DE3602685C2

DE3602685C2 - Internal combustion engine with overhead camshaft

Info

Publication number: DE3602685C2
Application number: DE3602685A
Authority: DE
Inventors: Klaus-Hagen Schreiber; Winfried Oppermann
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1985-02-11
Filing date: 1986-01-30
Publication date: 1997-04-17
Anticipated expiration: 2006-01-31
Also published as: DE3602685A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to an internal combustion engine according to the preamble of the claim 1.

Brennkraftmaschinen dieses grundsätzlichen Aufbaus, wie sie im Prinzip beispielsweise aus den DE-OS 26 34 333 und DE 33 14 825 A1 bekannt sind, bieten hinsichtlich einer einfa chen und wirkungsvollen Abdichtung des Nockenwellenraums Vorteile gegenüber üblichen Brennkraftmaschinen, bei denen die Trennungsebene zwischen Zylinderkopf und Zylinder kopfdeckel mittig durch die in den Stirnwänden des Zylinderkopfes vorgesehenen Nocken wellenlager bzw. Dichtungslager verläuft. Außerdem ist aus der DE-PS 4 59 169 bekannt, eine Steuerwelle derart in den Stirnwänden einer Brennkraftmaschine zu lagern, daß diese samt einem Steuerwellengehäuse aus dem Zylinderblock herausnehmbar ist. Internal combustion engines of this basic structure, such as those made in principle, for example DE-OS 26 34 333 and DE 33 14 825 A1 are known, offer with regard to a simple Chen and effective sealing of the camshaft chamber advantages over conventional Internal combustion engines, in which the plane of separation between the cylinder head and the cylinder head cover centrally through the cams provided in the end walls of the cylinder head shaft bearing or seal bearing runs. It is also known from DE-PS 4 59 169 to store a control shaft in the end walls of an internal combustion engine such that this together with a control shaft housing can be removed from the cylinder block.

