DE3602685A1 - Internal combustion engine with overhead camshaft - Google Patents

Internal combustion engine with overhead camshaft

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Abstract

For ease of assembly of a camshaft (5), serving to control the intake and exhaust valves of an internal combustion engine, in a cylinder head (1) with one-piece shaft oil seal bearings (8, 9) in its end walls (3, 4), the camshaft (5) extends only inside the space between the end walls (3, 4); a drive gear (20) for the camshaft (5) passes through from outside with a hub (24) of one of the shaft oil seal bearings (8) and is rotationally fixed to the camshaft (5) by fasteners (26) which are accessible after positioning of the camshaft (5) and drive gear (20). The camshaft (5) is supported in split camshaft bearings (12, 13, 14), so that they can be inserted from above before the fitting of associated bearing caps (15, 16, 17). <IMAGE>

Description

V O L K S V/ A G L N W E R K 3602685V O L K S V / A G L N W E R K 3602685

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Brennkraftmaschine mit obenliegender NockenwelleInternal combustion engine with overhead camshaft

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Brennkraftmaschinen dieses grundsätzlichen Aufbaus, wie sie im Prinzip beispielsweise aus den DE-OS 26 34 333 und 33 14 825, F02f 1/24, bekannt sind, bieten hinsichtlich einer einfachen und wirkungsvollen Abdichtung des Nockenwellenraums Vorteile gegenüber üblichen Brennkraftmaschinen, bei denen die Trennungsebene zwischen Zylinderkopf und Zylinderkopfdeckel mittig durch die in den Stirnwänden des Zylinderkopfes vorgesehenen Nockenwellenlager bzw. Dichtungslager verläuft.The invention relates to an internal combustion engine according to the preamble of the patent claim 1. Internal combustion engines of this basic structure, as they are known in principle, for example from DE-OS 26 34 333 and 33 14 825, F02f 1/24, offer with regard to a simple and effective sealing of the camshaft space Advantages over conventional internal combustion engines, in which the dividing plane between cylinder head and cylinder head cover is centered by the one in the end walls of the cylinder head provided camshaft bearing or seal bearing runs.

Infolge der dichtungstechnisch vorteilhaften Verwendung ungeteilter, d.h. über ihren Umfang geschlossener Wellendichtungslager bei den Brennkraftmaschinen der erfindungsgemäßen Gattung ergeben sich aber Schwierigkeiten bei der Montage der Nokkenwelle, die beim Stand der Technik sowohl die Nockenwellenlager, die innerhalb des Zylinderkopfes zwischen seinen Stirnwänden angeordnet sind, als auch die in den Stirnwänden vorgesehenen Dichtungslager durchsetzt, wenn man nicht Wellendichtlager mit so großem Durchmesser vorsieht, daß die Nockenwelle axial eingesetzt werden kann. Dies führt aber zu großen Abmessungen des Zylinderkopfes und hoher Lagerreibleistung.As a result of the use of undivided, i.e. over their Scope of closed shaft seal bearings in the internal combustion engines of the invention However, there are genus difficulties in the assembly of the camshaft, which in the prior art both the camshaft bearings, which are within of the cylinder head are arranged between its end walls, as well as in the End walls provided sealing bearings penetrated, if one does not have shaft sealing bearings provides with such a large diameter that the camshaft can be inserted axially. But this leads to large dimensions of the cylinder head and higher Bearing friction.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, eine Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, d.h. unter Wahrung ihrer dichtungstech-The invention is accordingly based on the object of providing an internal combustion engine according to the preamble of claim 1, i.e. while maintaining their sealing technology

nischen Vorteile (Verwendung umlaufender Dichtungen zwischen Zylinderkopf und Zylinderkopfdeckel sowie umlaufender Wellendichtungen), zu schaffen, deren Nockenwelle einfach zu montieren ist.niche advantages (use of circumferential seals between the cylinder head and Cylinder head cover and circumferential shaft seals), to create their camshaft is easy to assemble.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht in den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1, vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung beschreiben die Unteransprüche.The solution to this problem according to the invention consists in the characterizing features of claim 1, advantageous refinements of the invention are described in the subclaims.

