DE10209131A1

DE10209131A1 - Brennkraftmaschine mit Pumpe-Düse-Elementen

Info

Publication number: DE10209131A1
Application number: DE2002109131
Authority: DE
Inventors: Andreas Schueller
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2002-03-01
Filing date: 2002-03-01
Publication date: 2003-09-11

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeuges mit einem Zylinderkopf (12), der folgendes aufweist: zylinderindividuelle Pumpe-Düse-Elemente, einen Ventiltrieb mit wenigstens einer Nockenwelle (32) zum Betätigen von Gaswechselventilen und mit Schwinghebeln (36) zum Betätigen der Pumpe-Düse-Elemente, wobei zum Lagern der wenigstens einen Nockenwelle (32) geteilte Nockenwellenlager mit jeweiligen Paaren aus Lagerbrücke (16) und Lagerstuhl (14) vorgesehen sind, eine Schwinghebelwelle (34), auf der die Schwinghebel (36) gelagert sind, und Lagerböcke (18) zum Lagern der Schwinghebelwelle (34). Hierbei ist ein Nockenwellenlagerrahmen (10) vorgesehen, welcher einstückig alle Lagerbrücken (16) der Nockenwellenlager und zusätzlich einstückig alle Lagerböcke (18) zum Lagern der Schwinghebelwelle (36) aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeuges mit einem Zylinderkopf, der folgendes aufweist, zylinderindividuelle Pumpe-Düse-Elemente, einen Ventiltrieb mit wenigstens einer Nockenwelle zum Betätigen von Gaswechselventilen und mit Schwinghebeln zum Betätigen der Pumpe-Düse-Elemente, wobei zum Lagern der wenigstens einen Nockenwelle geteilte Nockenwellenlager mit jeweiligen Paaren aus Lagerbrücke und Lagerstuhl vorgesehen sind, eine Schwinghebelwelle, auf der die Schwinghebel gelagert sind, und Lagerböcke zum Lagern der Schwinghebelwelle, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Die gattungsbildende EP 0 866 215 A1 beschreibt einen Ventiltrieb mit auf einem Zylinderkopf obenliegenden Nockenwellen, bei denen eine erste Nockenwelle nur die Gaswechselventile und eine zweite Nockenwelle nur die Pumpe-Düse-Elemente betätigt. Zur Lagerung von Wellen für Schwinghebel, welche die Gaswechselventile und die Pumpe-Düse-Elemente betätigen, sind mehrere Lagerböcke vorgesehen, die einstückig mit dem Zylinderkopf ausgebildet sind. Zusätzlich sind einstückig mit dem Zylinderkopf mehrere Nockenwellenlager ausgebildet, durch die die Nockenwellen zur Montage seitlich eingeschoben werden. Hierdurch ergibt sich jedoch eine aufwendige Montage. Auch ist es nachteilig, dass bei Wartungsarbeiten oder Reparatur am Ventiltrieb der Zylinderkopf vollständig ausgebaut werden muss.
Aus der EP 0 890 713 A2 ist eine Brennkraftmaschine mit Zylinderkopf bekannt, bei der ein auf den Zylinderkopf aufgesetzter Lagerrahmen für zwei Nockenwellen vorgesehen ist. Eine Teilungsebene zwischen Lagerrahmen und Zylinderkopf ist im Bereich eine Drehachse der Nockenwellen angeordnet. Der Lagerrahmen umfasst einstückig Lagerdeckel von Nockenwellenlagern.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Brennkraftmaschine der obengenannten Art bzgl. Montageaufwand und Teilevielfalt zu vereinfachen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Brennkraftmaschine der o. g. Art mit den in Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Dazu ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass ein Nockenwellenlagerrahmen vorgesehen ist, welcher einstückig alle Lagerbrücken der Nockenwellenlager und zusätzlich einstückig alle Lagerböcke zum Lagern der Schwinghebelwelle aufweist.
Dies hat den Vorteil, dass weniger Bauteile für die Lagerung des Ventiltriebes erforderlich sind und gleichzeitig der Nockenwellenlagerrahmen eine ebene Dichtfläche für eine darüber angeordnete Zylinderkopfhaube zur Verfügung stellt. Dies vermeidet im Bereich der Dichtfläche der Zylinderkopfhaube sogen. "Drei-Länder-Ecken", an denen eine Abdichtung nur mit großem Aufwand hergestellt werden kann. Lagergassen für Anlagen der Schwinghebel können einfacher maßgenau gearbeitet werden, da hierfür nicht der vollständige Zylinderkopf zu handhaben ist, sondern lediglich der wesentlich kleinere und leichtere Nockenwellenlagerrahmen.
Zweckmäßigerweise sind die Lagerstühle der Nockenwellenlager einstückig mit dem Zylinderkopf ausgebildet.
Zum Herstellen einer genauen Lage zwischen den Pumpe-Düse-Elementen und den jeweils zugeordneten Schwinghebeln weist der Nockenwellenlagerrahmen einstückig seitliche Führungen für jeden Schwinghebel auf.
Zum weiteren Reduzieren von separaten Bauteilen weist der Nockenwellenlagerrahmen zusätzlich einstückig wenigstens eine Befestigungseinrichtung, insbesondere Befestigungsauge oder Gewindebohrung, für wenigstens ein Nebenaggregat, wie beispielsweise eine Tandempumpe, insbesondere eine Unterdruck-Kraftstoffpumpe, und/oder wenigstens ein Anbauteil, wie beispielsweise ein Zahnriemenschutzabdeckteil, eine Halterung für einen Nockenwellensensor, eine Halterung für einen AGR-Kühler und/oder einen Kabelkanal, auf.
In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist der Nockenwellenlagerrahmen einstückig einen Durchführungsflansch für eine Kabeldurchführung auf. Hierbei ist der Durchführungsflansch zweckmäßigerweise zur Aufnahme eines Zentralsteckers ausgebildet.
