DE1272623B

DE1272623B - Nockenwellen- und Ventilstoessellagerung am Zylinderblock von mehrzylindrigen Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE1272623B
Application number: DEM64030A
Authority: DE
Original assignee: Motoren Werke Mannheim AG
Current assignee: Caterpillar Energy Solutions GmbH
Priority date: 1965-02-04
Filing date: 1965-02-04
Publication date: 1968-07-11

Description

Nockenwellen- und Ventilstößellagerung am Zylinderblock von mehrzylindrigen Brennkraftmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf eine Nockenwellen-und Ventilstößellagerung, die am Zylinderblock von mehrzylindrigen Brennkraftmaschinen mit Reihenanordnung der Zylinder in rohrförmigen Partien befestigt ist und aus mehreren lösbar miteinander verbundenen im wesentlichen rohrförmig ausgebildeten Teilen besteht.
Bekannte Nockenwellenlagerungen der vorgenannten Art sind an einer Innenwand von offenen muldenförmigen Räumen von Zylinderblöcken angebracht, die durch einen besonderen Abschlußdeckel verschlossen sind. Diese Anbringungsart ergibt eine aufwendige stellenweise doppelwandige Zylinderblockbauweise und außerdem gewisse Schwierigkeiten bei der lagegenauen Anbringung der Lagerung. Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Vermeidung dieser Nachteile.
Diese Aufgabe wird an einer Nockenwellen- und Ventilstößellagerung der eingangs beschriebenen Art dadurch gelöst, daß die rohrförmig ausgebildeten Teile stirnseitig aneinander anschließen und an äußeren Stirnflächen des Zylinderblockes befestigt sind und daß die Enden der Teile in geteilten, von je einem rohrschellenartigen Halteglied und dem Zylinderblock gebildeten Bohrungen eingespannt sind, wobei die Teilfugen zwischen den einzelnen Teilen innerhalb der Bohrungen liegen.
Durch diese Art der Befestigung ist sowohl eine lagegenaue zentrierte Befestigung als auch eine Abdichtung der Teilfugen zwischen den einzelnen rohrförmigen Teilen möglich, ohne daß die leichte und einfache Ausführung aufgegeben werden muß, bei der die Lagerwände von den rohrförmigen Partien gebildet werden. Der besondere Abschlußdeckel der bekannten Ausführungen und die damit verbundene zweite Zylinderblockwand können daher wegfallen.
Bei einer weiteren bekannten Nockenwellenlagerung ist ein an einzeln stehenden Zylindern eines Reihenmotors angeschraubter aus mehreren Stücken bestehender Trog vorgesehen, in den einzelne geteilte Traglager von oben her eingesetzt sind. Die einzelnen Stücke des Troges sind mit Hilfe von Flanschen stirnseitig miteinander verbunden. Auf diese Weise ist zwar eine einigermaßen zufriedenstellende Abdichtung der Teilfugen, aber keine einwandfreie Zentrierung möglich. Die erfindungsgemäße Lösung vermeidet auch diesen Nachteil.
Schwer herzustellende Doppelpassungen werden gemäß einem den Gegenstand der Erfindung weiter ausbildenden Merkmal dadurch vermieden, daß an den äußeren Stirnseiten der Lagerung plattenförmige Anschlußstücke vorgesehen sind, die an Stirnflächen des Zylinderblockes befestigt sind und Bohrungen aufweisen, in denen die rohrförmigen Teile gegebenenfalls unter Zwischenschaltung von Lagerschilden geführt sind.
Der übliche schrägverzahnte Zahnradantrieb der Nockenwelle läßt sich ohne Schwierigkeiten ausführen, wenn die zwischen den Anschlußstücken und dem jeweils benachbarten rohrförmigen Teil liegenden Lagerschilde ein Endlager enthalten, das zur Aufnahme axialer und/oder radialer Kräfte dient. Dieses Endlager nimmt den Axialschub des schrägverzahnten Antriebsrades auf. Es kann so ausgebildet werden, daß die Nockenwelle, wie bei umsteuerbaren Maschinen üblich, in Längsrichtung verschoben werden kann. Wenn das andere Endlager, das nur radiale Kräfte aufnimmt, in einem Lagerträger liegt, können die einzelnen Rohrstücke unter sich gleich sein.
