DE102012217366A1 - Bearing arrangement for juxtaposed camshafts - Google Patents
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Abstract
Am Zylinderkopf eines Verbrennungsmotors ist ein Kanal ausgebildet, der die Nockenwellen zumindest teilweise aufnimmt. Beidseitig des Kanals sind Auflagerflächen für den Kanal überquerende Lagerbrücken vorgesehen, die mit Bohrungen zur Lagerung der Nockenwelle versehen sind. Innerhalb des Kanals sind Auflagerdome angeordnet, die zusätzliche Auflagerflächen für die Lagerbrücke bilden.A channel is formed on the cylinder head of an internal combustion engine, which at least partially accommodates the camshafts. On both sides of the channel support surfaces are provided for bearing bridges crossing the channel, which are provided with bores for mounting the camshaft. Support domes are arranged within the channel, which form additional support surfaces for the bearing bridge.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf Lageranordnungen für nebeneinander am Zylinderkopf eines Verbrennungsmotors angeordnete Nockenwellen, mit am Zylinderkopf beidseitig eines die Nockenwellen zumindest teilweise aufnehmenden Kanals angeordneten Auflagerflächen, auf denen den Kanal überquerende Lagerbrücken aufgelagert bzw. auflagerbar sind, die in einer Kanallängsrichtung erstreckte Bohrungen zur Lagerung der Nockenwellen aufweisen.The invention relates to bearing assemblies for side by side arranged on the cylinder head of an internal combustion engine camshafts, with the cylinder head on both sides of the camshafts at least partially receiving channel arranged bearing surfaces on which the channel crossing bearing bearings are stored or auflagerbar, extending in a channel longitudinal bores for the storage of Have camshafts.
Zylinderköpfe mit derartigen Lageranordnungen sind grundsätzlich bekannt und werden serienmäßig hergestellt. Die Auflagerflächen sind dabei typischerweise auf am Zylinderkopf angeformten Stegen angeordnet, die den zur zumindest teilweisen Aufnahme der Nockenwellen dienenden Kanal seitlich begrenzt. Cylinder heads with such bearing arrangements are basically known and are produced as standard. The support surfaces are typically arranged on webs integrally formed on the cylinder head, which limits the channel serving for at least partially receiving the camshafts laterally.
Für die Lagerbrücken wird eine möglichst leichte, materialsparende Konstruktion angestrebt, mit der sich eine gussgerechte Gestaltung verwirklichen lässt. Insbesondere ist dabei erwünscht, die Materialstärke der Lagerbrücken im Bereich der Auflagerflächen und zwischen den Lagerbohrungen für die Nockenwellen gering zu halten. Damit geht jedoch der Nachteil einher, dass nur eine vergleichsweise geringe Steifigkeit der Lagerbrücken gewährleistet werden kann und die im Betrieb stark belasteten Nockenwellen entsprechend unpräzise gelagert werden.For the bearing bridges a lightweight, material-saving construction is sought, with which a cast-appropriate design can be realized. In particular, it is desirable to keep the material thickness of the bearing bridges in the area of the bearing surfaces and between the bearing bores for the camshafts low. However, this has the disadvantage that only a comparatively low rigidity of the bearing bridges can be ensured and the heavily loaded during operation camshafts are stored according to imprecise.
Hier setzt die Erfindung an.This is where the invention starts.
Dabei ist es Aufgabe der Erfindung, eine leichte, gleichwohl steife Konstruktion für die Lagerung der Nockenwellen zu schaffen.It is an object of the invention to provide a lightweight, yet rigid construction for the storage of the camshaft.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass jeder Lagerbrücke ein im Kanal angeordneter Auflagerdom zugeordnet ist, der die jeweilige Lagerbrücke zwischen benachbarten Lagerbohrungen der Nockenwellen mit einer an der Lagerbrücke anliegenden zusätzlichen Auflagerfläche unter- bzw. abstützt.This object is achieved in that each bearing bridge is assigned a arranged in the channel support dome, which underlies or supports the respective bearing bridge between adjacent bearing bores of the camshafts with an applied to the bearing bridge additional bearing surface.
Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, am Zylinderkopf zusätzliche Auflagerflächen die Lagerbrücken zu schaffen, so dass deren Gestaltung gussgerecht optimiert werden kann. Da die wünschenswerte Versteifung der Nockenwellenlagerungen erfindungsgemäß durch Maßnahmen am Zylinderkopf erreicht wird, kann die gusstechnisch optimierte Ausgestaltung der Lagerbrücken unverändert bleiben. The invention is based on the general idea, on the cylinder head additional support surfaces to create the bearing bridges, so that their design can be optimized casting. Since the desirable stiffening of the camshaft bearings is achieved according to the invention by measures on the cylinder head, the casting technology optimized design of the bearing bridges can remain unchanged.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Auflagerdom ein fester Teil des Zylinderkopfes und kann dementsprechend zusammen mit dem Zylinderkopf in einer Form gegossen werden. Jedoch ist auch vorstellbar, dass der Auflagerdom als separates Bauteil gefertigt wird und dann mit dem Zylinderkopf verbunden wird, beispielsweise durch Verschraubung oder Verschweißung. According to a preferred embodiment of the invention, the support dome is a fixed part of the cylinder head and accordingly can be cast together with the cylinder head in a mold. However, it is also conceivable that the support dome is made as a separate component and then connected to the cylinder head, for example by screwing or welding.
Unabhängig von der Befestigung des Auflagerdoms am Zylinderkopf wird eine möglichst leichte und steife Ausgestaltung des Auflagerdoms angestrebt. In diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft, wenn der Auflagerdom die Form einer einen im Wesentlichen konstanten Querschnitt aufweisenden Säule hat, an deren Umfang in Säulenlängsrichtung erstreckte Rippen angeformt sind, so dass sich ein kreuz- oder sternförmiger Querschnitt ergibt. Die Höhe der Rippen kann in Richtung zum Säulenfuß, das heißt in Richtung zum Zylinderkopf hin zunehmen.Regardless of the attachment of the support dome on the cylinder head the simplest and most rigid design of the support dome is sought. In this context, it is advantageous if the support dome has the shape of a column having a substantially constant cross section, on the circumference of which ribs which are extended in the longitudinal direction of the column are formed, so that a cross-shaped or star-shaped cross-section results. The height of the ribs may increase toward the pedestal, that is towards the cylinder head.
Grundsätzlich kann der Auflagerdom auch als gebautes Teil ausgebildet sein, beispielsweise in Form einer Säule, an der die vorgenannten Rippen angeschweißt sind.In principle, the support dome can also be designed as a built-up part, for example in the form of a pillar, to which the aforementioned ribs are welded.
Des Weiteren kann der Auflagerdom auch als Hohlkörper ausgebildet sein, um eine gewichtssparende Bauweise zu ermöglichen. Furthermore, the support dome can also be designed as a hollow body in order to enable a weight-saving construction.
Gemäß einer besonders zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung liegen die beidseitig des Kanals angeordneten Auflagerflächen und die durch den Auflagerdom gebildete zusätzliche Auflagerfläche in einer gemeinsamen Ebene, wobei dann an den Lagerbrücken in entsprechender Weise in einer gemeinsamen Ebene liegende Gegenlagerflächen vorgesehen sind.According to a particularly advantageous embodiment of the invention, the both sides of the channel arranged bearing surfaces and formed by the Auflagerdom additional bearing surface lie in a common plane, which are then provided on the bearing bridges in a corresponding manner in a common plane counter-bearing surfaces.
Die Anordnung der Auflagerflächen in einer gemeinsamen Ebene erleichtert die Herstellung, indem die Flächen in einem einzigen Arbeitsgang spanend hergestellt werden können. The arrangement of the bearing surfaces in a common plane facilitates the manufacture by the surfaces can be produced in a single operation by machining.
