DE3620090C2

DE3620090C2 -

Info

Publication number: DE3620090C2
Application number: DE19863620090
Authority: DE
Inventors: Max 7107 Obereisesheim De Ruf; Erwin Dipl.-Ing. 7101 Oedheim De Korostenski
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 1985-06-28
Filing date: 1986-06-14
Publication date: 1990-01-11
Also published as: DE3620090A1

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 claim 1.

Eine entsprechende Befestigung des Zylinderkopfes mit dem Zylinderkurbelgehäuse ist bspw. aus der DE-PS 5 46 536 beschrieben.Appropriate mounting of the cylinder head with the Cylinder crankcase is described, for example, in DE-PS 5 46 536.

Bei den desweiteren bekannten Brennkraftmaschinen dieser Art erfolgt die Befestigung des Zylinderkopfes am Zylinderkurbelge häuse entweder zumeist durch Sechskantschrauben oder durch in das Zylinderkurbelgehäuse eingeschraubte Stiftschrauben, wo bei die Schraubenköpfe bzw. die Muttern über Beilagscheiben an einer Planfläche des Zylinderkopfes anliegen. Bei Brenn kraftmaschinen mit vier oder mehr Ventilen pro Zylinder und relativ kleiner Zylinderbohrung ist jedoch diese Art der Befestigung des Zylinderkopfes am Zylinderkurbelge häuse oftmals problematisch, da insbesondere bei Verwen dung von Ventilen mit Tassenstößeln kein ausreichender Platz für die Unterbringung der Auflageflächen für die Schraubenköpfe bzw. Muttern an den üblichen Stellen vor handen ist. Man muß daher einen Kompromiß hinsichtlich der Anordnung der Zylinderkopfschrauben und der Ventile bzw. deren Gaswechselkanäle eingehen.In the further known internal combustion engines of this type the attachment of the cylinder head to the cylinder crank housing either mostly with hexagon screws or into the Cylinder crankcase screwed studs where for the screw heads or the nuts over washers rest on a flat surface of the cylinder head. With Brenn engines with four or more valves per cylinder and relatively small cylinder bore is this type the fastening of the cylinder head to the cylinder crank Housing often problematic, especially when using of valves with tappets is not sufficient Space for the accommodation of the support surfaces for the Screw heads or nuts in the usual places is there. So you have to compromise the arrangement of the cylinder head bolts and the valves or enter their gas exchange channels.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Brenn kraftmaschine zu schaffen, bei der eine optimale Anordnung der Schraubverbindungen zwischen Zylinderkopf und Zylinder kurbelgehäuse ermöglicht wird, auch wenn die Zylinder eine verhältnismäßig kleine Bohrung haben und pro Zylinder vier oder mehr Ventile vorgesehen sind.The invention has for its object a burning to create an engine with an optimal arrangement the screw connections between cylinder head and cylinder crankcase is enabled, even if the cylinder is a have relatively small bore and per cylinder four or more valves are provided.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Einrichtung durch die im Kenn zeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.This task is in a generic device by the in the Kenn Character of claim 1 specified features solved.

Da Differentialschrauben keine Schraubenköpfe oder Muttern haben, müssen am Zylinderkopf keine Auflageflächen für diese Teile vorgesehen werden, so daß es möglich ist, auch bei sehr beengten Platzverhältnissen die Ver schraubung an Stellen vorzusehen, an denen für Auflage flächen von Schraubenköpfen bzw. Muttern kein Platz vorhanden wäre.Because differential screws do not have screw heads or nuts have no contact surfaces on the cylinder head for these parts are provided so that it is possible even in very confined spaces provide screwing in places where for support There is no space for screw heads or nuts would be present.

Vorzugsweise ist der Schaft der Differentialschraube zwischen den Gewindeabschnitten mit einer an sich be kannten Profilierung versehen, die die Fließlänge der Schraube erhöht. Derartige Schrauben können nach Er reichen der Streckgrenze noch um beispielsweise bis zu 600° angezogen werden, ohne daß die Schraubenkraft absinkt. Dadurch lassen sich in gewissen Grenzen Her stellungstoleranzen hinsichtlich der Lage der Innenge winde in den Bohrungen des Zylinderkopfes und des Zylinderkurbelgehäuses relativ zueinander auf einfache Weise ausgleichen. Eine "Passdehnschraube" dieser Art ist beispielsweise in den "VDI-Nachrichten" Nr. 41, vom 12. 10. 1984 beschrieben.The shaft of the differential screw is preferably between the threaded sections with a be knew profiling that the flow length of the Screw increased. Such screws can according to Er reach the yield strength by, for example, up to can be tightened to 600 ° without losing the screw force sinks. This allows Her positional tolerances with regard to the position of the inner wind in the bores of the cylinder head and the Cylinder crankcase relative to each other in a simple manner Balance way. A "pass screw" of this type is for example in "VDI-Nachrichten" No. 41, dated October 12, 1984.