Die Erfindung gestattet infolge Verwendung einer sich nur zwischen den Stirnwänden des Zylinderkopfes erstreckenden Nockenwelle sowie geteilter Nockenwellenlager die Montage der Nockenwelle, beispielsweise durch Handhabungsautomaten, in einer senkrecht zu ihrer Achse verlaufenden Richtung; soweit geschlossene, d.h. ungeteilte, Lager verwendet werden, nämlich die Wellendichtungslager, umschließen diese nicht unmittelbar die Nockenwelle, sondern als reine Dichtungslager den Nabenfortsatz an dem beispielsweise über einen Zahnriemen mit der Kurbelwelle der Maschine in Verbindung stehenden Antriebsrad der Nockenwelle sowie - sofern die Nockenwelle auch unmittelbar zum Antrieb eines Zündverteilers der Brennkraftmaschine dient - eine Anschlußachse des Zündverteilers. Die Montage des Antriebsrads bzw. ί der Anschlußachse des Zündverteilers erfolgt durch Einstecken in das jeweiligeThe invention allows due to the use of one only between the end walls of the cylinder head extending camshaft and split camshaft bearings Assembly of the camshaft, for example by automatic handling equipment, in a direction perpendicular to its axis; as far as closed, i.e. undivided, Bearings are used, namely the shaft seal bearings, these do not directly enclose the camshaft, but rather the hub extension as pure seal bearings on the drive wheel of the camshaft, which is connected to the crankshaft of the machine via a toothed belt, for example, as well as - if the camshaft also serves directly to drive an ignition distributor of the internal combustion engine - a connecting axis of the ignition distributor. The assembly of the drive wheel resp. ί the connection axis of the ignition distributor is made by inserting it into the respective

Wellendichtungslager in axialer Richtung von außen her, und die drehfeste Verbindung zwischen dem Antriebsrad bzw. der Anschlußachse einerseits und dem jeweils zugekehrten Ende der Nockenwelle andererseits erfolgt unter Verwendung von Verbindungsmitteln, beispielsweise Schrauben, die nach Positionierung der verschiedenen genannten Bestandteile der Brennkraftmaschine im Zylinderkopf zugänglich sind.Shaft seal bearing in the axial direction from the outside, and the non-rotatable connection between the drive wheel or the connecting axle on the one hand and the end of the camshaft facing each other on the other hand takes place using connecting means, For example, screws that are accessible after positioning the various named components of the internal combustion engine in the cylinder head are.

Wie Patentanspruch 4 zum Ausdruck bringt, bereitet es auch keine Schwierigkeiten, die erfindungsgemäße Brennkraftmaschine so auszugestalten, daß der Zylinderkopf um 180° um eine senkrechte Achse gedreht montiert werden muß, falls die Brennkraftmaschine in unterschiedlichen Einbaulagen montiert werden soll.As patent claim 4 expresses, there are also no difficulties to design the internal combustion engine according to the invention so that the cylinder head to Must be mounted rotated 180 ° about a vertical axis, if the internal combustion engine is to be installed in different installation positions.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun anhand der Zeichnung erläutert, dieAn embodiment of the invention will now be explained with reference to the drawing, which

- teilweise im Schnitt - eine Seitenansicht des Zylinderkopfes einer Vierzylinder-Brennkraftmaschine für den Antrieb eines Kraftfahrzeugs wiedergibt.- partly in section - a side view of the cylinder head of a four-cylinder internal combustion engine for driving a motor vehicle.

Der Zylinderkopf 1, der mit seiner unteren Fläche 2 dicht auf dem nicht dargestellten Zylinderblock der Maschine montiert ist, besitzt hochgezogene Stirnwände 3 und A, die mit mit der Nockenwelle 5 zur Steuerung der Ein- und Auslaßventile fluchtenden Durchbrüchen 6 und 7 versehen sind, die zur Bildung von Wellendichtungslagern mit umlaufenden Wellendichtungen 8 und 9 ausgerüstet sind. Da demgemäß diese Wellendichtungslager nicht in Höhe der Nockenwellenachse 10 geteilt sind, besitzt der Zylinderkopf 1 die nicht durch Kanten o. dgl. unterbrochene Auflagekante 11 für einen nicht dargestellten Zylinderkopf deckel, der demgemäß mit einer ebenfalls umlaufenden Dichtung versehen sein kann, wodurch nicht nur im Bereich der Wellendichtungslager 8 und 9, sondern auch im Bereich des Spalts zwischen der Auflagekante 11 einerseits und dem erwähnten Zylinderkopf deckel andererseits optimale Verhältnisse für eine wirksame Ölabdichtung geschaffen sind.The cylinder head 1, which with its lower surface 2 tightly on the not shown The cylinder block of the machine is mounted, has raised end walls 3 and A, which are connected to the camshaft 5 for controlling the intake and exhaust valves aligned openings 6 and 7 are provided, which form shaft seal bearings are equipped with rotating shaft seals 8 and 9. Since, accordingly, these shaft seal bearings are not divided at the level of the camshaft axis 10 are, the cylinder head 1 has the support edge not interrupted by edges or the like 11 for a cylinder head cover, not shown, which can accordingly be provided with a circumferential seal, which is not only in the area the shaft seal bearings 8 and 9, but also in the area of the gap between the support edge 11 on the one hand and the mentioned cylinder head cover on the other hand optimal conditions for an effective oil seal are created.

