DE3634877C2 - - Google Patents
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- DE3634877C2 DE3634877C2 DE3634877A DE3634877A DE3634877C2 DE 3634877 C2 DE3634877 C2 DE 3634877C2 DE 3634877 A DE3634877 A DE 3634877A DE 3634877 A DE3634877 A DE 3634877A DE 3634877 C2 DE3634877 C2 DE 3634877C2
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Description
Die Erfindung betrifft eine Nockenwellenlageranordnung zum
Lagern einer oben liegenden Nockenwelle einer Ventilsteuer
einrichtung einer Brennkraftmaschine mit den Merkmalen des
Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.
Aus US-PS 44 38 734 ist eine Nockenwellenlageranordnung der
eingangs genannten Art bekannt. Die Nockenwellenlageranordnung
umfaßt mehrere Nockenwellenlagerteile, welche am
Zylinderkopf angeordnet sind und zur drehbaren Lagerung
einer Nockenwelle am Zylinderkopf dienen. Ferner sind im
Abstand angeordnete Nockenwellenhalter vorgesehen, die ebenfalls
zur Lagerung der oben liegenden Nockenwelle dienen.
Zur Zufuhr von Schmieröl zur Nockenwelle ist eine Ölzufuhrleitung
vorgesehen. Die Nockenwellenhalter sind hierbei mit
Hilfe von zwei gegenüberliegenden, starren Trägerteilen
verbunden, die entweder einteilig mit den Nockenwellenhaltern
oder getrennt von diesen vorgesehen sein können, und
die mit Hilfe von Schrauben oder dergleichen an den Nockenwellenhaltern
angebracht sind. Die beiden starren Trägerteile
liegen bezogen auf die Längsachse der Nockenwelle
einander gegenüber und verlaufen parallel zur Längsrichtung
der Nockenwellenachse. Hierdurch lassen sich Schwingungen
unterdrücken, um die Geräuschentwicklung an der Brennkraftmaschine
zu reduzieren.
Aus DE-OS 34 24 773 ist es bekannt, eine Nockenwelle mit
Hilfe von Nockenwellenhaltern und Lagerunterteilen zu
lagern, d. h. eine zweiteilige Lageranordnung für eine oben
liegende Nockenwelle vorzusehen.
Bei der DE-OS 27 03 519 wird eine Ölleitung in einem
Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine derart vorgesehen, daß
sie oberhalb einer Nockenwelle verläuft und Schmieröl der
Nockenwelle zuführen kann. Die Ölleitung wird von einem
Ölrohr gebildet, das an einem Ende am Zylinderkopf befestigt
ist, und das ein gesondertes Bauteil ist.
Aus US-PS 45 37 166 ist ebenfalls eine Nockenwellenlageranordnung
für eine oben liegende Nockenwelle angegeben,
welche wie bei der DE-OS 34 24 773 zweiteilig ausgelegt ist.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine
Nockenwellenlageranordnung bereitzustellen, welche insbesondere
in Nockenwellenachsrichtung ein äußerst steifes bzw.
starres Verhalten hat und eine zuverlässige sowie dauerhafte
Nockenwellenlagerung ermöglicht.
Nach der Erfindung wird diese Aufgabe bei einer Nockenwellenlageranordnung
zum Lagern einer oben liegenden Nockenwelle
einer Ventilsteuereinrichtung einer Brennkraftmaschine,
welche die Merkmale des Oberbegriffs des
Patentanspruchs 1 aufweist, in Verbindung mit den Merkmalen
seines Kennzeichens gelöst.
Bei der erfindungsgemäßen Nockenwellenlageranordnung sind
die Lagerunterteile und die hiermit zusammenarbeitenden
Nockenwellenhalter durch einen Rahmen fest miteinander
verbunden, welcher in Längsrichtung verlaufende und parallel
zur Nockenwellenlängsachse angeordnete Längsrahmenelemente
und diese in Querrichtung miteinander verbindende Querrahmenelemente
hat, wobei in den Rahmen die Ölleitung integriert
ist. Dieser starre Rahmen hält die Lagerunterteile
und die Nockenwellenhalter in vorbestimmter Zuordnung
zueinander auf zuverlässige Weise, wodurch insbesondere die
Längs- und Quersteifigkeit der Nockenwellenlageranordnung
durch den als Aussteifung dienenden Rahmen wesentlich
verbessert werden. Durch die in den Rahmen integrierte
Ölleitung kann das Öl auf konstruktiv einfache Weise zuverlässig
den jeweils gewünschten Schmierstellen im Lagerbereich
der Nockenwelle zugeführt werden. Mit dieser erfindungsgemäßen
Nockenwellenlageranordnung wird auch bei den im
Betriebszustand auftretenden Belastungen und Temperaturverhältnissen
eine genaue und verschleißarme Lagerung der
Nockenwelle ermöglicht, so daß die Startzeit einer derartigen
Nockenwellenlageranordnung wesentlich verbessert wird.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in
den Ansprüchen 2 bis 6 wiedergegeben.