Eine einwandfreie Abdichtung der Teilfugen wird vorteilhaft dadurch bewirkt, daß die Teilfugen im Bereich der Halteglieder von einem Ring überbrückt werden, der über zylindrische, mit Dichtgliedern versehene Endzapfen der rohrförmigen Teile greift.
Eine genaue Einstellung von Stößelrollen wird vorteilhaft dadurch erreicht, daß gesondert eingesetzte Stößelführungen an ihrer äußeren Seite eine in Maschinenlängsrichtung verlaufende Anschlagfläche aufweisen, an die Leisten angeschraubt sind, die mindestens zwei Stößelführungen verbinden und die Parallelstellung der Achsen von Nockenwelle und Stößelrollen bewirken.
Eine genaue Winkellage der Stößelachse in bezug auf Verdrehung um die Nockenwellenachse wird dadurch eingehalten, daß die Leisten im Bereich der Halteglieder unter Zwischenlage eines Distanzstückes an den Zylinderblock geschraubt sind.
Zweckmäßig wird jeder Lagerstelle Schmieröl durch eine außen an der Nockenwellenlagerung entlanggeführte Verteilerleitung zugeführt und sind ein oder mehrere Wellenzapfen mit Verteilerbohrungen versehen, die in einer oder mehreren Stellungen der Nockenwelle kurzzeitig eine Verbindung zwischen der Verteilerleitung und einer oder mehreren Ölzufuhrleitungen zur Kipphebelschmierung herstellen.
Ein unbehinderter Abfluß des aus den Lagerstellen austretenden Schmieröls wird zweckmäßig dadurch erleichtert, daß an jeder Lagerstelle der rohrförmigen Teile an der Unterseite derselben ein Ölableit- oder Überleitkanal vorgesehen ist.
Eine gute Handlichkeit bei Bearbeitung und Montage ergibt sich, wenn jedes rohrförmige Teil zwei Zylinder der Brennkraftmaschine überdeckt sowie zwei Lagerstellen enthält.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
F i g. 1 zeigt einen Längsschnitt durch die antriebsseitige Partie und eine Trennfuge der Nockenwellenlagerung; F i g. 2 zeigt einen Querschnitt längs der Linie II-II in F i g. 1, der durch die Halteglieder gelegt ist; F i g. 3 zeigt einen Schnitt durch das dem Antrieb fernliegende Anschlußstück und den zugehörigen Lagerträger; F i g. 4 zeigt einen Querschnitt längs der Linie IV-IV in F i g. 1, der durch eine Lagerstelle gelegt ist. Die Nockenwelle 1 ist mit ihren Wellenzapfen 2 in Bohrungen der rohrförmigen Teile 3 ohne Zwischenlage von Lagerschalen gelagert. Die rohrförmigen Teile 3 überdecken jeweils zwei Zylinder der nicht gezeigten Dieselmaschine und enthalten jeweils zwei Lagerstellen 4. An den äußeren Stirnseiten der Lagerung liegen Anschlußstücke 5 und 6, die an Stirnflächen 7 und 8 des Zylinderblockes 9 (F i g. 2 und 3) befestigt sind. Das Anschlußstück 5 ist der Räderkasten, der das schrägverzahnte Antriebszahnrad 10 und weitere nicht dargestellte Zahnräder enthält. Das Anschlußstück 6 ist eine flache Platte, die an der Stirnfläche 7 durch Schrauben befestigt ist, deren Mittellinien mit 11 bezeichnet sind. Auf dem Anschlußstück 6 sitzt ein Deckel 12, der einen beliebigen nicht dargestellten Hilfsantrieb, beispielsweise einen Tachometerantrieb, aufnehmen kann. Zwischen dem Räderkasten 5 und dem benachbarten rohrförmigen Teil 3 liegt der Lagerträger 13, der mit Hilfe von Schrauben 14 an dem Räderkasten 5 befestigt ist. Er nimmt ein aus zwei Lagerbüchsen 15 und der Wellenhülse 16 bestehendes Radiallager und ein Axiallager auf, das aus einem Bund 17 der Hülse 16 und aus den Segmenten 18 besteht. Das Zahnrad 10 ist mit Hilfe der Radscheibe 19 mit der Hülse 16 verbunden, die das Drehmoment über eine Keilverzahnung auf die Nokkenwelle 1 überträgt. An der Stirnseite der Scheibe 19 kann ein weiterer nicht