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Steuergehäuse und Ventilsteuerung für Kolbenbrennkraftmaschinen Die
Erfindung bezieht sich auf ein für Kolbenbrennkraftmaschinen mit kipphebelgesteuerten
Ventilen bestimmtes, auf den Zylinderkopf aufsetzbares Steuergehäuse.
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Es ist vielfach üblich, Kipphebel auf gemeinsamen Achsbolzen, die
durch Stützen od. dgl. getragen werden, zu lagern. Diese Bauart hat allerdings den
Nachteil, daß die Ventilsteuerung aus vielen Einzelteilen gefertigt werden muß,
so daß sowohl die Herstellung als auch die Reparatur entsprechend kostspielig sind.
Auch erweisen sich die bekannten, der Kipphebellagerung dienenden Rohre vielfach
als nicht starr genug, so daß - insbesondere bei hochtourigen Maschinen - diese
Bauweise nicht immer den heutigen Anforderungen genügt.
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Demgegenüber hat sich die Erfindung zum Ziel gesetzt, ein Steuergehäuse
und eine Ventilsteuerung zu schaffen, bei der diese Nachteile nicht auftreten, und
welche als besonderes, äußerst steifes Bauaggregat hergestellt und auf den Zylinderkopf
insbesondere hochtouriger Maschinen aufgesetzt werden kann.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß in einem Steuergehäuse, das
in seiner Formgebung in etwa den bisher üblichen Zylinderkopfdeckeln entspricht,
ein oder mehrere Querstege angeordnet und entlang der oberen Kanten balkenförmige
Träger vorgesehen sind, die sich über seine ganze Länge hinstrecken. Das Steuergehäuse
besteht zweckmäßig aus Druckguß, kann aber auch in einer anderen bekannten und geeigneten
Manier hergestellt sein. Die Träger an den oberen Ecken können beispielsweise durch
Materialverdickungen dargestellt werden. In diesen Trägern sind in an sich bekannter
Weise mit Gewinden versehene Bohrungen vorgesehen oder Buchsen u. dgl. eingegossen.
Die Bohrungen sind dabei zweckmäßig so ausgerichtet, daß sie zur Längsmittelachse
der Kipphebel senkrecht oder nahezu senkrecht stehen. In diesen Bohrungen sind Schraubenbolzen
angeordnet, die mit ihren in das Steuergehäuse hineinragenden, abgerundeten Enden
die Kipphebel allseitig beweglich abstützen. Diese Schraubenbolzen sind an ihrem
anderen Ende außerhalb des Steuergehäuses durch Kontermuttern gesichert. Dadurch
wird eine Nachstellungsmöglichkeit des Ventilspiels erreicht. Die abgerundeten Enden
der Schraubenbolzen greifen in entsprechend geformte Lagerpfannen der Kipphebel
ein. Die Kipphebel liegen mit dem inneren Ende auf den Steuernocken der Nockenwelle
auf.
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Aus dem bisher Gesagten ergibt sich, daß sich die Erfindung auf ein
für Kolbenbrennkraftmaschinen mit obenliegender Nockenwelle und kipphebelgesteuerten
Ventilen bestimmtes, auf den Zylinderkopf aufsetzbares Steuergehäuse bezieht. Von
entscheidender Bedeutung sind bei der Erfindung die drei nachfolgenden Merkmale:
Ein erstes Merkmal sieht vor, daß mindestens eine der Längskanten des Steuergehäuses
durch einen an sich bekannten, balkenförmigen, als Widerlager der Kipphebel dienenden
Längsträger verstärkt ist.
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Gemäß einem zweiten Merkmal der Erfindung bilden der oder die genannten
Längsträger zusammen mit Querwänden des Gehäuses (z. B. den Stirnwänden) bzw. einem
oder mehreren Querstegen, welche der Lagerung der Nockenwelle dienen, ein aus Längs-und
Quergliedern bestehendes Versteifungssystem.
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Das dritte Merkmal besteht darin, daß die Anordnung derart getroffen
ist, daß das Steuergehäuse samt eingebauter Nockenwelle und Kipphebeln vom Zylinderkopf
entfernt bzw. dort angefügt werden kann.
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Die Erfindung besteht nicht in den genannten Einzelmerkmalen, oder
nur deren zwei, als solchen, wohl aber in der vollständigen Vereinigung der drei
Merkmale bei einem Steuergehäuse der genannten Art.
