DE19826286A1 - Cylinder head for internal combustion engines and process for its manufacture - Google Patents

Cylinder head for internal combustion engines and process for its manufacture

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Abstract

The invention relates to a cylinder head for internal combustion engines, comprising one or more passages for mounting camshafts and bearing axles for rocker arms which preferably also actuate a pump-nozzle unit. The cylinder head has the following structure: at least one camshaft is mounted in the cylinder head in divided bearings having screwed on bearing bridges; next to and above the camshaft bearings seats are arranged at the level of the bearing bridges for bearing axles of rocker arms driven by the adjacent camshafts; the bearing axles are held tightly against the bearing bridge by means of screws projecting through them. The aim of the invention is to provide a way of deflecting the tensile forces from the cylinder head which occur at the level of the bearing axle of the rocker arms and are transmitted by their fixing screws. This is achieved by the following characteristics: next to the camshaft bearing (3) a tightening screw (5) with a longer cylindrical head (6) is arranged which is supported by the cylinder head (1) and extends as far as the cylinder block and engages same; the longer cylindrical head (6) has an internal profile (7) and, behind it, an inner thread (8) which is adjusted to the core cross-section of the internal profile (7); the screws (9) projecting through the bearing axles (4) are screwed into the inner thread (8) of the head (6) of the tightening screws (5).

Description

Die Erfindung betrifft einen Zylinderkopf für Verbrennungsmotoren mit einer oder mehre­ ren Lagergassen für Nockenwellen und Lagerachsen für Kipphebel gemäß dem Oberbe­ griff des Hauptanspruches sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung.The invention relates to a cylinder head for internal combustion engines with one or more bearing lanes for camshafts and bearing axles for rocker arms in accordance with the Oberbe handle of the main claim and a method for its production.

Vorbekannt ist die gattungsgemäße Ausführung eines Zylinderkopfes durch die Schrift DE 42 32 783 A1, bei der einer Lagergasse für die Nockenwelle jeweils für jeden Zylinder eine Lagerachse für einen Kipphebel zum Antreiben einer Pumpe-Düse-Einheit zugeord­ net ist.The generic design of a cylinder head is known from the script DE 42 32 783 A1, in which a bearing aisle for the camshaft each for each cylinder assigned a bearing axis for a rocker arm for driving a pump-nozzle unit is not.

Die Nockenwelle läuft in geteilten Lagern des Zylinderkopfes mit aufgeschraubten Lager­ brücken. Oberhalb, jedoch neben den Nockenwellenlagern, sind an den Lagerbrücken Aufnahmen für Lagerachsen von Kipphebeln angeordnet, die durch die benachbarte Nockenwelle angetrieben werden.The camshaft runs in split bearings of the cylinder head with the bearings screwed on bridges. Above, but next to the camshaft bearings, are on the bearing brackets Recordings for bearing axes of rocker arms arranged by the neighboring Camshaft are driven.

Zwischen den Mittelachsen von der Lagergasse der Nockenwelle und den Aufnahmen für die Lagerachsen der Kipphebel ist jeweils eine Schraube positioniert, welche die jeweilige Lagerbrücke mit dem Zylinderkopf verbindet. Um eine Lage ihres Kopfes unterhalb der Lagerachse zu realisieren ist eine Einsenkung notwendig, die die jeweilige Aufnahme der Lagerachse durchdringt. Unmittelbar neben dieser Schraube ist die die Lagerachse der Kipphebel durchreichende Befestigungsschraube in der Lagerbrücke verschraubt, - siehe Fig. 3 der eingangs genannten Schrift.Between the center axes of the camshaft bearing lane and the mountings for the rocker arm bearing axes, a screw is positioned, which connects the respective bearing bracket to the cylinder head. In order to realize a position of her head below the bearing axis, a depression is necessary which penetrates the respective receptacle of the bearing axis. Immediately next to this screw, the fastening screw passing through the bearing axis of the rocker arms is screwed into the bearing bracket, see FIG. 3 of the document mentioned at the beginning.

Nachteilig ist, daß hohe Zugkräfte über die Befestigungsschraube von der Lagerachse der Kipphebel auf die Lagerbrücke und den Zylinderkopf übertragen werden.The disadvantage is that high tensile forces on the mounting screw from the bearing axis Rocker arms are transferred to the bearing bracket and the cylinder head.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem gattungsgemäßen Zylinderkopf eine günstige Ableitung der Zugkräfte vom Zylinderkopf, die an der Lagerachse der Kipphebel auftreten und von deren Befestigungsschrauben übertragen werden, zu erzielen. The invention has for its object a in a generic cylinder head Favorable derivation of the tensile forces from the cylinder head, which on the bearing axis of the rocker arm occur and are transmitted by their fastening screws.  