Da es zur Erzielung der nötigen Schraubenvorspannung notwendig ist, daß bei angezogener Schraube eine ge wisse Mindestzahl von Gewindegängen beider Gewinde abschnitte der Differentialschraube trägt, ist es er forderlich, daß das Innengewinde in der Bohrung im Zylinderkopf in einem bestimmten Abstand von dem Ge winde der Gewindebohrung im Zylinderkurbelgehäuse liegt. Um diesen Abstand unabhängig von Fertigungstoleranzen einhalten zu können, ist es zweckmäßig, das mit dem ersten Gewindeabschnitt der Differentialschraube zu sammenwirkende Innengewinde in einer Gewindehülse vor zusehen, die mit einem Außengewinde in ein entsprechen des Innengewinde in der Bohrung im Zylinderkopf einge schraubt ist. Um zu vermeiden, daß die Gewindehülse beim Eindrehen und Festziehen der Differentialschraube mitgedreht und weiter eingeschraubt wird, ist das Außen gewinde der Gewindehülse und das mit diesem zusammen wirkende Innengewinde andersgängig als die Gewinde der Differentialschraube, also linksgängig, wenn die Gewinde der Differentialschraube rechtsgängig sind. Abgesehen von der genauen Einstellbarkeit des Abstandes der mit den Gewindeabschnitten der Differentialschraube zusammen wirkenden Gewinde kann mit der Gewindehülse die Aufnahme fläche für die Schraubenkraft im normalerweise aus einer Leichtmetallegierung bestehenden Zylinderkopf vergrößert werden, da die Gewindehülse fast beliebig lang ausge führt werden kann und die Aufnahmefläche von der Projek tion der Flanke eines Gewindeganges multipliziert mit der Anzahl der Gewindegänge gebildet ist.Since it is necessary to achieve the necessary screw preload it is necessary that when the screw is tightened a ge know minimum number of threads of both threads sections of the differential screw, it is he required that the internal thread in the bore in Cylinder head at a certain distance from the Ge winch of the threaded hole is in the cylinder crankcase. By this distance regardless of manufacturing tolerances To be able to comply with it, it is appropriate to do that with the first threaded section of the differential screw cooperating internal thread in a threaded sleeve watch that match with an external thread in one of the internal thread in the bore in the cylinder head is screwed. To avoid the threaded sleeve when screwing in and tightening the differential screw is turned and screwed in further, is the outside thread of the threaded sleeve and together with this acting internal thread differently than the thread of the Differential screw, i.e. left-handed if the thread the differential screw are right-handed. Except on the exact adjustability of the distance with the threaded sections of the differential screw together acting thread can be accommodated with the threaded sleeve area for the screw force usually from one Light metal alloy existing cylinder head enlarged , because the threaded sleeve is almost any length can be guided and the recording area of the project tion of the flank of a thread multiplied by the number of threads is formed.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es zeigtAn embodiment of the invention is as follows described with reference to the drawings. It shows

Fig. 1 einen Teilschnitt eines Zylinderkopfes und des benachbarten Bereiches eines Zylinder kurbelgehäuses, Fig. 1 shows a partial section of a cylinder head and a cylinder crankcase of the adjacent region,

Fig. 2 einen Schnitt des Zylinderkopfes entlang der Linie 2-2 in Fig. 1, Fig. 2 shows a section of the cylinder head taken along line 2-2 in Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt entlang Linie 3-3 in Fig. 2 und Fig. 3 is a section along line 3-3 in Fig. 2 and

Fig. 4 einen Schnitt ähnlich Fig. 2 mit einer Abwandlung. Fig. 4 shows a section similar to Fig. 2 with a modification.

Es sei zunächst auf Fig. 1 Bezug genommen, in der mit 1 ein Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine und mit 2 ein Zylinderkurbelgehäuse bezeichnet sind. Der Zylinderkopf 1 weist im Ausführungsbeispiel für jeden Zylinder zwei Einlaßventile und zwei Auslaßventile auf, von denen in den Zeichnungen nur die beiden Einlaßventile ange deutet sind, die Tassenstößel 3 bzw. 4 aufweisen, welche von Nocken 5 bzw. 6 einer obenliegenden Nockenwelle 7 betätigt werden.Referring first to FIG. 1, a cylinder crankcase are referred to with 1, a cylinder head of an internal combustion engine and 2. The cylinder head 1 has two intake valves and two exhaust valves for each cylinder in the exemplary embodiment, of which only the two intake valves are indicated in the drawings, the tappets 3 and 4 , which are actuated by cams 5 and 6 of an overhead camshaft 7 .

