DE102020007034A1 - Zylinderkopf mit einer Nockenwelle und einem Lager für die Nockenwelle - Google Patents

Zylinderkopf mit einer Nockenwelle und einem Lager für die Nockenwelle Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Zylinderkopf (1) für einen Verbrennungsmotor, umfassend eine Nockenwelle (3) zum Betreiben von Ventilen des Verbrennungsmotors und ein Lager (2) zum Lagern der Nockenwelle (3), wobei die Nockenwelle (3) einen Axiallagerbund (5) zum Positionieren des Lagers (2) auf der Nockenwelle (3) umfasst, und wobei das Lager (2) eine Aufnahme (4) für den für den Axiallagerbund (5), eine erste Ringnut (7) und eine zweite Ringnut (8) zum Führen von Öl umfasst, und wobei die Aufnahme (4) für den Axiallagerbund (5) zwischen der ersten Ringnut (7) und der zweiten Ringnut (8) angeordnet ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Zylinderkopf mit einer Nockenwelle und einem Lager für die Nockenwelle.
  • Die DE102005014449 offenbart ein Lager für eine Nockenwelle, wobei das Lager über ein Innenhochdruckumformverfahren kraftschlüssig mit einem zugehörigen Lagersitz verbunden ist.
  • Ein erfindungsgemäßer Zylinderkopf für einen Verbrennungsmotor umfasst eine Nockenwelle zum Betreiben von Ventilen des Verbrennungsmotors und ein Lager zum Lagern der Nockenwelle. Die Nockenwelle umfasst einen Axiallagerbund zum Positionieren des Lagers auf der Nockenwelle. Das Lager umfasst eine Aufnahme für den Axiallagerbund, eine erste Ringnut und eine zweite Ringnut zum Führen von Öl. Die Aufnahme für den Axiallagerbund ist zwischen der ersten Ringnut und der zweiten Ringnut angeordnet.
  • Im Rahmen der Erfindung zeigte sich, dass Nockenwellen häufig zwei Lagerbünde umfassen, die eine definierte Positionierung eines Nockenwellenlagers auf der Nockenwelle in axialer Richtung ermöglichen. Diese zwei Lagerbünde sind dabei häufig seitlich an axial gegenüberliegenden Enden des Lagers angeordnet. Dies führt aber zu einer unvorteilhaften Reduktion der effektiven Lagerfläche. Alternativ führt es zu einer unvorteilhaften Verlängerung der Nockenwelle, wenn die effektive Lagerfläche nicht reduziert werden soll.
  • Dadurch, dass die Aufnahme für den Axiallagerbund zwischen der ersten Ringnut und der zweiten Ringnut angeordnet ist, wird eine Positionierung des Lagers auf der Lagerwelle in axialer Richtung mit nur einem einzigen Lagerbund ermöglicht. Dies ermöglicht eine vorteilhafte große effektive Lagerfläche ohne eine unvorteilhafte Verlängerung der Nockenwelle.
  • Die abhängigen Ansprüche beschreiben eine vorteilhafte Ausführungsforme der Erfindung.
  • Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel wird anhand der folgenden Figur näher erläutert.
  • 1 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Zylinderkopfs 1 für einen Verbrennungsmotor. Der Zylinderkopf 1 umfasst eine Nockenwelle 3 zum Betreiben von Ventilen des Verbrennungsmotors und ein Lager 2 zum Lagern der Nockenwelle 3. Die Nockenwelle 3 umfasst einen Axiallagerbund 5 zum Positionieren des Lagers 2 auf der Nockenwelle 3. Das Lager 2 umfasst eine Aufnahme 4 für den für den Axiallagerbund 5, eine erste Ringnut 7 und eine zweite Ringnut 8 zum Führen von Öl. Die Aufnahme 4 für den Axiallagerbund 5 ist zwischen der ersten Ringnut 7 und der zweiten Ringnut 8 angeordnet.
  • Der Axiallagerbund 5 ist der einzige Lagerbund auf der Nockenwelle 3 zum Positionieren des Lagers. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Breite des Lagers 2 inklusive des Axiallagerbundes 5 mit X bezeichnet. X ist dabei im Vergleich zu einem in 2 gezeigten herkömmlichen Zylinderkopf vorteilhaft reduziert.
  • Der Axiallagerbund 5 weist eine erste und eine zweite Seite auf. Die erste Seite liegt der zweiten Seite in axialer Richtung gegenüber. Die erste Seite ist direkt benachbart zu der ersten Ringnut 7 und die zweite Seite ist direkt benachbart zur der zweiten Ringnut 8. Die erste Seite des Axiallagerbundes 5 bildet eine Begrenzung der ersten Ringnut 7 aus. Die zweite Seite des Axiallagerbundes 5 bildet eine Begrenzung der zweiten Ringnut 8 aus. Dadurch dass die erste Ringnut 7 und die zweite Ringnut 8 keine weitere Begrenzung in Richtung der ersten Seite bzw. der zweiten Seite benötigen, wird eine Reduktion von Bauraum für den Zylinderkopf 1 ermöglicht.
  • In diesem Ausführungsbeispiel sind für die Fertigung des Zylinderkopfes 1 notwendige Freistiche an der ersten und zweiten Seite des Axiallagerbundes 5 angeordnet. Dies ermöglicht es, dass diese notwendigen Freistiche keine Verlängerung von X zur Folge haben. Bei einem in 2 gezeigten herkömmlichen Zylinderkopf sind die notwendigen Freistiche hingegen benachbart zu den zwei Lagerbünden angeordnet. Dabei ergibt sich eine unvorteilhafte Erhöhung der Länge X.
  • Die erste Ringnut 7 und die zweite Ringnut 8 erstrecken sich radial annährend gleich weit nach außen. In diesem Ausführungsbeispiel sind die erste Ringnut 7 und die zweite Ringnut 8 gleich dimensioniert. Annährend gleich schließt hier Fertigungsungenauigkeiten ein. Dies ermöglicht es, dass die erste Ringnut 7 und die zweite Ringnut 8 gleich große Mengen an Öl aufnehmen können.
  • Die Aufnahme 4 für den Axiallagerbund 5 erstreckt sich radial weiter nach außen als die erste Ringnut 7 und/oder die zweite Ringnut 8. Dadurch wird eine technisch eine Positionierung des Lagers 2 auf der Nockenwelle 3 ermöglicht. In axialer Richtung ergeben sich mit der Aufnahme 4 zwei Begrenzungen, die eine Verschiebung des Axialbundes 5 vermindern und/oder verhindern. Zusätzlich ergibt sich eine Vergrößerung der effektiven Lagerbreite Y + Z im Vergleich zu einem in 2 gezeigten herkömmlichen Zylinderkopf. Dies ermöglicht eine verbesserte Lagerung der Nockenwelle 3.
  • Der Axiallagerbund 5 bildet in Verbindung mit der Aufnahme 4 für den Axiallagerbund 5 eine Abdichtung zwischen der ersten Ringnut 7 und der zweiten Ringnut 8.
  • In diesem Ausführungsbeispiel ergibt sich zwischen der Aufnahme 4 für den Axiallagerbund 5 und dem Axiallagerbund 5 einen in einem Querschnitt U-förmigen Spalt. Dieser Spalt weist eine Spaltlänge und eine Spaltbreite auf. Die Spaltlänge ist im Vergleich zu einem in 2 gezeigten herkömmlichen Zylinderkopf verlängert. Durch eine solche Verlängerung ergibt sich bei sonst gleicher Spaltbreite eine Erhöhung der Abdichtung. Die Abdichtung lässt sich als Produkt der Spaltlänge und der Spaltbreite angeben.
  • Der Zylinderkopf 1 umfasst einen Nockenwellenversteller 6. Die erste Ringnut 7 und die zweite Ringnut 8 sind mit dem Nockenwellenversteller 6 zum Versorgen des Nockenwellenverstellers 6 mit Öl verbunden.
  • In diesem Ausführungsbeispiel werden die erste Ringnut 7 und die zweite Ringnut 8 von zwei Bohrungen A und B im Zylinderkopf 1 mit Öl versorgt. Durch die vorteilhaft hohe Abdichtung zwischen der ersten Ringnut 7 und der zweiten Ringnut 8 ergibt sich auch eine hohe Abdichtung zwischen den beiden Bohrungen A und B. Dies ermöglicht eine gute Versorgung des Nockenwellenverstellers 6 mit Öl. Dies ermöglicht einen dauerhaften, wartungsarmen und effizienten Betrieb des Zylinderkopfes 1.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102005014449 [0002]