Die Erfindung wird nachstehend anhand bevorzugter Ausführungsformen
unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung
näher erläutert. Darin zeigt:
Fig. 1 eine Seitenansicht einer Brennkraftmaschine
mit Nockenwellenlageranordnungen nach der
Erfindung in Teilschnittdarstellung,
Fig. 2 eine vergrößerte Vertikalausschnittsansicht
einer der Nockenwellenlageranordnungen,
Fig. 3 eine perspektivische Ausschnittsansicht der
Nockenwellenlageranordnung,
Fig. 4 eine Vertikal- und Längsschnittansicht der
Nockenwellenlageranordnung als Ausschnitt,
Fig. 5 eine Vertikal- und Querschnittsansicht der
Nockenwellenlageranordnung längs der Linie V-V in
Fig. 4 als Ausschnitt,
Fig. 6 eine Draufsicht der Nockenwellenlageranord
nung als Ausschnitt,
Fig. 7 eine perspektivische Ansicht zur Verdeutlichung
der Art und Weise, mit der die Nockenwellen
lagerflächen der Nockenwellenlageranordnung end
bearbeitet werden,
Fig. 8 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsvariante
einer Nockenwellenlageranordnung
als Ausschnittsansicht,
Fig. 9 eine Vertikalschnittansicht der Nockenwel
lenanordnung nach Fig. 8 als Ausschnitts
ansicht,
Fig. 10 eine vergrößerte Vertikalschnittansicht der
Nockenwellenlageranordnung in einem der Zylin
derflanschgruppen von Fig. 1 als Ausschnitts
ansicht, wobei eine Ausführungsvariante zur
Schmierung der jeweiligen Nockenwellenlauf
flächen gezeigt ist,
Fig. 11 eine Schnittansicht längs der Linie XI-XI in
Fig. 10,
Fig. 12 eine Schnittansicht längs der Linie XII-XII
in Fig. 10, wobei einige Teile aus Übersicht
lichkeitsgründen weggelassen oder schematisch
dargestellt sind, und
Fig. 13 eine vergrößerte Vertikalschnittansicht zur
Verdeutlichung einer weiteren Ausführungsform
mit einer Schmiereinrichtung für die Nocken
wellenlauffläche bei einer anderen Zylinder
flanschgruppe in Fig. 1 als Ausschnittsansicht.
In Fig. 1 ist eine Mehrzylinderbrennkraftmaschine E mit
V-Anordnung gezeigt, die ein Paar von im Winkelabstand an
geordneten Zylinderblöcken hat, die zugeordnete Zylinder
flanschgruppen C 1, C 2 aufweist, die in Richtung voneinander
weg geneigt angeordnet sind. Die Zylinderköpfe 2 sind je
weils fest mit den oberen Enden der Zylinderblöcke 1 ver
bunden.
Da die Zylinderblöcke 1 und die zugeordneten Zylinder
köpfe abgesehen von den nachstehend näher angegebenen
Einzelheiten symmetrisch ausgebildet sind, werden nach
stehend nur der Zylinderblock 1 und der Zylinderkopf 2
näher erläutert, die auf der linken Seite in Fig. 1 ge
zeigt sind.
Der Zylinderkopf 2 hat eine Reihe von Brennkammern 3
(nur eine ist gezeigt) und Einlaß- und Auslaßkanäle
4i, 4e, die über zugeordnete Einlaß- und Auslaßöffnungen
4a, 4b (Fig. 2) in die jeweiligen Brennkammern 3 münden.
