DE2854405A1 - Luftgekuehlte 4-zylinder-4-takt- brennkraftmaschine in boxerbauart - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine luftgekühlte Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs. Eine derartige Brennkraftmaschine ist aus der PE-PS 958 749 bekannt. Die V-förmige Anordnung der jeweils einem Zylinder zugeordneten Ventile bietet Vorteile hinsichtlich der Kühlung des Ventilstegs sowie - insbesondere bei eng beieinander stehenden Ventilen - hinsichtlich der Unterbringung von Ventilfedern oder dergleichen.

Diese Vorteile werden aber bei der bekannten Konstruktion durch eine relativ niedrige Höchstdrehzahl der Maschine erkauft, da die Ventile über sehr lange, etwa S-förmig gekrümmte Schwinghebel betätigt werden, die in ihren mittleren Bereichen über jeweils einem Paar von Schwinghebeln zugeordnete Brücken an dem Zylinderkopf gehalten sind. Da die beiderseits dieser Halterung sich erstreckenden Schenkel jedes Schwinghebels.aus kinematischen Gründen eine gewisse Länge besitzen müssen und zwischen den die Schwinghebel betätigenden Stoßstangen ein Freigang notwendig ist, überragt die Schwinghebelanordnung den Außendurchmesser des betreffenden Zylinders erheblich. Dieser Tatbestand wirkt sich nicht nur schlechthin hinsichtlich der

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Vorsitzender Vorsfand: Toni Schmucker, Vorsitzender · Horst Backsmann ■ Prof. Dr. techn. Ernst Fiala · Dr. jur. Peter Frerk

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demgemäß großen Zylinderabstände nachteilig aus, sondern die notwendigerweise dann auch verlängerte Kurbelwelle und das verlängerte Motorgehäuse führen zu einer praktisch untragbaren Erhöhung des Motorgewichts und der Fertigungskosten. Dies in Verbindung mit den, wie
erwähnt, in nachteiliger Weise sehr langen und demgemäß biegeweichen und schweren Schwinghebeln führt dazu, daß bei der bekannten Brennkraftmaschine die Nachteile die Vorteile überwiegen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Brennkraftmaschine der im Oberbegriff des Hauptanspruchs angegebenen Bauart zu schaffen, die

- unter Währung dieser Vorteile - eine erheblich höherliegende Höchstdrehzahlgrenze besitzt als der Stand der Technik und kleiner baut als dieser. Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist gekennzeichnet durch die Merkmale des Hauptanspruchs; vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der TJnteransprüche_o

Bei der Erfindung sind also individuelle Halterungen für die einzelnen Schwinghebel vorgesehen, die bestehen aus individuellen Bolzen,
die ihrerseits über U-förmig.gegabelte Lagerböcke.an den einzelnen
Zylinderköpfen festgelegt sind. Dabei sind diese Halterungen so ausgestaltet, daß die Bolzen sich nicht längs einer gemeinsamen, zur
Längsachse der Maschine parallelen Achse erstrecken, sondern derart
zueinander geneigt verlaufen, daß die Krafteinleitung in die einzelnen Ventile durch die ihnen individuell zugeordneten Schwinghebel im wesentlichen in Richtung der jeweiligen Ventilachse erfolgt. Betrachtet man die erfindungsgemäße Brennkraftmaschine in Draufsicht, so
kann man also sagen, daß bei jedem Einzelzylinderkopf die Achsen der Bolzen der Schwinghebellagerungen zusammen mit der Motorlängsachse

- bei entsprechender Verlängerung der verschiedenen Achsen - jeweils ein gleichschenkliges Dreieck bilden. Der Winkel zwischen den Achsen der beiden jeweils einem Ventilpaar zugeordneten Bolzen richtet sich dabei nach der ITeigung der zugehörigen Ventile bezüglich irgendeiner anderen Achse der Brennkraftmaschine, beispielsweise der Zylinderachse