Claims (8)

  1. Zylinderkopf (1) für einen Verbrennungsmotor, umfassend eine Nockenwelle (3) zum Betreiben von Ventilen des Verbrennungsmotors und ein Lager (2) zum Lagern der Nockenwelle (3), wobei die Nockenwelle (3) einen Axiallagerbund (5) zum Positionieren des Lagers (2) auf der Nockenwelle (3) umfasst, und wobei das Lager (2) eine Aufnahme (4) für den für den Axiallagerbund (5), eine erste Ringnut (7) und eine zweite Ringnut (8) zum Führen von Öl umfasst, und wobei die Aufnahme (4) für den Axiallagerbund (5) zwischen der ersten Ringnut (7) und der zweiten Ringnut (8) angeordnet ist.
  2. Zylinderkopf (1) nach Anspruch 1, wobei der Axiallagerbund (5) eine erste und eine zweite Seite aufweist, und wobei die erste Seite der zweiten Seite in axialer Richtung gegenüberliegt, und wobei die erste Seite direkt benachbart zu der ersten Ringnut (7) und die zweite Seite direkt benachbart zur der zweiten Ringnut (8) angeordnet ist.
  3. Zylinderkopf (1) nach Anspruch 2, wobei die erste Seite des Axiallagerbundes (5) eine Begrenzung der ersten Ringnut (7) ausbildet, und wobei die zweite Seite des Axiallagerbundes (5) eine Begrenzung der zweiten Ringnut (8) ausbildet.
  4. Zylinderkopf (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sich die Aufnahme (4) für den Axiallagerbund (5) radial weiter nach außen erstreckt als die erste Ringnut (7) und/oder die zweite Ringnut (8).
  5. Zylinderkopf (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sich die erste Ringnut (7) und die zweite Ringnut (8) radial annährend gleich weit nach außen erstrecken.
  6. Zylinderkopf (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Axiallagerbund (5) in Verbindung mit der Aufnahme (4) für den Axiallagerbund (5) eine Abdichtung zwischen der ersten Ringnut (7) und der zweiten Ringnut (8) ausbilden.
  7. Zylinderkopf (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Axiallagerbund (5) der einzige Lagerbund auf der Nockenwelle (3) zum Positionieren des Lagers (2) ist.
  8. Zylinderkopf (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend einen Nockenwellenversteller (6), wobei die erste Ringnut (7) und die zweite Ringnut (8) mit dem Nockenwellenversteller (6) zum Versorgen des Nockenwellenverstellers (6) mit Öl verbunden sind.
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WO2024126520A1 (de) * 2022-12-16 2024-06-20 Rolls-Royce Solutions GmbH Lageranordnung für eine nockenwelle einer verbrennungskraftmaschine sowie kurbelgehäuse mit selbiger

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