Die Einlaß- und Auslaßöffnungen 4i, 4e können mit Hilfe
der Einlaß- und Auslaßkanäle 5i, 5e jeweils geöffnet und
geschlossen werden, die in Ventilführungen 6, 7 gleitbe
weglich gelagert sind, die im Zylinderkopf 2 vorgesehen
sind. Die Einlaß- und Auslaßventile 5i, 5e sind zur Achse
Y des Zylinders geneigt, so daß die oberen Enden der Ven
tile 5i, 5e weit voneinander entfernt angeordnet sind.
Die Einlaßventile 5i auf den Zylinderflanschgruppen C 1,
C 2 liegen näher an dem V-förmigen Tal oder dem V-förmigen
Raum, der zwischen den Zylinderflanschgruppen C 1, C 2 ge
bildet wird.
Die Einlaß- und Auslaßventile 5i, 5e werden mit Hilfe
einer Ventilsteuereinrichtung 9 gesteuert, die in einer
Kammer 8 angeordnet ist, die im Zylinderkopf 2 gebildet
wird. Die Ventilschäfte der Einlaß- und Auslaßventile 5i,
5e erstrecken sich in die Kammern 8 nach oben. Ventilfe
dern 10, 11 sind um die Ventilschäfte angeordnet und unter
Kompression zwischen Halteeinrichtungen 5a, 5b und den
Zylinderkopfteilen gehalten, um die Einlaß- und Auslaßven
tile 5i, 5e im Grundzustand in Schließrichtung der Einlaß-
und Auslaßkanäle 4i, 4e zu drücken. Eine einzige Noc
kenwelle 12 ist oberhalb des Einlaßventils 5i angeordnet
und drehbar im Zylinderkopf 2 gelagert. Eine Nockenwellenhalte
einrichtung 14 ist mittels Schrauben 13 daran befestigt.
Die Nockenwelle 12 hat eine Mehrzahl von Einlaß- und Aus
laßnocken 12i, 12e, die zur Steuerung der Einlaß- und Aus
laßventile 5i, 5e dienen. Erste und zweite Schwinghebel
15a, 15b sind unterhalb der Nockenwelle 12 in einer etwa V-
förmigen Konfiguration angeordnet und sie haben jeweils
obere mittlere Gleitflächen, die in Gleitkontakt jeweils
mit den Einlaß- und Auslaßnocken 12i, 12e in ihren unteren
Teilen stehen.
Der erste Schwinghebel 15a hat ein oberes Ende, das win
kelbeweglich durch ein halbkugelförmiges Lagerende 17c
einer ersten hydraulischen Spielnachstelleinrichtung
gelagert ist, die in
einer im Zylinderkopf 2 gebildeten Öffnung 16 angeordnet
ist. Das untere Ende des ersten Schwinghebels 15a ist ge
gen das obere Ende 5c des Ventilschafts des Einlaßventi
les 5i gehalten.
Der zweite Schwinghebel 15b hat ein unteres Ende, das durch
ein halbkugelförmiges Lagerende 17d einer zweiten hydrau
lischen Spielnachstelleinrichtung 17b winkelbeweglich ge
lagert ist, die in einer im Zylinderkopf 2 gebildeten Öff
nung 18 angeordnet ist. Das obere Ende des ersten Schwinghebels
15b beaufschlagt ein oberes Ende des Ventilschafts
des Einlaßventils 5e über eine Verbindungseinrichtung 19.
Die Verbindungseinrichtung 19 weist eine Schubstange 20
auf, deren eines Ende in Eingriff mit dem oberen Ende des
zweiten Schwinghebels 15b ist, und es ist ein winkelhebel
förmig ausgebildeter Kipphebel 21 vorgesehen, der ein Ende
hat, das mit dem gegenüberliegenden Ende der Schubstange
20 zusammenarbeitet und das andere Ende arbeitet mit dem
oberen Ende 5d des Ventilschafts des Auslaßventils 5e zu
sammen. Der Kipphebel 21 ist mit Hilfe einer Kipphebelwelle 22
im Zylinderkopf 2 winkelbeweglich gelagert.
Hierbei sind entsprechend der Anzahl der Einlaßventile
5i mehrere erste hydraulische Spielnachstelleinrich
tungen 17a vorgesehen und entsprechend der Anzahl der
Auslaßventile 5e ist ebenfalls eine entsprechende An
zahl zweiter hydraulischer Spielnachstelleinrichtungen
17b vorgesehen. Die ersten und zweiten hydraulischen
Spielnachstelleinrichtungen 17a, 17b sind in horizonta
ler Richtung in regelmäßigen Abständen entsprechend den
Zylindern der Zylinderflanschgruppen C 1, C 2 angeordnet.