Die Lösung dieser Aufgaben gelingt mit den Merkmalen des Patentanspruches 1. Die Zugkräfte aus dem Kipphebeltrieb werden direkt und ohne Belastung des Zylinderkopfes am Zylinderblock gegengelagert. Durch das erfindungsgemäße Verfahren gemäß Neben­ anspruch, wird bei der Herstellung von Zylinderkopf und Lagerbrücken durch ein betriebs­ gerechtes Verspannen eine genaue Bearbeitung der Lagergasse der Nockenwelle sowie der Aufnahmen für die Lagerachsen der Kipphebel erzielt.These tasks are solved with the features of claim 1. Die Tractive forces from the rocker arm drive are applied directly and without loading the cylinder head mounted on the cylinder block. By the method according to the invention claim, is in the manufacture of cylinder head and bearing brackets by one company just bracing a precise machining of the camshaft bearing lane as well the recordings for the bearing axles of the rocker arms.

Anhand einer Zeichnung wird nachfolgend ein Ausführungsbeispiel der Erfindung be­ schrieben.An embodiment of the invention will be based on a drawing wrote.

Es zeigt:It shows:

Fig. 1 beidseitige Ausschnitte eines erfindungsgemäßen Zylinderkopfes im Querschnitt einer Ebene quer zu den Mittelachsen der Nockenwelle mit der Verschraubung einer Lagerbrücke, Fig. 1 double-sided sections of a cylinder head of the invention in cross-section a plane transverse to the central axes of the camshaft with a bearing bridge of the screw,

Fig. 2 den linksseitigen Ausschnitt, gemäß Fig. 1, im montierten Zustand zum Bearbei­ ten der Lager für die Nockenwellen und der Aufnahme für die Lagerachse der Kipphebel. Fig. 2 shows the left-hand cutout, as shown in FIG. 1, in the assembled state for machining the bearing for the camshafts and the receptacle for the bearing axis of the rocker arm.

In Fig. 1 sind beidseitig Ausschnitte von einem Querschnitt des erfindungsgemäßen Zylin­ derkopfes 1 gezeigt, der durch eine Ebene mit der Verschraubung einer Lagerbrücke 2 für eine zweigeteilte Nockenwellenlagerung 3 verläuft.In Fig. 1 cutouts are on both sides of a cross section of Zylin invention derkopfes 1 shown, which extends through a plane with the screw a bracket 2 for a two-part camshaft bearing 3.

Die Lagerbrücke 2 ist zusätzlich als Träger einer Lagerachse 4 für Kipphebel - nicht dar­ gestellt - ausgeführt, die vorzugsweise auch zum Antrieb von Pumpe-Düse-Einheiten dienen. Die Lagerachse 4 verläuft unmittelbar neben und überhalb der Nockenwellenlager 3 und ist mittels durch diese geführte Schrauben 9 gegen Aufnahmen 31 in der Lager­ brücke 2 verspannt gehalten.The bearing bracket 2 is also designed as a carrier of a bearing axis 4 for rocker arms - not shown - which are preferably also used to drive pump-nozzle units. The bearing axis 4 runs immediately next to and above the camshaft bearing 3 and is held by means of these screws 9 against receptacles 31 in the bearing bridge 2 clamped.

Unmittelbar neben dem Nockenwellenlager 3 ist eine am Zylinderkopf 1 abgestützte, zur Deckfläche ZB eines Zylinderblocks - nicht dargestellt - reichende und dort eingeschraub­ te Spannschraube 5 mit einem längeren zylindrischen Kopf 6 angeordnet. In diesem Kopf 6 der Spannschraube 5 ist ein Innenprofil 7 und hinter diesem liegend ein dem Kernquer­ schnitt des Innenprofils 7 angepaßtes Innengewinde 8 ausgeführt. Die die Lagerachse 4 und Lagerbrücke 2 durchragende Schraube 9 ist im Innengewinde 8 des Kopfes 6 der Spannschrauben 5 eingeschraubt.Immediately next to the camshaft bearing 3 is a supported on the cylinder head 1 , to the top surface ZB of a cylinder block - not shown - reaching and screwed in te screw 5 arranged with a longer cylindrical head 6 . In this head 6 of the clamping screw 5 is an inner profile 7 and behind this a core cross section of the inner profile 7 adapted internal thread 8 executed. The screw 9 projecting through the bearing axis 4 and bearing bracket 2 is screwed into the internal thread 8 of the head 6 of the clamping screws 5 .