dargestellter Hilfsantrieb, beispielsweise ein Anlaßluftverteiler, angebracht sein. Die Zwischenbüchse 20 fehlt in dem nicht dargestellten Fall einer längsverschiebbaren Nockenwelle 1 einer direkt umsteuerbaren Dieselmaschine. In diesem Fall sind die Nocken 21 doppelt vorhanden. Zwischen dem Anschlußstück 6 und dem benachbarten rohrförmigen Teil 3 liegt der Lagerträger 22, der zusammen mit dem darin laufenden Wellenzapfen 2 ein Radiallager bildet. Die einzelnen rohrförmigen Teile 3 sind mit Hilfe von rohrschellenartigen Haltebügeln 23 und halbkreisförmig ausgesparten Vorsprüngen 24, die aus einer Seitenwand 25 des Zylinderblockes 9 herauswachsen, eingespannt. Die Halteglieder 23 und 24 umfassen mit ihren Bohrungen die Stellen, an denen die Teilfugen 26 zwischen den einzelnen rohrförmigen Teilen liegen. Die rohrförmigen Teile 3 sind mit zylindrischen Endzapfen 27 versehen, die Ringnuten aufweisen, in denen O-Ringe 28 zum Zwecke der Abdichtung liegen. Die rohrförmigen Teile 3 sind in bezug auf die Endzapfen 27 gleich ausgebildet, so daß nur eine Größe der O-Ringe benötigt wird. Die Teilfugen 26 werden zum Zweck der Abdichtung von einem Ring 29 überbrückt, der über die Endzapfen 27 und die O-Ringe 28 greift. Die Halteglieder 23 und 24 werden durch Schrauben 30 zusammengehalten. In jedes rohrförmige Teil 3 sind bei dem dargestellten Beispiel jeweils vier Stößelführungen 31 eingesetzt, an deren Vorderseite sich bearbeitete Anschlagflächen 32 befinden, an die mit Hilfe von Schrauben 33 Leisten 34 angeschraubt sind, die je zwei Stößelführungen 31 miteinander verbinden. Die Leisten 34, die über die Halteglieder 23 greifen, werden unter Zwischenlage eines Distanzstückes 35 mit Hilfe der Schraube 36 an die Stirnfläche der Vorsprünge 24 gepreßt. Die Leisten 34 bewirken, daß die Achsen der Rollen 37 der Stößel 38 und der Nockenwelle 1 parallel zueinander stehen und daß die Winkellage der Achse der Stößel 38 in bezug auf Verdrehung um die Nockenwellenachse festgelegt ist. Jeder Lagerstelle 4 wird über eine Verteilerleitung 39 Schmieröl zugeführt, das über die Verteilerbohrungen 40 und 41 in den Wellenzapfen 2 zweimal pro Nokkenwellenumdrehung über eine ölzufuhrleitung 42 zu der nicht dargestellten Kipphebellagerung strömt. An der Unterseite jeder Lagerstelle 4 befindet sich ein Kanal 43, der zur Überleitung bzw. Ableitung des aus den Lagerstellen 4 austretenden Schmieröles dient. Im erstgenannten Fall wird der Kanal 43 durch einen Blindflansch verschlossen und im zweiten Fall wird an dieser Stelle ein nicht gezeigtes Rohr angeschlossen, das in den Ölsumpf des Motors führt. Ein solches Rohr befindet sich normalerweise nur an einem Ende oder an beiden Enden der Nockenwellenlagerung. Die genaue Festlegung der Lage der Nockenwellenlagerung geschieht durch die Halteglieder 23, 24, deren Bohrungen zusammen mit den Bohrungen für die Kurbelwellenlager und Zylinderbüchsen im Zylinderblock 9 bearbeitet werden. Die Anschlußstücke 5 und 6 haben so viel Spiel in ihren Durchgangsbohrungen für die Befestigungsschrauben, daß sie sich nach der vorgegebenen Lage der rohrförmigen Teile 3 einstellen können. Auf diese Weise ist die erforderliche genaue Einhaltung der Stichmaße für den Nockenwellenantrieb und die Ventilbetätigung ohne Schwierigkeiten möglich. Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Beispiel einer Nockenwelle zur Betätigung von Gaswechselventilen beschränkt. Von der Nockenwelle können auch einzeln stehende Einspritzpumpen oder andere nockenbetätigte Hilfseinrichtungen angetrieben werden.