Beim Arbeiten der Brennkraftmaschine E werden die Nocken
wellen 12 in den Zylinderflanschgruppen C 1, C 2 synchron
durch eine gemeinsame Kurbelwelle 23 mit Hilfe einer rie
menähnlichen Synchronübertragungseinrichtung 24 gesteuert.
Die insoweit beschriebene Brennkraftmaschine E hat eine
übliche Auslegungsform und Betriebsweise.
Wie in den Fig. 2 bis 4 dargestellt ist, enthält der
Zylinderkopf 2 eine Mehrzahl von parallelen, im Abstand
angeordneten Lagerunterteilen 25, die im Zylinderkopf aus
gebildet sind und die Nockenwellenhalteeinrichtung 14 enthält
eine ähnliche Anzahl von parallelen, im Abstand angeord
neten Nockenwellenhaltern 26. Die Nockenwelle 12 ist zwischen den
Lagerunterteilen 25 und den Nockenwellenhaltern 26 an denselben
drehbar gelagert. Aufgrund des beträchtlichen, für
die Ventile und die Ventilsteuereinrichtung notwendigen
Raums sind die Lagerunterteile 25 und die Nockenwellenhalter 26 in
axialer Richtung der Nockenwelle 12 relativ dünn bemessen.
Die Nockenwellenhalter 26 sind einteilig durch Seitenwände 27
zu einer einteiligen Konstruktionseinheit miteinander ver
bunden, wobei die Seitenwände 27 mit den gegenüberliegen
den Querenden der Nockenwellenhalter 26 verbunden sind. Ein läng
licher, starrer Rahmen 28 ist auf den oberen Flächen
der Nockenwellenhalter 26 angebracht und erstreckt sich über
die Nockenwellenhalter 26. Der starre Rahmen 28 weist eine
Mehrzahl von parallelen, im Abstand angeordneten Quer
rahmenelementen 28a auf, die mit den oberen Flächen der
Nockenwellenhalter 26 fluchten und gegen diese gehalten sind,
sowie eine Mehrzahl von parallelen, im Abstand angeord
neten Längsrahmenelementen 28b, die zwischen den gegenüber
liegenden Enden der Querrahmenteile 28a verlaufen. Der
starre Rahmen 28 ist mit Hilfe von Schrauben 13 fest mit
den Nockenwellenhaltern 26 verbunden, die ihrerseits mit Hilfe
von Schrauben 13 fest mit den Lagerunterteilen 25 verbun
den sind. Somit sind die gesondert vorgesehenen Nocken
halter 26 fest an ihren oberen Flächen durch den starren
Rahmen 28 miteinander verbunden. Die Lagerunterteile 25
und die Nockenwellenhalter 26 begrenzen zusammen eine Mehrzahl
von kreisförmigen Lagerflächen 29 dazwischen, an denen die
die Laufflächen der Nockenwelle 12 drehbar gelagert sind.
Der starre Rahmen 28 enthält eine einteilige Ölleitung
30, die sich in Längsrichtung über die Querrahmenelemente
28a parallel zu den Längsrahmenelementen 28b erstreckt
und einteilig mit den Querrahmenelementen 28a ausgebildet
ist. Die Ölleitung 30 ist so ausreichend starr, daß sie
mit den Längsrahmenelementen 28b zur starren Verbindung der
Nockenwellenhalter 26 untereinander zusammenarbeitet.
Bei der drehbaren Lagerung der Nockenwelle 12 zwischen
den Lagerunterteilen 25 und den Nockenwellenhaltern 26 ist die
Ölleitung 30 des starren Rahmens 28 direkt oberhalb der
Nockenwelle 12 angeordnet und verläuft parallel zu dieser.
Wie am besten aus Fig. 4 zu ersehen ist, hat die Öllei
tung 30 einen inneren Ölkanal 31, der sich in Längsrich
tung durch dieselbe erstreckt und eine Mehrzahl von Ölzu
fuhröffnungen 32, die in Verbindung mit dem Ölkanal 31
stehen und sich im wesentlichen nach unten in Richtung
auf die Nockenflächen der Einlaß- und Auslaßnocken 12i,
12e der Nockenwelle 12 öffnen. Die Ölleitung 30 ent
hält auch zwei Ölzufuhröffnungen 33, die an den gegen
überliegenden Enden ausgebildet sind und mit dem Ölkanal
31 in Verbindung stehen. Die Ölzufuhröffnungen 33 sind
mit den Ölkanälen 34 verbunden, die jeweils in den zu
äußerst liegenden Nockenwellenhaltern 26 vorgesehen sind und
die sich an den Lagerflächen 29 in diesen Nockenwellenhaltern
26 öffnen.