Der Zylinderkopf 1 weist unterhalb der Deckfläche ZK neben dem Nockenwellenlager 3 in einer Einsenkung 11 eine Spannfläche 13 auf, die einen größeren Außendurchmesser als der Kopf 6 der Spannschraube 5 hat. Die Spannschraube 5 drückt im verspannten Zu­ stand über einen, dem größeren Außendurchmesser der Spannfläche 13 angepaßten Druckring 14 gegen den Zylinderkopf 1. Ausgehend von der Spannfläche 13 ist ein Innen­ gewinde 16 im Zylinderkopf 1 angeordnet, dessen Innendurchmesser mindestens größer als der Außendurchmesser des Außengewindes 17 oder des ggf. größeren Schaftdurch­ messers der Spannschraube 5 ist.The cylinder head 1 has a clamping surface 13 below the top surface ZK next to the camshaft bearing 3 in a depression 11 , which has a larger outer diameter than the head 6 of the clamping screw 5 . The clamping screw 5 presses in the clamped state stood over a, the larger outer diameter of the clamping surface 13 adapted pressure ring 14 against the cylinder head 1st Starting from the clamping surface 13 , an internal thread 16 is arranged in the cylinder head 1 , the internal diameter of which is at least larger than the external diameter of the external thread 17 or the possibly larger shaft diameter of the clamping screw 5 .

Eine gleichartige Anordnung mit einer Spannschraube 5 ist auch am rechten Nockenwel­ lenlager 3 in Fig. 1 vorhanden. In diesem Bereich wird die Lagerbrücke 2 mit einer in die Spannschraube 5 eingreifenden Schraube 21 unter Zwischenschalten eines Druckringes 22 gegen den Zylinderkopf 1 verspannt.A similar arrangement with a clamping screw 5 is also on the right Nockenwel lenlager 3 in Fig. 1 available. In this area, the bearing bracket 2 is clamped against the cylinder head 1 with a screw 21 which engages in the clamping screw 5 with the interposition of a pressure ring 22 .

Die Spannschrauben 5 übertragen die Kräfte zum Verspannen von Zylinderkopf 1 und Lagerbrücke 2 bzw. auch der Lagerachse 4 direkt zum Zylinderblock. Verformungen des Zylinderkopfes 1 oder der Lagerbrücke 2 durch an der Lagerachse 4 auftretende hohe Kräfte werden vermieden. Durch diese Wirkung ist die erfindungsgemäße Lösung beson­ ders für Gestaltungen des Zylinderkopfes 1 oder der Lagerbrücke 2 aus Leichtmetall günstig.The clamping screws 5 transmit the forces for bracing the cylinder head 1 and bearing bracket 2 or the bearing axis 4 directly to the cylinder block. Deformations of the cylinder head 1 or the bearing bracket 2 due to high forces occurring on the bearing axis 4 are avoided. Due to this effect, the solution according to the invention is particularly favorable for designs of the cylinder head 1 or the bearing bracket 2 made of light metal.

Eine unmittelbar neben und oberhalb der Nockenwellenlager 3 liegende Hilfsspannfläche 20 an der Lagerbrücke 2 erstreckt sich um die Spannschraubenachse SA. Sie liegt vor­ zugsweise in der Spannebene Sp von weiteren Schrauben 21 und 23 zum Befestigen der Lagerbrücke 2 am Zylinderkopf 1.A immediately adjacent to and above the camshaft bearings 3 located auxiliary clamping surface 20 on the end bracket 2 extends around the clamping screw axis SA. It is preferably in the clamping plane Sp of further screws 21 and 23 for fastening the bearing bracket 2 to the cylinder head 1 .

Im Zylinderkopf 1 ist ein mit Drucköl beaufschlagter Ölkanal 24 vorhanden. Von ihm ver­ läuft ein Ölzuführungskanal 25 zum Nockenwellenlager 3, der auch in einer Einsenkung 11 im Durchgangsbereich der Spannschraube 5 mündet. Drucköl gelangt von dort zur Lagerachse 4, die eine zentrale Verteilungsbohrung - nicht dargestellt - zur Versorgung der Schmierstellen an den Kipphebeln aufweist.In the cylinder head 1 there is an oil channel 24 loaded with pressure oil. From him ver runs an oil supply channel 25 to the camshaft bearing 3 , which also opens into a depression 11 in the passage area of the clamping screw 5 . Pressure oil arrives from there to the bearing axis 4 , which has a central distribution hole - not shown - for supplying the lubrication points on the rocker arms.