Die Lagerung der Nockenwelle erfolgt nur im Bereich zwischen den erwähnten Stirnwänden 3 und A durch in diesem Ausführungsbeispiel drei identische Nockenwellenlager 12, 13 und IA, die als in der die Nockenwellenachse 10 enthaltenden, zur Zeichenebene senkrechten Ebene geteilte Lager unter Verwendung von baugleichen Lagerdeckeln 15, 16 und 17 aufgebaut sind. Da ferner die Nockenwelle 5, deren Stirnflächen bei 18 und 19 angedeutet sind, vor den Ausnehmungen 6 und 7 in den Stirnwänden 3 und A des Zylinderkopfes 1 endet, kann ihre Montage in denkbar einfacher Weise durch Einlegen in die unteren Hälften der Nockenwellenlager 12, 13 und IA und anschließendes Aufsetzen der Lagerdeckel 15, 16 und 17 erfolgen.The camshaft is only supported in the area between those mentioned End walls 3 and A by three identical camshaft bearings in this embodiment 12, 13 and IA, which as in the one containing the camshaft axis 10, Bearings divided into a plane perpendicular to the plane of the drawing using structurally identical ones Bearing caps 15, 16 and 17 are constructed. Furthermore, since the camshaft 5, the end faces of which are indicated at 18 and 19, in front of the recesses 6 and 7 in the End walls 3 and A of the cylinder head 1 ends, their assembly can be very simple Way by inserting into the lower halves of the camshaft bearings 12, 13 and IA and then placing the bearing caps 15, 16 and 17 on.

In diesem Ausführungsbeispiel steht die Nockenwelle 5 in drehfester Verbindung mit dem Antriebsrad 20, das in an sich bekannter Weise von der nicht dargestellten Kurbelwelle der Brennkraftmaschine her angetrieben wird, und der Anschlußachse 21 des bei 22 angedeuteten, einen an sich bekannten Aufbau besitzenden Zündverteilers. Betrachtet man zunächst das Antriebsrad 20, so enthält es das eigentliche, aus Kunststoff bestehende Rad 23 und die mit diesem fest verbundene (eingegossene) Metallnabe 2A, die in Richtung auf das benachbarte Ende der Nockenwelle 5 vorsteht und die Ausnehmung 6 in der Stirnwand 3 durchsetzt. Dabei bildet die Umfangsfläche 25 der Nabe 2A eine mit dem Wellendichtring 8 zusammenwirkende Dichtfläche gegen das Austreten von Öl aus dem Innenraum des Zylinderkopfes 1.In this exemplary embodiment, the camshaft 5 is in a rotationally fixed connection with the drive wheel 20, which in a known manner from the crankshaft, not shown the internal combustion engine is driven, and the connection axis 21 of the ignition distributor indicated at 22 and having a structure known per se. If one looks first at the drive wheel 20, it contains the actual wheel 23, which is made of plastic, and the (cast) Metal hub 2A protruding towards the adjacent end of the camshaft 5 and the recess 6 in the end wall 3 passes through. It forms the circumferential surface 25 of the hub 2A has a sealing surface that interacts with the shaft sealing ring 8 to prevent oil from escaping from the interior of the cylinder head 1.

Zur Herstellung der drehfesten Verbindung zwischen Antriebsrad 20 einerseits und Nockenwelle 5 andererseits nach Positionierung der Teile 5 und 20 dient dieTo produce the non-rotatable connection between drive wheel 20 on the one hand and Camshaft 5 on the other hand after positioning the parts 5 and 20 is used

Schraube 26, die von außen her, d.h. auch nach Positionierung der genannten Teile im Zylinderkopf 1, frei zugänglich ist. Im Bereich der Nockenwellenstirnfläche 18 kann zur Erzielung einer formschlüssigen Verbindung ein entsprechendes Profil vorgesehen sein.Screw 26, which comes from the outside, i.e. also after positioning the parts mentioned in the cylinder head 1, is freely accessible. In the area of the camshaft face 18 a corresponding profile can be provided to achieve a form-fitting connection be.

Die Montage der AnschluBachse 21 des Zündverteilers 22 erfolgt analog zu der eben beschriebenen Montage des Antriebsrads 20.The assembly of the connection axis 21 of the ignition distributor 22 is carried out analogously to the one just described assembly of the drive wheel 20 as described.