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oder der Längsachse der Maschine. Es geht stets darum, daß - räumlich betrachtet - der die eigentliche Krafteinleitung in die Ventile jeweils bewirkende Arm des zugehörigen Schwinghebels möglichst genau senkrecht zur Ventilachse verläuft. Entsprechend den jeweiligen Neigungen der einzelnen Ventile sind also Konstruktionen gemäß den Ansprüchen 2 und J> möglich. Eine hinsichtlich des Aufwands an unterschiedlich bemessenen Einzelteilen besonders günstige Konstruktion beinhaltet Anspruch 4·

Zur Abrundung des Standes der Technik sei darauf hingewiesen, daß schräggestellte Kipphebelachsen für sich aus der DE-OS 1 809 723» F011, 1/18, bekannt sind. Dort ist jedoch nicht der Sonderfall von Brennkraftmaschinen in Boxerbauart angesprochen, und außerdem ist auch bewußt von dem Einpressen der Kipphebelachse zugunsten einer Lösung abgegangen, bei der die Kipphebelachse einseitig durch quer durch sie hindurchgeführte Zylinderkopfsehrauben mit einer Seitenwand des Kipphebelraumes verspannt ist,, Dies wiederum schließt die Anwendung dieser bekannten Konstruktion bei Brennkraftmaschinen mit Doppelzylinderköpfen, wie sie Gegenstand der Erfindung sind, aus. Gerade die individuelle Lagerung der gleichsam die Schwenkachsen für die einzelnen Schwinghebel bildenden individuellen Bolzen mittels U-förmig gegabelter Lagerböcke ist ein eine hochliegende Höchstdrehzahl der Brennkraftmaschine sicherstellendes wesentliches Merkmal der Erfindung.

Gegenüber der Konstruktion nach der eingangs diskutierten französischen Patentschrift, bei der die S-förmig gekrümmten Schwinghebel in ihren der Lagerung dienenden mittleren Bereichen, die also gleichsam integrierte Lagerbolzen darstellen, parallel zueinander verlaufen, schließen bei der Erfindung diese Bolzen, wenn man die jeweils einem Zylinder zugeordneten Schwinghebel betrachtet, in der Draufsicht auf die Maschine einen Winkel miteinander ein, der abhängig ist von der Ausrichtung der zugeordneten Ventile.

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Dies stellt eine raumsparende Konstruktion sicher, insbesondere eine solche, bei der die Schwinghe"be!anordnungen nicht notwendigerweise über den Umfang der Zylinder hinausragen, so daß auch der Zylinderabstand klein gewählt werden kann.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Figuren erläutert, von denen Figur 1 eine Draufsicht, teilweise im Schnitt, durch die hier interessierenden Teile einer erfindungsgemäß ausgelegten Brennkraftmaschine und Figur 2 eine Ansicht der Oberseite eines Zylinderkopfes darstellt. In den Figuren ist mit 1 ein Doppelzylinderkopf eines luftgekühlten 4-Zylinder-Boxermotors bezeichnet, in dem vier Ventile 2 bis 5 in einer Längsebene, d.h. in einer Ebene durch die Kurbelwellenachse oder eine zu dieser parallelen Achse, angeordnet sind. Ton den Ventilen 2 und 3 sind der Einfachheit halber nur die Ventilführungen.gezeichnet.

Die jeweils einem Zylinder zugeordneten Ventile 2, 3 bzw. 4> 5 sind jeweils symmetrisch, d.h. unter gleichen Winkeln, zur Achse 6 bzw. 7 des zugehörigen Zylinders.angeordnet» Verständlicherweise kann es sich dabei auch um eine zur Zylinderachse parallele Achse handeln; in jedem Falle sind die jeweils ein Paar bildenden Ventile 2, 3 und 4i 5 V-förmig angestellt. Der Anstellwinkel der Ventile ist so groß gewählt, daß bei geöffnetem Ventil der zugehörige Ventilteller nicht an den inneren Rand des jeweiligen Zylinders anstößt und daß die in der Mitte des Zylinderkopfes einander benachbarten Ventile mit ihren Steuerungsteilen montiert werden können.