Claims

Patentansprüche: 1. Nockenwellen- und Ventilstößellagerung, die am Zylinderblock von mehrzylindrigen Brennkraftmaschinen mit Reihenanordnung der Zylinder in rohrförmigen Partien befestigt ist und aus mehreren lösbar miteinander verbundenen im wesentlichen rohrförmig ausgebildeten Teilen besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die rohrförmig ausgebildeten Teile (3) stirnseitig aneinander anschließen und an äußeren Stirnflächen (7, 8) des Zylinderblocks (9) befestigt sind und daß die Enden (27) der Teile (3) in geteilten, von je einem rohrschellenartigen Halteglied (23, 24) und dem Zylinderblock (9) gebildeten Bohrungen eingespannt sind, wobei die Teilfugen (26) zwischen den einzelnen Teilen innerhalb der Bohrungen liegen.
2. Nockenwellen- und Ventilstößellagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den äußeren Stirnseiten der Lagerung plattenförmige Anschlußstücke (5, 6) vorgesehen sind, die an den Stirnflächen (7, 8) des Zylinderblocks (9) befestigt sind und Bohrungen aufweisen, in denen die rohrförmigen Teile (3), gegebenenfalls unter Zwischenschaltung von Lagerschilden (13, 22), geführt sind.
3. Nockenwellen- und Ventilstößellagerung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß eines der Anschlußstücke (5) durch einen scheibenförmigen Räderkasten für den Nockenwellenantrieb gebildet wird.
4. Nockenwellen- und Ventilstößellagerung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen den Anschlußstücken (5, 6) und dem jeweils benachbarten rohrförmigen Teil (3) liegenden Lagerschilde (13, 22) ein Endlager enthalten, das zur Aufnahme axialer und/oder radialer Kräfte dient.
5. Nockenwellen- und Ventilstößellagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilfugen (26) im Bereich der Halteglieder (23, 24) von einem Ring (29) überbrückt werden, der über zylindrische, mit Dichtgliedern (28) versehene Endzapfen (27) der rohrförmigen Teile (3) greift.
6. Nockenwellen- und Ventilstößellagerung nach Anspruch 1 für Rollenstößel, dadurch gekennzeichnet, daß gesondert eingesetzte Stößelführungen (31.) an ihrer äußeren Seite eine in Maschinenlängsrichtung verlaufende Anschlagfläche (32) aufweisen, an die Leisten (34) angeschraubt sind, die mindestens zwei Stößelführungen verbinden und die Parallelstellung der Achsen von Nockenwelle (1) und Stößelrollen (37) bewirken.
7. Nockenwellen- und Ventilstößellagerung nach Anspruch 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Leisten (34) im Bereich der Halteglieder (23) unter Zwischenlage eines Distanzstückes (35) an den Zylinderblock geschraubt sind. B.
Nockenwellen- und Ventilstößellagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Lagerstelle (4) Schmieröl durch eine außen an der Nockenwellenlagerung entlang geführte Verteilerleitung (39) zugeführt wird und daß ein oder mehrere Wellenzapfen (2) mit Verteilerbohrungen (40, 41) versehen sind, die in einer oder mehreren Stellungen der Nockenwelle (1) kurzzeitig eine Verbindung zwischen der Verteilerleitung (39) und einer oder mehreren Ölzufuhrleitungen (42) zur Kipphebelschmierung herstellen.
9. Nockenwellen- und Ventilstößellagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an jeder Lagerstelle (4) der rohrförmigen Teile (3) an der Unterseite derselben ein ölableit- oder Überleitkanal (43) vorgesehen ist.
10. Nockenwellen- und Ventilstößellagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes rohrförmige Teil (3) zwei Zylinder der Brennkraftmaschine überdeckt sowie zwei Lagerstellen (4) enthält.
11. Nockenwellen- und Ventilstößellagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenzapfen (2) der Nockenwelle (1) ohne Zwischenlage von Lagerschalen in Bohrungen der rohrförmigen Teile (3) gelagert sind.
12. Nockenwellen- und Ventilstößellagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die rohrförmigen Teile (3) unter sich gleich sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 459169; britische Patentschrift Nr. 100194; USA.-Patentschriften Nr. 1260 847, 2 323 209.