Grundsätzlich ist es jedoch auch möglich, für die Auflagerflächen unterschiedliche Ebenen vorzusehen bzw. insbesondere die durch den Auflagerdom gebildete zusätzliche Auflagerfläche in einer von den übrigen Auflagerflächen abweichenden Ebene anzuordnen. Dadurch kann verschiedenartigen Platzbedürfnissen bei der Anordnung der Nockenwellen Rechnung getragen werden.In principle, however, it is also possible to provide different levels for the bearing surfaces or, in particular, to arrange the additional bearing surface formed by the bearing dome in a plane deviating from the other bearing surfaces. As a result, various space requirements in the arrangement of the camshaft can be taken into account.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, zwei bzw. mehrere Lagerbrücken miteinander rahmenartig zu verbinden, wobei dann die Lagerbrücken die „Sprossen“ eines leiterartigen Rahmens bilden, dessen zur Verbindung der Lagerbrücken dienende Rahmenglieder dann auf den Auflagerflächen seitlich des Kanals aufgelagert sein können. Eine solche Konstruktion kann den Vorteil bieten, dass der Lagerbrückenrahmen vor seiner Montage am Zylinderkopf ohne Weiteres mit den Nockenwellen bestückt werden kann. Außerdem kann der Rahmen für die Anordnung von Ventiltriebelementen des Verbrennungsmotors vorteilhaft sein, da diese Ventiltriebelemente ebenfalls am Lagerbrückenrahmen vormontiert werden können. According to a further embodiment of the invention can be provided to connect two or more bearing bridges together like a frame, in which case the bearing bridges form the "rungs" of a ladder-like frame, which can then be supported on the bearing surfaces of the side of the channel for connecting the bearing bridges frame members , Such a construction can offer the advantage that the bearing bridge frame before its assembly on the cylinder head can be easily fitted with the camshaft. In addition, the frame may be advantageous for the arrangement of valve train elements of the internal combustion engine, since these valve train elements can also be preassembled on the bearing bridge frame.
Bei den obigen Ausführungen wurde davon ausgegangen, dass jede Lagerbrücke Lagerbohrungen für zumindest zwei Nockenwellen aufweist. Jedoch ist es auch möglich, die Lagerbrücken zu segmentieren, etwa derart, dass jedes Lagerbrückensegment lediglich eine Lagerbohrung für eine Nockenwelle aufweist und sich je zwei Lagerbrückensegmente an einem Auflagerdom überschneiden und gemeinsam am Auflagerdom, etwa mittels Verschraubung, befestigt sind. In the above embodiments, it has been assumed that each bearing bridge has bearing bores for at least two camshafts. However, it is also possible to segment the bearing bridges, such that each bearing bridge segment has only one bearing bore for a camshaft and each overlap two bearing bridge segments on a Auflagerdom and are jointly attached to Auflagerdom, about by means of screwing.
Im Übrigen wird hinsichtlich bevorzugter Merkmale der Erfindung auf die Ansprüche und die nachfolgende Erläuterung der Zeichnung verwiesen, anhand der besonders vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung näher beschrieben werden. Incidentally, with regard to preferred features of the invention, reference is made to the claims and the following explanation of the drawing, are described in detail with reference to the particularly advantageous embodiments of the invention.
Schutz wird nicht nur für dargestellte oder angegebene Merkmalskombinationen sondern auch für prinzipiell beliebige Kombinationen der angegebenen oder dargestellten Einzelmerkmale beansprucht.Protection is claimed not only for illustrated or specified feature combinations but also for any combinations of the specified or illustrated individual features.
In der Zeichnung zeigtIn the drawing shows
Gemäß
Die Lagerbrücken
Um derartige Biegeschwingungen und die damit einhergehende unpräzise Lagerung der Nockenwellen zu vermeiden, ist erfindungsgemäß entsprechend der
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Lagerflächen
Grundsätzlich können jedoch die Lagerflächen
Im Beispiel der
Jedoch ist es auch möglich, die Lagerbrücken
Gemäß
Die
Die Höhe der Rippen
Um eine besonders hochpräzise Ausrichtung der Lagerbrücken
Bei allen zeichnerisch dargestellten Ausführungsformen sind die Stege
Im Übrigen besitzt der Kanal
Jedoch ist es auch denkbar, den Kanal
Die Verschraubungen
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