exhaust valves via a valve train, characterized in that the camshaft ( 3 ) at least one radial bore / opening ( 6 ), which is arranged such that through the latter during operation of the internal combustion engine ( 1 ) Oil ( 8th . 11 ) is targeted to the valve gear for the lubrication of the same transferable. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Nockenwelle (3) zumindest ein Ölnebelabscheider (9) vorgesehen ist.Internal combustion engine according to claim 1, characterized in that in the camshaft ( 3 ) at least one oil mist separator ( 9 ) is provided. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der Nockenwelle (3) zumindest eine als Staustufe ausgebildete Manschette (10, 10') vorgesehen ist, die abgeschiedenes Öl (8) aufstaut.Internal combustion engine according to claim 1 or 2, characterized in that in the camshaft ( 3 ) at least one cuff designed as a barrage ( 10 . 10 ' ), the separated oil ( 8th ). Brennkraftmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Manschette (10) in unmittelbarer Nachbarschaft zu einer Radialbohrung/-öffnung (6) angeordnet ist.Internal combustion engine according to claim 3, characterized in that the at least one cuff ( 10 ) in the immediate vicinity of a radial bore / opening ( 6 ) is arranged. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Radialbohrung/-öffnung (6) benachbart zu einem Nocken (4) angeordnet ist.Internal combustion engine according to one of claims 1 to 4, characterized in that the at least one radial bore / opening ( 6 ) adjacent to a cam ( 4 ) is arranged. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Radialbohrung/-öffnung (6) derart ausgebildet ist, dass durch diese ein Sprühölfilm (11) auf den Ventiltrieb aufsprühbar ist.Internal combustion engine according to one of claims 1 to 5, characterized in that the at least one radial bore / opening ( 6 ) is designed such that through this a spray oil film ( 11 ) is aufsprühbar on the valve train. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Radialbohrung/-öffnungen (6) vorgesehen sind, die symmetrisch über einen Umfang der Nockenwelle (3) angeordnet sind.Internal combustion engine according to one of claims 1 to 6, characterized in that at least two radial bore (s) ( 6 ) are provided, which are symmetrical over a circumference of the camshaft ( 3 ) are arranged. Nockenwelle (3) mit zumindest einer Radialbohrung/-öffnung (6), die derart ausgebildet ist, dass durch diese ein Sprühölfilm (11) auf einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 aufsprühbar ist.Camshaft ( 3 ) with at least one radial bore / opening ( 6 ), which is designed such that through this a spray oil film ( 11 ) to a valve train of an internal combustion engine ( 1 ) can be sprayed according to one of claims 1 to 7.
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