Zum Ausbilden einer Dichtung weist der Nockenwellenlagerrahmen an einer dem Zylinderkopf zugewandten Dichtfläche zweckmäßigerweise eine umlaufende Nut auf.
Weitere Merkmale, Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, sowie aus der nachstehenden Beschreibung der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen. Diese zeigen in
Fig. 1 eine bevorzugte Ausführungsform eines Nockenwellenlagerrahmens für einen Zylinderkopf einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine in Vorderansicht,
Fig. 2 in Rückansicht,
Fig. 3 in einer ersten Seitenansicht,
Fig. 4 in Draufsicht,
Fig. 5 in einer weiteren Draufsicht mit montierten Schwinghebeln sowie Schwinghebelachse und
Fig. 6 in perspektivischer Ansicht und
Fig. 7 einen Ausschnitt des Nockenwellenlagerrahmen in Schnittansicht mit montierten Schwinghebeln und Schwinghebelachse.
Die Fig. 1 bis 4 zeigen eine bevorzugte Ausführungsform eines Nockenwellenlagerrahmens 10 für einen Zylinderkopf 12 einer erfindungsgemäßen, ansonsten nicht näher dargestellten Brennkraftmaschine. Der Nockenwellenlagerrahmen 10 ist auf den Zylinderkopf 12 aufgesetzt. Jeweilige Lagerstühle 14 für Nockenwellenlager sind einstückig mit dem Zylinderkopf 12 ausgebildet und zugehörige Lagerbrücken 16 sind einstückig mit dem Nockenwellenlagerrahmen 10 ausgebildet, so dass durch das Aufsetzten des Nockenwellenlagerrahmen 10 auf den Zylinderkopf 12 alle Nockenwellenlager hergestellt werden. Hierbei ist es nicht erforderlich, dass die Nockenwellen seitlich durch miteinander fluchtende Nockenwellenlager hindurch geschoben werden. Vielmehr können zur Montage der Nockenwellen, diese in die Lagerstühle 14 des Zylinderkopfes 12 eingelegt werden. Anschließend wird der Nockenwellenlagerrahmen 10 aufgesetzt. Zusätzlich umfasst der Nockenwellenlagerrahmen 10 einstückig mehrere Lagerböcke 18 für eine Schwinghebelwelle für Schwinghebel, welche jeweils ein Pumpe-Düse-Element betätigen.
Die Lagerböcke 18 für die Schwinghebelwelle sind dabei derart ausgebildet, dass für jeden Schwinghebel seitliche Anschläge 19 (Fig. 4) ausgebildet sind. Hierdurch können zusätzliche Maßnahmen zur seitlichen Fixierung der Schwinghebel auf der Schwinghebelwelle, wie beispielsweise Sprengringe, entfallen.
Der Nockenwellenlagerrahmen 10 sowie der Zylinderkopf 12 umfassen an ihrer Vorderseite bzw. zahnriemenseitig (Fig. 1) zusätzlich einstückig Befestigungseinrichtungen 20 in Form von Anschraubungen zum Befestigen eines nicht dargestellten Zahnriemenschutzes. An deren Rückseite (Fig. 2) sind ebenfalls einstückig Befestigungseinrichtungen 22 in Form von Anschraubungen zum Befestigen einer nicht dargestellten Kraftstoffpumpe, beispielsweise einer Tandempumpe, ausgebildet. Seitlich am und einstückig mit dem Nockenwellenlagerrahmen 10 sind Befestigungseinrichtungen 24 in Form von Anschraubungen zum Befestigen eines nicht dargestellten Halters, beispielsweise für einen Nockenwellensensor oder einen AGR- Kühler, ausgebildet. Der Nockenwellenlagerrahmen 10 weist ferner einstückig Befestigungseinrichtungen 26 (Fig. 4) in Form von Anschraubungen für einen nicht dargestellten Kabelkanal auf. Wie insbesondere aus Fig. 4 ersichtlich, ist an der Seite mit den Befestigungen 22 für die Kraftstoffpumpe einstückig mit dem Nockenwellenlagerrahmen 10 ein Durchführungsflansch 28 zur Aufnahme eines nicht dargestellten Zentralsteckers für eine Kabeldurchführung ausgebildet. Am Durchführungsflansch 28 sind Rastmittel 30 für den Zentralstecker ausgebildet, welcher in den Rastmitteln 30 mittels Federklemmung verrastet. In dem Kabelkanal verlaufende Kabel münden in den Zentralstecker und werden auf diese Weise durch den Durchführungsflansch 28 hindurch nach außen geführt, wo ein entsprechender, nicht dargestellter Kupplungsstecker mit dem Zentralstecker zusammensteckbar ist, so dass ausgehend von dem Kupplungsstecker die Kabel außen weiter geführt sind. Gleichzeitig drückt der Kupplungsstecker den Zentralstecker an, so dass der Zentralstecker von innen an dem Durchführungsflansch 28 des Nockenwellenlagerrahmen 10 anschlägt und dort verrastet.
Fig. 5 bis 7 veranschaulichen den Nockenwellenlagerrahmen 10 teilweise montiert mit Nockenwelle 32, Schwinghebelwelle 34, Schwinghebeln 36 und Pumpe-Düse- Elementen 38. Die Schwinghebelwelle 34 ist mittels Schrauben 35 auf den Lagerböcken 18 befestigt. Aus Fig. 7 geht die Ausbildung der seitlichen Anschläge 19 der Lagerböcke 18 und deren Zusammenwirken mit den Schwinghebeln 36 hervor. Die Anschläge 19 begrenzen eine axiale Bewegung der Schwinghebel 36. Diese axiale Begrenzung bzw. Führung wird mit dem Aufsetzen der Schwinghebel 36 auf die Schwinghebelwelle 34 ohne zusätzliche Maßnahmen sofort hergestellt.
An einer Dichtfläche 40 zwischen Nockenwellenlagerrahmen 10 und Zylinderkopf 12 eine umlaufende Nut 42 ausgebildet. Diese wird nach dem Zusammenfügen von Nockenwellenlagerrahmen 10 und Zylinderkopf 12 mit einer Dichtmasse, beispielsweise einem anaeroben Dichtmittel, gefüllt, die nach dem Einspritzen in die Nut 42 erhärtet, so dass eine besonders gute Abdichtung hergestellt ist.