Lagerbrücken 2 können integraler Bestandteil eines am Zylinderkopf 1 befestigten Lager­ rahmens sein, der die gesamte Kontur des Zylinderkopfes 1 umfaßt.Bearing brackets 2 can be one fixed to the cylinder head 1, bearing frame comprising the entire contour of the cylinder head 1 integral part.

Erfindungsgemäß wird zur Herstellung der Nockenwellenlager 3 und der Aufnahme 31 für die Lagerachse 4 die Lagerbrücke 2 am Zylinderkopf 1 mittels der Befestigungsschrauben 23 und Montageschrauben 30 verbunden. Die Montageschrauben 30 wirken gegen die Hilfsspannflächen 20 an der Lagerbrücke 2 und sind im unterhalb der Spannflächen 13 angeordneten Innengewinde 16 im Zylinderkopf 1 verschraubt.According to the invention, for the production of the camshaft bearings 3 and the receptacle 31 for the bearing axis 4, the bearing bracket 2 is connected to the cylinder head 1 by means of the fastening screws 23 and mounting screws 30 . The mounting screws 30 act against the auxiliary clamping surfaces 20 on the bearing bracket 2 and are screwed into the internal thread 16 arranged below the clamping surfaces 13 in the cylinder head 1 .

Mit dieser Art der Vormontage von Zylinderkopf 1 und Lagerbrücke 2 wird eine funktions­ gerechte Verspannung gewährleistet, so daß eine paßgerechte Herstellung der Nocken­ wellenlagerungen 3 und Aufnahmen 31 für die Lagerachse 4 der Kipphebel erfolgen kann.With this type of preassembly of cylinder head 1 and bearing bracket 2 , a functionally correct bracing is ensured, so that a fit manufacture of the cam shaft bearings 3 and receptacles 31 for the bearing axis 4 of the rocker arm can take place.

Claims (7)