Der Zylinderkopf 1 ist mit dem Zylinderkurbelgehäuse 2 unter anderem zwischen benachbarten Ventilen durch Differentialschrauben verschraubt, von denen lediglich eine Differentialschraube 8 dargestellt ist. Zur Auf nahme jeder Differentialschraube 8 ist der Zylinderkopf 1 mit einer Bohrung 9 und das Zylinderkurbelgehäuse 2 mit einer Gewindebohrung 10 versehen. Die Differential schraube 8 weist zwei Gewindeabschnitte 11 und 12 auf, von denen der erste Gewindeabschnitt 11 einen größeren Außendurchmesser und eine kleinere Steigung hat als der zweite Gewindeabschnitt 12. In der Bohrung 9 im Zylinder kopf 1 ist ein dem ersten Gewindeabschnitt 11 ent sprechendes Innengewinde 13 vorgesehen, und die Gewinde bohrung 10 im Zylinderkurbelgehäuse 12 hat ein Gewinde, das demjenigen des zweiten Gewindeabschnitts 10 ent spricht. An ihrem zylinderkopfseitigen Ende ist die Differentialschraube 8 mit einem den Außendurchmesser der Schraube nicht übersteigenden Außenmehrkant 14 für den Angriff eines Werkzeuges versehen. Anstelle des Außenmehrkants 14 kann auch der in Fig. 2 dargestellte Innenmehrkant 14 a vorgesehen werden.The cylinder head 1 is screwed to the cylinder crankcase 2, inter alia, between adjacent valves by differential screws, of which only one differential screw 8 is shown. To take on each differential screw 8 , the cylinder head 1 is provided with a bore 9 and the cylinder crankcase 2 with a threaded bore 10 . The differential screw 8 has two threaded sections 11 and 12 , of which the first threaded section 11 has a larger outer diameter and a smaller pitch than the second threaded section 12 . In the bore 9 in the cylinder head 1 a corresponding to the first threaded portion 11 is provided internal thread 13 , and the threaded bore 10 in the cylinder crankcase 12 has a thread that speaks to that of the second threaded portion 10 ent. At its end on the cylinder head side, the differential screw 8 is provided with an outer polygon 14, which does not exceed the outside diameter of the screw, for the engagement of a tool. Instead of the outer polygon 14 , the inner polygon 14 a shown in FIG. 2 can also be provided.

Wie insbesondere aus den Fig. 2 und 3 ersichtlich ist, be nötigt die Differentialschraube 8 nur sehr wenig Platz, so daß sie ohne nennenswerte Schwächung der die Bohrungen 15, 16 für die Aufnahme der Tassenstößel 3, 4 umgebenden Wände des Zylinderkopfes 2 untergebracht werden kann. Besonders Fig. 3 macht deutlich, daß für einen Schrauben kopf oder eine Mutter und die unverzichtbare Unterleg scheibe der üblichen Zylinderkopfverschraubung kein Platz vorhanden wäre. As can be seen in particular from FIGS. 2 and 3, the differential screw 8 requires very little space, so that it can be accommodated without significant weakening of the holes 15, 16 for receiving the tappets 3, 4 surrounding walls of the cylinder head 2 . Fig. 3 in particular makes it clear that there would be no space for a screw head or a nut and the indispensable washer of the usual cylinder head screw connection.

Das Andrücken des Zylinderkopfes 1 an das Zylinder kurbelgehäuse 2 erfolgt beim Anziehen der Differential schraube 8 aufgrund der unterschiedlichen Steigungen der Gewindeabschnitte 11 und 12. Beispielsweise kann der Ge windeabschnitt 11 ein Gewinde M14 × 1,44 und der Gewinde abschnitt 12 ein Gewinde M11 × 1,5 aufweisen.The pressing of the cylinder head 1 to the cylinder crankcase 2 takes place when tightening the differential screw 8 due to the different pitches of the threaded portions 11 and 12th For example, the threaded section 11 may have a thread M14 × 1.44 and the threaded section 12 may have a thread M11 × 1.5.