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Zweckmäßig ist das andere Ende des Kipphebels, welches mit dem zu
steuernden Ventil zusammenarbeitet, in an sich bekannter Weise mit einer Aussparung
oder einem Schlitz versehen, in welchem der Ventilschaft geführt ist. Dadurch ist
gewährleistet, daß sich das Ventil während des Betriebes drehen kann. Der Kipphebel
steht ständig mit dem Ventilschaft formschlüssig im Eingriff. Damit wird eine konstruktiv
sehr einfache Führung des Kipphebels erreicht. Die Kipphebel werden also während
des Ventilhubes kraftschlüssig
mit den Schraubenbolzen zwischen
Ventil und Nockenwelle gehalten und ständig mit ihrer Kugelpfanne gegen das abgerundete
Ende der Schraubenbolzen gedrückt. Die kugelige Lagerung bewirkt eine allseitige
Beweglichkeit der Kipphebel, wodurch Einstellschwierigkeiten sicher vermieden werden.
Die Schmierung des Kugelgelenkes erfolgt zweckmäßig durch im Steuergehäuse zerstäubtes
öl. Durch den Abstand zwischen denn Schraubenbolzen und dem Ventilschaft einerseits
und zwischen Schraubenbolzen und Nockenwelle andererseits wird eine Hebelwirkung
der Ventilsteuerung bewirkt, die es gestattet, daß die den Kipphebel betätigenden
Nocken der Nockenwelle kleiner ausgeführt werden können.
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Eine wirksame Kipphebelführung wird auch dadurch erreicht, daß einerseits
die Kipphebel im Bereich ihrer Abstützung gegen das Steuergehäuse glatte Seitenflächen
erhalten und andererseits an den balkenförmigen Trägern des Steuergehäuses Ausnehmungen
vorgesehen werden, deren ebenfalls glatte Seitenflächen mit den Seitenflächen der
Kipphebel zusammenarbeiten. Durch diese Flächenberührung werden die Kipphebel geführt.
Ferner können die Kipphebel dadurch geführt sein, daß ein in etwa U-förmig gebogenes
Federelement (z. B. Blattfeder), das in an sich bekannter Weise mittels Laschen
u. dgl. an den balkenförmigen Trägern des Steuergehäuses befestigt ist, an den glatten
Seitenflächen des Kipphebels anliegt und diesen führt. Schließlich kann der Kipphebel
durch ein Führungsblech geführt sein, das rechtwinkelig gebogen ist. Der eine Schenkel
dieses Führungsbleches ist mit einem Loch vorsehen und wird durch die Kontermutter
des Schraubenbolzens für die Kipphebellagerung, der er gleichzeitig als Unterlegscheibe
dient, an der Oberseite des balkenförmigen Trägers fixiert. Mit seinem anderen Schenkel
ragt es über die freie Kante des balkenförmigen Trägers hinaus. Dieser Schenkel
ist mit einem Schlitz versehen, in welchem der Kipphebel geführt wird.
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Das Steuergehäuse ist, wie schon gesagt, an mindestens einer Stelle
seiner Länge mit einem oder mehreren Querstegen versehen, die ihm eine weitaus größere
Steifigkeit gegen Verformungen und Verwerfungen verleihen. Die Querstege sind weiterhin
so ausgebildet, daß sie als Lagerstellen für die Nockenwelle dienen. Ebenso sind
die beiden Stirnseiten des Gehäuses so ausgebildet, daß sie die Lagerung der Nockenwelle
aufnehmen können, z. B. angegossene Lagerböcke. Damit kann die Nockenwelle zusammen
mit dem Steuergehäuse, ohne ausgebaut werden zu müssen, vom Motorblock abgenommen
werden. Das Steuergehäuse ist an seiner unteren Seite offen und mit Flanschen od.
dgl. versehen, mittels derer sie unter Zwischenschaltung einer geeigneten und bekannten
Dichtung mit Hilfe einer Mehrzahl von Schrauben an der oberen Wandung der Zylinderköpfe,
oder mittels durchgehender Schrauben am Motorblock, befestigt werden. Vorteilhaft
ist es dabei, wenn die Löcher für die Befestigungsschrauben an den Ecken und an
den durch die Querstege verstärkten Stellen des Steuergehäuses angeordnet sind.
Mit dieser Anordnung wird mit Sicherheit vermieden, daß bei der Montage der Nockenwelle
Schwierigkeiten auftreten, die beispielsweise daher rühren könnten, daß die Lagerböcke
für die Nockenwelle ungleichmäßig angezogen werden. An seiner Oberseite weist das
Steuergehäuse Fenster auf, die an ihren Längsseiten durch die balkenförmigen Träger
und an ihren Schmalseiten durch die Querstege bzw. Stirnseitenteile des Steuergehäuses
begrenzt werden. Diese Fenster dienen zur Einstellung der Ventile. Die aus dem Steuergehäuse
herausragenden Enden der Schraubenbolzen für die Kipphebellagerung sowie die Fenster
für die Ventileinstellung und die Enden der Befestigungsschrauben werden durch einen
gemeinsamen Deckel, welcher unter Zwischenschaltung einer Dichtung in an sich bekannter
Weise mittels eines Flansches und/oder einer am Steuergehäuse angegossenen, ringsum
laufenden Schulter; verdeckt bzw. abgedeckt.