Die beiden äußeren Ventile des Doppelzylinderkopfes 1 - und demgemäß auch die entsprechenden Ventile des nicht dargestellten, auf der anderen Seite liegenden Doppelzylinderkopfes - sind die Auslaßventile, die beiden inneren Ventile 3 und 4 die Einlaßventile. Wie ohne weiteres aus Figur 1 ersichtlich, ergibt die V-förmige Anstellung der Ventile jedes Ventilpaares gegenüber Parallelität dieser Ventile bei gleichen äußeren Abmessungen eine wesentliche Vergrößerung des zwischen diesen

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beiden Ventilen befindlichen Zylinderkopfbereichs, der demgemäß zur Unterbringung von Luftdurchtrittskanälen 8 ausgenutzt werden kann. Die Strömungsrichtung der diese Öffnungen 8 durchsetzenden Kühlluft steht im wesentlichen senkrecht zur Ebene der Zylinderachsen 6 und 7· Diese Kühlluft wird in der Regel durch ein Gebläse erzeugt, dessen erforderliche Leistung durch die großen zur Verfügung stehenden Strömungsquerschnitte klein gehalten ist.

Selbstverständlich findet sich auf der der gemeinsamen Nockenwelle 9 gegenüberliegenden Seite der Brennkraftmaschine ein zweiter Doppelzylinderkopf, dessen Aufbau demjenigen des Doppelzylinderkopfes 1 entspricht, so daß auf ihn nicht eingegangen zu werden braucht.

Die Nockenwelle 9 ist also beiden Seiten der Brennkraftmaschine zugeordnet. Zwischen ihren Lagern 10 trägt sie insgesamt vier Nocken 11 bis 14, die jeweils zwei sich im wesentlichen gegenüberliegenden Ventilen in den beiden Doppelzylinderköpfen zugeordnet sind. Die Gestalt der Nocken 11 bis 14 wird umgesetzt in Bewegungen der Ventile durch Stößelstangen 15 und 16, wobei, wie durch die beiden Bezugszeichen angedeutet, nur zwei unterschiedlich dimensionierte Stößelstangen vorgesehen zu sein brauchen, und ebenfalls zwei Arten von Schwinghebeln 17 und 18 sowie Stößel 19. Die Reihenfolge der Stößelstangen 15 und ist bezüglich der Ventile des anderen, in Figur 1 unten zu denkenden Doppelzylinderkopfes umgekehrt. Bekanntlich ergibt sich zwischen den unterschiedlichen Doppelzylinderköpfen angehörigen, im übrigen einander gegenüberliegenden Ventilen bei einer Brennkraftmaschine der Boxerbauart ein Versatz in Richtung der Kurbelwelle.

Die Stößelstangen 15 und 16 sind, wie aus Figur 2 ersichtlich, durch Bohrungen 20 hindurchgeführt, wobei zweckmäßigerweise die Mittelpunkte der Bohrungen 20 jeweils so angeordnet sind, daß sie zwischen den sich auf beiden Seiten der Brennkraftmaschine ergebenden Durchstoßpunkten der Stößelstange liegen.

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Die Lagerung der Schwinghebel 17 und 18 erfolgt mittels identisch ausgebildeter, U-förmig gegabelter Lagerböcke 21 sowie mittels Lagerbolzen 22, deren beide über den jeweiligen Schwinghebel 17 oder 18 herausragende Enden eingepreßt sind in die parallelen Schenkel 23 und 24 des jeweiligen Lagerbocks 21. Damit ergibt sich eine beidseitige und somit feste Lagerung der die Schwenkachsen der Schwinghebel 17 und 18 darstellenden individuellen Bolzen 22.