Der Schaft der Differentialschraube 8 ist zwischen den Gewindeabschnitten 11, 12 mit einer Profilierung in Form einer Mehrzahl von Umfangsnuten 17 versehen, durch die die Fließlänge der Schraube erhöht wird. Unter Fließlänge ist der Winkelbereich zu verstehen, um den die Schraube nach Erreichen der Streckgrenze weiter angezogen werden kann, bevor die Schraubenkraft abfällt und eine bleibende Längung eintritt. Durch die Profilierung können in ge wissen Grenzen Fertigungstoleranzen hinsichtlich der Lage des Innengewindes 13 relativ zur Gewindebohrung 10 ausge glichen werden, da die Schraube nach Erreichen der Streck grenze je nach Ausführung der Profilierung um bis zu zwei Umdrehungen weiter angezogen werden kann, ohne daß die Schraubenkraft abfällt. Die Profilierung braucht nicht aus den dargestellten Umfangsnuten zu bestehen, sondern kann auch beispielsweise wendelförmig sein.The shaft of the differential screw 8 is provided between the threaded sections 11, 12 with a profile in the form of a plurality of circumferential grooves 17 , through which the flow length of the screw is increased. The flow length is to be understood as the angular range by which the screw can be tightened further after reaching the yield point before the screw force drops and permanent elongation occurs. Due to the profiling, manufacturing tolerances with regard to the position of the internal thread 13 relative to the threaded bore 10 can be compensated within ge limits, since the screw can be tightened further by up to two revolutions after reaching the yield point, depending on the design of the profiling, without the screw force falls off. The profiling need not consist of the circumferential grooves shown, but can also be helical, for example.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 ist das mit dem ersten Gewindeabschnitt 11 der Differentialschraube 8 zu sammenwirkende Innengewinde 13 nicht in der Bohrung 9 im Zylinderkopf 1 vorgesehen, sondern in einer Gewindehülse 18, die ein Außengewinde 19 aufweist, welches andersgängig ist als das Innengewinde 13, und in ein entsprechendes Innen gewinde 20 in der Bohrung 9 eingeschraubt ist. Durch ent sprechendes Einschrauben der Gewindehülse 18 läßt sich ein genau bestimmter Abstand zwischen dem Innengewinde 13 und dem Gewinde der Gewindebohrung 10 im Zylinderkurbelgehäuse einstellen, bei dem eine Mindestanzahl von Gewindegängen beider Gewindeabschnitte 11, 12 der Differentialschraube 8 nach dem Festziehen tragen. Dadurch, daß die Gewinde 19, 20 andersgängig sind als das Innengewinde 13, wird vermieden, daß die Gewindehülse 18 beim Einschrauben und Festziehen der Differentialschraube 8 mitgedreht und weiter einge schraubt wird.In the exemplary embodiment according to FIG. 4, the internal thread 13 to be cooperated with the first threaded section 11 of the differential screw 8 is not provided in the bore 9 in the cylinder head 1 , but in a threaded sleeve 18 which has an external thread 19 which is different from the internal thread 13 , and is screwed into a corresponding internal thread 20 in the bore 9 . By accordingly screwing in the threaded sleeve 18 , a precisely determined distance between the internal thread 13 and the thread of the threaded bore 10 in the cylinder crankcase can be set, in which a minimum number of threads of both threaded sections 11, 12 of the differential screw 8 after tightening. Characterized in that the threads 19, 20 run differently than the internal thread 13 , it is avoided that the threaded sleeve 18 is rotated when screwing in and tightening the differential screw 8 and is further screwed.

Zum Einschrauben der Gewindehülse 18 sind in deren Stirnfläche 21 nicht dargestellte Radialnuten zum An griff eines Werkzeuges vorgesehen.For screwing in the threaded sleeve 18 in the end face of the radial grooves not shown are for 21 to grip a tool is provided.

Claims

1.Internal combustion engine with a cylinder crankcase and a cylinder head which is connected to the cylinder crankcase by screws, each of which extends through a bore in the cylinder head and is screwed into a threaded hole in the cylinder crankcase, characterized in that the screws screw differential ( 8 ) with two threaded sections ( 11, 12 ), of which the first section ( 11 ) has a larger outer diameter and a smaller pitch than the second section ( 12 ), and that in the bore ( 9 ) in the cylinder head ( 1 ) First Ge threaded section ( 11 ) corresponding internal thread ( 13 ) is provided and the thread of the threaded bore ( 10 ) in the cylinder crankcase ( 2 ) corresponds to the second threaded section ( 12 ).

2. Internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the cylinder head-side end of the coil (8) comprises internal polygon (14 a) or the outer diameter of the screws (8) not exceeding outer polygon (14) of a tool for the attack having.

3. Internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the shaft of the differential screw ( 8 ) between the threaded portions ( 11, 12 ) has a known profile ( 17 ) which increases the flow length of the screw.

4. Internal combustion engine according to claim 1, characterized in that with the first threaded portion ( 11 ) cooperating internal thread ( 13 ) is provided in a threaded sleeve ( 18 ) having an external thread ( 19 ) which is different than the internal thread ( 13 ), and is screwed into a corresponding internal thread ( 20 ) in the bore ( 9 ) in the cylinder head ( 1 ).