Infolge der dichtungstechnisch vorteilhaften Verwendung ungeteilter, d. h. über ihren Umfang geschlossener Wellendichtungslager bei den Brennkraftmaschinen der erfin dungsgemäßen Gattung ergeben sich aber Schwierigkeiten bei der Montage der Noc kenwelle, 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 Wellendicht lager 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. H. about your Scope of closed shaft seal bearings in the engine of the inventors genus according to the invention, however, difficulties arise in the assembly of the Noc kenwelle, which in the prior art both the camshaft bearings, which within of the cylinder head are arranged between its end walls, as well as in the The end seals provided penetrate if one does not seal the shaft Bearing with such a large diameter provides that the camshaft is inserted axially can be. However, this leads to large dimensions of the cylinder head and higher Bearing friction.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, eine Brennkraftmaschine ge mäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, d. h. unter Wahrung ihrer dichtungstech nischen Vorteile (Verwendung umlaufender Dichtungen zwischen Zylinderkopf und Zylinderkopfdeckel sowie um laufender Wellendichtungen), zu schaffen, deren Nocken welle einfach zu montieren ist.The invention is accordingly based on the object, an internal combustion engine ge according to the preamble of claim 1, d. H. while maintaining your sealing tech African advantages (use of circumferential seals between the cylinder head and Cylinder head cover as well as running shaft seals), to create their cams shaft is easy to assemble.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht in den kennzeichnenden Merk malen des Patentanspruchs 1, vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung beschrei ben die Unteransprüche.The achievement of this task consists in the characterizing note paint the claim 1, describe advantageous embodiments of the invention ben 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. unge teilte, Lager verwendet werden, nämlich die Wellendichtungslager, um schließen diese nicht unmittelbar die Nockenwelle, sondern als reine Dichtungslager den Nabenfort satz an dem beispielsweise über einen Zahnriemen mit der Kurbelwelle der Maschine in Verbindung stehenden Antriebsrad der Nockenwelle sowie - sofern die Nocken welle auch unmittelbar zum Antrieb eines Zündverteilers der Brennkraftmaschine dient - eine Anschlußachse des Zündverteilers. Die Montage des Antriebsrads bzw. der Anschlußachse des Zündverteilers erfolgt durch Einstecken in das jeweilige Wellendichtungslager in axialer Richtung von außen her, und die drehfeste Verbin dung zwischen dem Antriebsrad bzw. der Anschlußachse einerseits und dem jeweils zugekehrten Ende der Nockenwelle andererseits erfolgt unter Verwendung von Ver bindungsmitteln, beispielsweise Schrauben, die nach Positionierung der verschiedenen genannten Bestandteile der Brennkraftmaschine im Zylinderkopf zugänglich sind.The invention allows due to the use of only between the end walls of the cylinder head extending camshaft and split camshaft bearings Assembly of the camshaft, for example by automatic handling machines, in one direction perpendicular to their axis; as far as closed, d. H. unsung shared, bearings are used, namely the shaft seal bearings to close this not the camshaft directly, but the hub extension as a pure seal bearing set on, for example, a toothed belt with the crankshaft of the machine related drive wheel of the camshaft and - if the cams shaft also directly drives an ignition distributor of the internal combustion engine serves - a connecting axis of the ignition distributor. The assembly of the drive wheel or the connecting axis of the distributor is inserted into the respective one Shaft seal bearing in the axial direction from the outside, and the non-rotatable connection dung between the drive wheel or the connecting axle on the one hand and each facing end of the camshaft, on the other hand, is done using Ver binders, such as screws, after positioning the various mentioned components of the internal combustion engine accessible 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 Brennkraft maschine in unterschiedlichen Einbaulagen montiert werden soll.As claim 4 expresses, there are also no difficulties to design the internal combustion engine according to the invention so that the cylinder head Must be mounted rotated 180 ° around a vertical axis if the internal combustion engine machine is to be installed in different installation positions.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun anhand der Zeichnung erläutert, die - teilweise im Schnitt - eine Seitenansicht des Zylinderkopfes einer Vierzylinder-Brennkraftmaschine für den Antrieb eines Kraftfahrzeugs wiedergibt. An embodiment of the invention will now be explained with reference to the drawing - partially 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 dargestell ten Zylinderblock der Maschine montiert ist, besitzt hochgezogene Stirnwände 3 und 4, die mit mit der Nockenwelle 5 zur Steuerung der Ein- und Auslaßventile fluchtenden Durchbrüchen 6 und 7 versehen sind, die zur Bildung von Wellendich tungslagern mit umlaufenden Wellendichtungen 8 und 9 ausgerüstet sind. Da demge mäß diese Wellendichtungslager nicht in Höhe der Nockenwellenachse 10 geteilt sind, besitzt der Zylinderkopf 1 die nicht durch Kanten o. dgl. unterbrochene Aufla gekante 11 für einen nicht dargestellten Zylinderkopfdeckel, der demgemäß mit einer ebenfalls umlaufenden Dichtung versehen sein kann, wodurch nicht nur im Be reich der Wellendichtungslager 8 und 9, sondern auch im Bereich des Spalts zwischen der Auflagekante 11 einerseits und dem erwähnten Zylinderkopfdeckel andererseits optimale Verhältnisse für eine wirksame Ölabdichtung geschaffen sind.The cylinder head 1 , which is mounted with its lower surface 2 tightly on the cylinder block of the machine, not shown, has raised end walls 3 and 4 , which are provided with openings 6 and 7 aligned with the camshaft 5 for controlling the intake and exhaust valves, which are equipped with rotating shaft seals 8 and 9 to form shaft seals. Since accordingly these shaft seal bearings are not divided at the level of the camshaft axis 10 , the cylinder head 1 has the edge not interrupted by edges or the like. Aufla edged 11 for a cylinder head cover, not shown, which can accordingly be provided with a circumferential seal, which not only In the loading area of the shaft seal bearings 8 and 9 , but also in the area of the gap between the contact edge 11 on the one hand and the cylinder head cover mentioned, on the other hand, optimal conditions are created for an effective oil seal.

Die Lagerung der Nockenwelle erfolgt nur im Bereich zwischen den erwähnten Stirnwänden 3 und 4 durch in diesem Ausführungsbeispiel drei identische Nocken wellenlager 12, 13 und 14, die als in der die Nockenwellenachse 10 enthaltenden, zur Zeichenebene senkrechten Ebene geteilte Lager unter Verwendung von bauglei chen 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 4 des Zylinderkopfes 1 endet, kann ihre Montage in denkbar ein facher Weise durch Einlegen in die unteren Hälften der Nockenwellenlager 12, 13 und 14 und anschließendes Aufsetzen der Lagerdeckel 15, 16 und 17 erfolgen.The storage of the camshaft is carried out only in the area between the end walls 3 and 4 mentioned in this embodiment, three identical cam shaft bearings 12 , 13 and 14 , which as in the camshaft axis 10 containing, to the plane of the plane plane divided bearing using Bauglei Chen bearing caps 15 , 16 and 17 are constructed. Furthermore, since the camshaft 5 , the end faces of which are indicated at 18 and 19 , ends in front of the recesses 6 and 7 in the end walls 3 and 4 of the cylinder head 1 , their installation can be done in a simple manner by inserting them into the lower halves of the camshaft bearings 12 , 13 and 14 and then putting on the bearing caps 15 , 16 and 17 .