Infolge zu der Mittelebene 27 spiegelbildlicher Anordnung und Ausbildung der Nokkenwellenlager und der Wellendichtungslager besteht die Möglichkeit, die Nockenwelle 5 um 180° um die Spur der Ebene 27 geschwenkt einzubauen.As a result of the arrangement and configuration of the camshaft bearings in mirror image to the central plane 27 and the shaft seal bearing there is the possibility of installing the camshaft 5 pivoted by 180 ° about the track of the plane 27.

Die Erfindung bietet mithin die Möglichkeit eines einfachen Einbaus der Nockenwelle in den Zylinderkopf auch in den Fällen, in denen, wie für Dichtungszwecke vorteilhaft, die Wellendichtungslager in den Stirnwänden des Zylinderkopfes nicht geteilt ausgeführt sind.The invention therefore offers the possibility of a simple installation of the camshaft in the cylinder head also in those cases in which, as is advantageous for sealing purposes, the shaft seal bearings in the end walls of the cylinder head are not are executed divided.

Claims (4)

Y O L K I V/ /. G I N W LRKYOLK I V / /. GINW LRK 3180 Wolfsburg3180 Wolfsburg K 3700/1770-hu-saK 3700/1770-hu-sa PATENTANSPRÜCHEPATENT CLAIMS ί l.JBrennkraftmaschine mit einer zur Betätigung von Gaswechselventilen der Maschine dienenden Nockenwelle, die im Zylinderkopf zwischen Stirnwänden desselben Nockenwellenlager durchsetzt, in deren Flucht ferner in den Stirnwänden über ihren Umfang geschlossene Wellendichtungslager vorgesehen sind und die mit einem vor einer der Stirnwände verlaufenden Antriebsrad in drehfester Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß die Nockenwellenlager (12,13,14) geteilt mit Lagerdeckeln (15,16,17) ausgeführt sind und das Antriebsrad (20) das ihm benachbarte Wellendichtungslager (8) mit einem Nabenfortsatz (2A) durchsetzt, dessen Umfang (25) eine mit einer Wellendichtung (8) zusammenwirkende Dichtfläche bildet und der mit der Nockenwelle (5) durch Verbindungsmittel (26) verbunden ist, die nach Positionierung von Nockenwelle (5) und Antriebsrad (20) zugänglich sind.ί lJ internal combustion engine with a camshaft which is used to actuate gas exchange valves of the machine and which penetrates the cylinder head between the end walls of the same camshaft bearing, in the alignment of which shaft seal bearings are also provided in the end walls over their circumference and which are in a rotationally fixed connection with a drive wheel running in front of one of the end walls stands, characterized in that the camshaft bearings (12,13,14) are divided with bearing caps (15,16,17) and the drive wheel (20) passes through the shaft seal bearing (8) adjacent to it with a hub extension (2A), the circumference of which (25) forms a sealing surface which interacts with a shaft seal (8) and which is connected to the camshaft (5) by connecting means (26) which are accessible after the camshaft (5) and drive wheel (20) have been positioned. 2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsmittel eine zur Nockenwelle (5) koaxiale Schraube (26) enthalten, deren Kopf von der freien Stirnseite des Antriebsrads (20) zugänglich ist.2. Internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the connecting means contain a screw (26) coaxial with the camshaft (5), the head of which is accessible from the free end face of the drive wheel (20). 3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das dem Antriebsrad (20) abgekehrte Wellendichtungslager (9) von einer AnschluQ-achse (21) eines Zündverteilers (22) durchsetzt ist, deren Umfang eine mit einer3. Internal combustion engine according to claim 1 or 2, characterized in that the the drive wheel (20) facing away from the shaft seal bearing (9) from a connection axis (21) of an ignition distributor (22) is penetrated, the scope of which is one with a Wellendichtung (9) zusammenwirkende Dichtfläche bildet und die mit der Nockenwelle (5) durch Verbindungsmittel drehfest verbunden ist, die nach Positionierung von Nockenwelle (5) und Anschlußachse (21) zugänglich sind.Shaft seal (9) forms cooperating sealing surface and which with the camshaft (5) is non-rotatably connected by connecting means which are accessible after positioning of the camshaft (5) and connecting axis (21). 4. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Nockenwellenlager (12,13,14) und die Wellendichtungslager (8,9) bezüglich einer zur Nockenwellenachse (10) senkrechten Mittelebene (27) spiegelbildlich
angeordnet und ausgebildet sind.4. Internal combustion engine according to one of claims 1 to 3, characterized in that
that the camshaft bearings (12,13,14) and the shaft seal bearings (8,9) are mirror images of a central plane (27) perpendicular to the camshaft axis (10)
are arranged and designed.
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