1. Zylinderkopf für Verbrennungsmotoren mit einer oder mehreren Lagergassen für Nockenwellen und Lagerachsen für Kipphebel, die vorzugsweise auch eine Pumpe- Düse-Einheit betätigen, der folgenden Aufbau aufweist:
  • - mindestens eine Nockenwelle ist im Zylinderkopf in geteilten Lagern mit aufge­ schraubten Lagerbrücken gelagert,
  • - neben und oberhalb der Lager der Nockenwelle sind an den Lagerbrücken Auf­ nahmen für die Lagerachsen der Kipphebel angeordnet,
  • - die Lagerachsen sind mittels sie durchragender Schrauben gegen die Lager­ brücke verspannt gehalten,
    gekennzeichnet durch folgende Merkmale,
  • - neben dem Nockenwellenlager (3) ist eine sich am Zylinderkopf (1) abstützende und zum Motorblock durchragende und dort eingereifende Spannschraube (5) mit einem längeren zylindrischen Kopf (6) angeordnet,
  • - der längere zylindrische Kopf (6) weist ein Innenprofil (7) und dahinterliegend ein dem Kernquerschnitt des Innenprofils (7) angepaßtes Innengewinde (8) auf,
  • - die die Lagerachsen (4) durch ragenden Schrauben (9) sind im Innengewinde (8) des Kopfes (6) der Spannschrauben (5) eingeschraubt.
1. Cylinder head for internal combustion engines with one or more bearing aisles for camshafts and bearing axles for rocker arms, which preferably also operate a pump-nozzle unit, which has the following structure:
  • - at least one camshaft is supported in the cylinder head in split bearings with screwed-on bearing bridges,
  • - Beside and above the bearings of the camshaft on the bearing bridges on the bearing axles of the rocker arms are arranged,
  • - The bearing axles are held braced against the bearing bridge by means of protruding screws,
    characterized by the following features,
  • - In addition to the camshaft bearing ( 3 ), a clamping screw ( 5 ) with a longer cylindrical head ( 6 ), which is supported on the cylinder head ( 1 ) and projects through to the engine block and engages there, is arranged,
  • - The longer cylindrical head ( 6 ) has an inner profile ( 7 ) and behind it an internal thread ( 8 ) adapted to the core cross section of the inner profile ( 7 ),
  • - The bearing axles ( 4 ) projecting through screws ( 9 ) are screwed into the internal thread ( 8 ) of the head ( 6 ) of the clamping screws ( 5 ).
2. Zylinderkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Zylinderkopf (1) unterhalb einer Deckfläche (ZK) neben dem Nockenwellenlager (3) eine Spannfläche (13) angeordnet ist, die einen größeren Außendurchmesser als der Kopf (6) der Spannschraube (5) aufweist, wobei die Spannschraube (5) über ei­ nen, dem größeren Außendurchmesser der Spannfläche (13) angepaßten Druckring (14) gegen den Zylinderkopf (1) verspannt ist.2. Cylinder head according to claim 1, characterized in that a clamping surface ( 13 ) is arranged in the cylinder head ( 1 ) below a cover surface (ZK) next to the camshaft bearing ( 3 ), which has a larger outer diameter than the head ( 6 ) of the clamping screw ( 5 ), wherein the clamping screw ( 5 ) over egg nen, the larger outer diameter of the clamping surface ( 13 ) adapted pressure ring ( 14 ) against the cylinder head ( 1 ) is clamped. 3. Zylinderkopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Zylinderkopf (1) unterhalb der Spannfläche (13) ein Innengewinde (16) angeord­ net ist, dessen Innendurchmesser größer als der Außendurchmesser des Außen­ gewindes (17) oder des Schaftes der Spannschraube (5) ist.3. Cylinder head according to claim 2, characterized in that in the cylinder head ( 1 ) below the clamping surface ( 13 ) an internal thread ( 16 ) is angeord net whose inner diameter is larger than the outer diameter of the external thread ( 17 ) or the shaft of the clamping screw ( 5 ) is. 4. Zylinderkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich um die Spannschraubenachse (SA) neben den Nockenwellenlagern (3) eine Hilfsspannfläche (20) in der Lagerbrücke (2) erstreckt, die vorzugsweise in der Spannebene (Sp) weiterer Befestigungsschrauben (21) liegt.4. Cylinder head according to claim 1, characterized in that an auxiliary clamping surface ( 20 ) in the bearing bridge ( 2 ) extends around the clamping screw axis (SA) in addition to the camshaft bearings ( 3 ), preferably in the clamping plane (Sp) of further fastening screws ( 21 ). lies. 5. Zylinderkopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ölzuführungskanal (25) für Nockenwellenlager (3) im Zylinderkopf (1) in einem Spannschraubendurchgang (11) oberhalb der inneren Spannfläche (13) mündet und die Lagerachsen (4) für Kipphebel eine zentrale Verteilungsbohrung aufweisen.5. Cylinder head according to claim 2, characterized in that an oil supply channel ( 25 ) for camshaft bearings ( 3 ) in the cylinder head ( 1 ) opens into a clamping screw passage ( 11 ) above the inner clamping surface ( 13 ) and the bearing axles ( 4 ) for rocker arms are central Have distribution hole. 6. Zylinderkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerbrücken (2) intergraler Bestandteil eines am Zylinderkopf (1) befestigten Lagerrahmens sind.6. Cylinder head according to claim 1, characterized in that the bearing bridges ( 2 ) are integral part of a bearing frame attached to the cylinder head ( 1 ). 7. Verfahren zum Herstellen von Zylinderköpfen nach einem oder mehreren der vor­ herigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung der Lager (3) für Nockenwellen und der Aufnahmen (31) von La­ gerachsen (4) die Lagerbrücke (2) am Zylinderkopf (1) mittels Befestigungsschrau­ ben (23) und Montageschrauben (30) verspannt ist, wobei ausgehend von im Zylin­ derkopf (1) unterhalb einer Deckfläche (ZK) angeordneten Innengewinden (16) die­ se Montageschrauben (30) gegen eine Hilfsspannflächen (20) der Lagerbrücke (1) verspannt sind.7. A method for producing cylinder heads according to one or more of the preceding claims, characterized in that for the manufacture of the bearing ( 3 ) for camshafts and the receptacles ( 31 ) of La gerachsen ( 4 ) the bearing bracket ( 2 ) on the cylinder head ( 1 ) by means of fastening screws ben ( 23 ) and mounting screws ( 30 ), starting from internal threads ( 16 ) arranged in the cylinder head ( 1 ) below a top surface (ZK), these mounting screws ( 30 ) against an auxiliary clamping surface ( 20 ) of the bearing bracket ( 1 ) are tense.
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