In diesem Ausführungsbeispiel steht die Nockenwelle 5 in drehfester Verbindung mit dem Antriebsrad 20, das in an sich bekannter Weise von der nicht dargestellten Kur belwelle der Brennkraftmaschine her angetrieben wird, und der Anschlußachse 21 des angedeuteten, einen an sich bekannten Aufbau besitzenden Zündvertei lers 22. Betrachtet man zunächst das Antriebsrad 20, so enthält es das eigentliche, aus Kunststoff bestehende Rad 23 und die mit diesem fest verbundene (eingegossene) Metallnabe 24, die in Richtung auf das benachbarte Ende der Nockenwelle 5 vor steht und die Ausnehmung 6 in der Stirnwand 3 durchsetzt. Dabei bildet die Um fangsfläche 25 der Nabe 24 eine mit dem Wellendichtring 8 zusammenwirkende Dichtfläche gegen das Austreten von Öl aus dem Innenraum des Zylinderkopfes 1.In this embodiment, the camshaft 5 is in a rotationally fixed connection with the drive wheel 20 , which is driven in a manner known per se from the not shown cure shaft of the internal combustion engine, and the connecting axis 21 of the indicated, a known structure having Zündvertei lers 22nd If we first consider the drive wheel 20 , it contains the actual wheel 23 made of plastic and the metal hub 24 which is firmly connected to it (cast in) and which faces in the direction of the adjacent end of the camshaft 5 and the recess 6 in the end wall 3 enforced. The peripheral surface 25 of the hub 24 forms a cooperating with the shaft seal 8 sealing surface against the escape of oil from the interior of the cylinder head 1st

Zur Herstellung der drehfesten Verbindung zwischen Antriebsrad 20 einerseits und Nockenwelle 5 andererseits nach Positionierung der Teile 5 und 20 dient die 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 vor gesehen sein.To produce the rotationally fixed connection between the drive wheel 20 on the one hand and the camshaft 5 on the other hand after the parts 5 and 20 have been positioned , the screw 26 is used , which is freely accessible from the outside, ie even after the parts mentioned have been positioned in the cylinder head 1 . A corresponding profile can be seen in the area of the camshaft end face 18 in order to achieve a positive connection.

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

Infolge der zu der Mittelebene 27 spiegelbildlicher Anordnung und Ausbildung der Noc kenwellenlager und der Wellendichtungslager besteht die Möglichkeit, die Nocken welle 5 um 180° um die Spur der Mittelebene 27 geschwenkt einzubauen.As a result of the mirror image of the center plane 27 and the configuration of the cam shaft bearings and the shaft seal bearing, there is the possibility of installing the cam shaft 5 pivoted by 180 ° around the track of the center plane 27 .

Die Erfindung bietet mithin die Möglichkeit eines einfachen Einbaus der Nocken welle 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 simple installation of the cams shaft in the cylinder head even in those cases where, as for sealing purposes advantageous, the shaft seal bearing in the end walls of the cylinder head is not are divided.

Claims

1. Internal combustion engine with an actuator for actuating gas exchange valves of the machine, which sets in the cylinder head between end walls of the same camshaft bearing, in the escape further in the end walls over its circumference closed shaft sealing device bearings are provided and the wheel with a drive in front of one of the end walls is in a rotationally fixed connection, characterized in that the camshaft bearings ( 12 , 13 , 14 ) are designed to be divided with bearing caps ( 15 , 16 , 17 ) and the drive wheel ( 20 ) has the shaft seal bearing ( 8 ) adjacent to it with circumferential shaft seals with a hub extension ( 24 ) penetrates, the circumference ( 25 ) of which forms a sealing surface interacting with the shaft seal and which is connected to the camshaft ( 5 ) by connecting means ( 26 ) which are accessible from the outside after the camshaft ( 5 ) and drive wheel ( 20 ) have been positioned .

2. Internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the connec tion means contain a coaxial screw into the camshaft ( 5 ) screw ( 26 ), the head of which is accessible from the free end face of the drive wheel ( 20 ).

3. Internal combustion engine according to claim 1 or 2, characterized in that the said drive wheel (20) remote from the shaft seal bearing (9) axially from a terminal (21) of an ignition distributor (22) passing through it, its periphery cooperating with a shaft seal (9) sealing surface forms and which is rotatably connected to the cam shaft ( 5 ) by connecting means which are accessible after positioning of the camshaft ( 5 ) and connecting axis ( 21 ).

4. Internal combustion engine according to one of claims 1 to 3, characterized in that the camshaft bearings ( 12 , 13 , 14 ) and the shaft seal bearings ( 8 , 9 ) with respect to a central plane ( 27 ) perpendicular to the camshaft axis ( 10 ) are arranged and formed in mirror image.