Claims

1. Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeuges mit einem Zylinderkopf (12), der folgendes aufweist, zylinderindividuelle Pumpe-Düse-Elemente (38), einen Ventiltrieb mit wenigstens einer Nockenwelle (32) zum Betätigen von Gaswechselventilen und mit Schwinghebeln (36) zum Betätigen der Pumpe-Düse- Elemente (38), wobei zum Lagern der wenigstens einen Nockenwelle (32) geteilte Nockenwellenlager mit jeweiligen Paaren aus Lagerbrücke (16) und Lagerstuhl (14) vorgesehen sind, eine Schwinghebelwelle (34), auf der die Schwinghebel (36) gelagert sind, und Lagerböcke (18) zum Lagern der Schwinghebelwelle (34), dadurch gekennzeichnet, dass ein Nockenwellenlagerrahmen (10) vorgesehen ist, welcher einstückig alle Lagerbrücken (16) der Nockenwellenlager und zusätzlich einstückig alle Lagerböcke (18) zum Lagern der Schwinghebelwelle (36) aufweist.

2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerstühle (14) der Nockenwellenlager einstückig mit dem Zylinderkopf (12) ausgebildet sind.

3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Nockenwellenlagerrahmen (10) einstückig seitliche Führungen (19) für jeden Schwinghebel (36) aufweist.

4. Brennkraftmaschine nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Nockenwellenlagerrahmen (10) zusätzlich einstückig wenigstens eine Befestigungseinrichtung (20, 22, 24, 26) für wenigstens ein Nebenaggregat und/oder wenigstens ein Anbauteil aufweist.

5. Brennkraftmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungseinrichtung (20, 22, 24, 26) als Befestigungsauge oder Gewindebohrung ausgebildet sind.

6. Brennkraftmaschine nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Nebenaggregate eine Tandempumpe, insbesondere eine Unterdruck-Kraftstoffpumpe, ist.

7. Brennkraftmaschine nach wenigstens einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Anbauteil ein Zahnriemenschutzabdeckteil, eine Halterung für einen Nockenwellensensor, eine Halterung für einen EGR-Kühler oder ein Kabelkanal ist.

8. Brennkraftmaschine nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Nockenwellenlagerrahmen (10) einstückig einen Durchführungsflansch (28) für eine Kabeldurchführung aufweist.

9. Brennkraftmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchführungsflansch (28) zur Aufnahme eines Zentralsteckers ausgebildet ist.

10. Brennkraftmaschine nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Nockenwellenlagerrahmen (10) an einer dem Zylinderkopf (12) zugewandten Dichtfläche (40) eine umlaufende Nut (42) aufweist.