Betrachtet man nun diejenigen Bolzen 22, die demselben Zylinder zugeordnet sind, so sind ihre Achsen 25 in der Draufsicht der Figur 1 gegeneinander um einen ¥inkel geneigt, der gegeben ist durch die T-förmige Anstellung der zugehörigen Tentile 2 und 3. Der Neigungswinkel zwischen diesen Bolzenachsen ist nämlich so gewählt, daß die Bewegungsbahn desjenigen Endes des jeweiligen Schwinghebels, das zur Auflage auf dem Tentil gelangt, dort im wesentlichen in Richtung der Tentilachse verläuft.

Durch die Erfindung ist mithin eine Kostruktion geschaffen, die die eingangs dargelegten Torteile dieser Maschinenbauart aufweist, aber die Nachteile der bekannten Konstruktion vermeidet.

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Leerseite

Claims (4)

1. VOLKSWAGENWERK

   AKTIENGESELLSCHAFT

   κ 2651/1702-pt-hu-sa Ί.Η. 12. 73

   ANSPRÜCHE

   Luftgekühlte 4-Zylinder-4-Takt-Brennkraftmaschine in Boxerbauart mit in Doppelzylinderköpfen geführten., V-förmig zueinander angeordneten Ventilen, die in einer quer zur Zylinderachse fließenden Kühlluftströmung liegen und von einer zentral im Kurbelgehäuse unterhalb der Kurbelwelle gelagerten Nockenwelle über Stößelstangen und Schwinghebel betätigt werden, wobei durch die Boxeranordnung bedingt paarweise versetzt gegenüberliegende Ventile der beiden Maschinenseiten durch jeweils nur einen Nocken der Nockenwelle betätigt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die den Ventilen (2,3) jeweils eines Zylinders zugeordneten beiden Schwinghebel (17»18) jeweils mittig und schwenkbar auf individuellen Bolzen (22) gelagert sind, deren über den zugeordneten Schwinghebel (17»18) vorstehende beide Enden in die parallelen Schenkel (23,24) eines U-förmig gegabelten Lagerbocks (21) eingepreßt sind und einen derart bemessenen räumlichen Winkel einschließen, daß sich die ventilseitigen Enden der Schwinghebel (17»18) im wesentlichen in Richtung der Achse des jeweiligen Ventils (2,3) bewegen.

   ORIGINAL INSPECTED

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   ir, Vorsitzender ■ Horst Badesmann

   Vorsitzender Vorstand: Toni Schmücker, Vorsitzender ■ Horst Badesmann · Pfol. Dr. tedin. Ernst Fiale · Dr. jur. Peter Frerk

   des Aulikhtsrals: Günter Hartwich · Horst Münzner · Dr. Ter.pol. Werner P. Sdimidt Gottlieb M. Strobl · Prof. Dr. rer. pol. Friedrich Thomee

   Hans Birnbaum Sitz der Gesellschaft: Wolfsburg Amtsgericht Wolfsburg HRB
2. 2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die an den Doppelzylinderköpfen (i) "beider Maschinenseiten angeordneten Bolzen (22) in einer gemeinsamen Ebene liegen, die parallel zur Ebene der Achsen (6,7) der Zylinder verläuft oder mit dieser zusammenfällt.
3. 3· Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die an dem Doppelzylinderkopf (i) jeweils einer Maschinenseite angeordneten Bolzen (22) jeweils in einer gemeinsamen Ebene liegen und die beiden gemeinsamen Ebenen mit der Ebene der Achsen (6,7) der Zylinder in Vorderansicht der Brennkraftmaschine ein Dreieck bilden.
4. 4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bolzen (22) zur Lagerung des dem Einlaßventil (3) eines der Zylinder jedes Doppelzylinderkopfes (i) zugeordneten Schwinghebels (18) und des dem Auslaßventil (5) des anderen Zylinders jedes Doppelzylinderkopfes (1) zugeordneten Schwinghebels (18) jeweils unter gleichen Winkeln zur Achse (6,7) des zugehörigen Zylinders oder einer dazu parallelen Achse verlaufen.

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