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Diese Anordnung gestattet es, die ganze Steuerung der Ventile eines
Motors, enthaltend die Nockenwelle, deren Lagerungen, die Kipphebel, deren Lagerungen
und Nachstellvorrichtungen sowie die Mittel zur Schmierung des Systems als einheitliches
Bauaggregat zu fertigen. Dabei wird mit einem Minimum an Bauteilen und Bearbeitungsaufwand
eine Ventilsteuerung erreicht, deren störungsfreies Funktionieren gewährleistet
ist.
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Die Erfindung ist in der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt.
Es zeigt Fig.I das neue Steuergehäuse von oben gesehen, Fig.II einen Querschnitt
durch das erfindungs gemäße Steuergehäuse, Fig.III einen Längsschnitt durch das
erfindungsgemäße Steuergehäuse, Fig. IV eine besondere Möglichkeit der Kipphebel
führung, Fig. V einen Querschnitt nach der Linie A-B in Fig. VI und Fig. VI eine
weitere Möglichkeit der Kipphebelführung.
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Auf der oberen Wandung des Zylinderkopfes 1 wird unter Zwischenschaltung
einer Dichtung 2 ein Steuergehäuse 3 durch Schrauben 4 befestigt.
Das Steuergehäuse 3 ist an seinen beiden oberen Längskanten durch die balkenförmigen
Träger 5 verstärkt. In diesen Trägern 5, die sich über die ganze Länge des Steuergehäuses
3 erstrecken, sind die Bohrungen 6 vorgesehen, die zu den Längsmittelachsen der
Kipphebel 7 senkrecht stehen. In diesen Bohrungen 6 sind die Schraubenbolzen
8 angeordnet, die an Ihrem # in das Steuergehäuse 3 hineinragenden Ende 9
abgerundet sind und die die Kipphebel 7 allseitig beweglich abstützen. Die Schraubenbolzen
8 sind an ihrem anderen Ende 10 durch die Muttern 11 gegen ein selbsttätiges
Verdrehen gesichert. Die abgerundeten Enden 9 der Schraubenbolzen 8 greifen
in entsprechend geformte Lagerpfannen 12 der Kipphebel 7. Die Kipphebel
7 liegen mit ihrem inneren Ende 13 auf der Nockenwelle 14 auf. Das
andere Ende 15, das mit dem Ventil 16 zusammenarbeitet, weist einen Schlitz
17 auf, mit dem der Ventilschaft formschlüssig zusammenarbeitet. Das Ventil 16 steht
selbst unter der Last der Ventilfeder 18.
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Die Kipphebel 7 können auch dadurch geführt werden, daß sie
im Bereich ihrer Abstützung gegen das Steuergehäuse 3 glatte Seitenflächen
28 erhalten und an den Trägern 5 des Steuergehäuses 3 Ausnehmungen 30 vorgesehen
sind, deren glatte Seitenflächen 29
mit den Seitenflächen 28 der Kipphebel
7 zusammenarbeiten und diese führen. Ferner können die &pphebel durch
ein rechtwinkelig gebogenes Führungsblech 31 geführt sein, das gleichzeitig
dem Schraubenbolzen 8 als Unterlegscheibe dient und das mit dem den Führungsschlitz
tragenden Ende über die freie Kante des balkenförmigen Trägers 5 herausragt.
Das
Steuergehäuse 3 ist an mindestens einer Stelle seiner Länge mit einem Quersteg 19
versehen. Dieser Quersteg weist ein. Lager 20 auf, das zur Lagerung der Nockenwelle
14 dient. Ferner sind hier die Bohrungen 21 angeordnet, die zur Befestigung
des Steuergehäuses auf der oberen Wandung des Zylinderkopfes 1 mittels der Schrauben
4 dienen. Sinngemäß in ähnlicher Weise sind die beiden Stirnwände 22 des
Steuergehäuses 3 gestaltet. An seiner Oberseite weist das Steuergehäuse 3 Fenster
23 auf, die zum Einbau der Kipphebel 7 dienen. In seinem oberen Bereich ist
das Steuergehäuse 3 mit einer rundumlaufenden Schulter 24 versehen, auf die
sich unter Zwischenschaltung der Dichtung 25 der Deckel 26 abstützt, der
durch die Schrauben 27 befestigt wird.
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Zu den nachfolgenden Patentansprüchen wird bemerkt, daß für die Gegenstände
der Unteransprüche ein vom Hauptgedanken der Erfindung (Anspruch 1) losgelöster
Schutz nicht begehrt ist.