Die Ölleitung 30 enthält auch zwei Ölzufuhröffnungen 35
in der Nähe der jeweiligen Ölzufuhröffnungen 33, die
über Ölkanäle 36 mit einer Ölzufuhrleitung 37 (Fig. 5)
verbunden sind, wobei die Ölkanäle 36 in den zu äußerst
liegenden Nockenwellenhaltern 26 ausgebildet sind. Die Ölzufuhr
leitung 37 ist im Zylinderkopf 2 ausgebildet.
Nachstehend wird die Arbeitsweise der vorstehend beschrie
benen Ausführungsform der Ventilsteuereinrichtung 9 näher
erläutert.
Beim Arbeiten der Brennkraftmaschine E dreht sich die Nok
kenwelle 12 um ihre eigene Achse durch die Kurbelwelle 23
über eine riemenartige Synchronübertragungseinrichtung 24.
Zu Beginn eines Ansaughubes berührt der Nockenbuckel der
Einlaßnocke 12i der Nockenwelle 12 im Gleitkontakt den Schwinghebel
15a, um den letztgenannten zu beaufschlagen, so
daß sich dieser nach unten um das halbkugelförmige Lager
ende 17c schwenkt, wodurch der Ventilschaft des Einlaßven
tils 5i nach unten gedrückt wird, um zu bewirken, daß das
Einlaßventil 5i den Einlaßkanal 4i entgegen der Feder
kraft der Ventilfeder 10 öffnet. Wenn der Ansaughub been
det ist, geht der Nockenbuckel der Ansaugnocke 12i an dem
Schwinghebel 15a vorbei, der dann ermöglicht, daß das Ein
laßventil 5i den Einlaßkanal 4i unter der Federkraft
der Ventilfeder 10 schließt. Wenn in ähnlicher Weise
ein Ausstoßhub beginnt, ist der Nockenbuckel der Auslaß
nocke 12e der Nockenwelle 12 in Gleitkontakt mit dem
Schwinghebel 15b, um den letztgenannten derart zu beauf
schlagen, daß er sich um das halbkugelförmige Lagerende
17d in eine Richtung schwenkt, um die Schubstange 20 zu
drücken. Der Kipphebel 21 wird nun in Gegenuhrzeigerrich
tung (Fig. 2) gedreht, um den Ventilschaft des Auslaß
ventils 5e nach unten zu drücken, wodurch bewirkt wird,
daß das Auslaßventil 5e den Auslaßkanal 4e entgegen der
Federkraft der Ventilfeder 11 öffnet. Wenn der Ausstoßhub
vorüber ist, geht der Nockenbuckel der Auslaßnocke 12e
an dem Schwinghebel 15b vorbei, der dann ermöglicht, daß
das Auslaßventil 5e den Auslaßkanal 4e unter der Feder
kraft der Ventilfeder 11 schließt.
Währenddem die Ventilsteuereinrichtung 9 auf diese Art
und Weise arbeitet, sind die vier Einlaß- und Auslaßnoc
ken 12i, 12e, die zwischen den benachbarten Nockenwellen
lagerflächen 29 angeordnet sind, Reaktionskräften von den
Ventilfedern 10, 11 und Beanspruchungen infolge der Hub
bewegung der hydraulischen Spielnachstelleinrichtungen 17a,
17b unterworfen. Diese Kräfte und Beanspruchungen, die auf
die Einlaß- und Auslaßnocken 12i, 12e einwirken, versuchen
die Nockenwellenhalter 26 zu drücken, und zwar in eine solche Richtung, daß
sie sich längs der Achse der Nockenwelle 12 biegen oder
über diese kippen. Zusätzlich zu diesen Kräften und Bean
spruchungen wird durch die Wärmeverformung des Zylinder
kopfs 12 eine Beanspruchung erzeugt, die versucht, die
Nockenwellenhalter 26 aus ihrer wechselseitigen koaxialen Aus
richtung wegzudrücken. Da jedoch die Nockenwellenhalter 26 fest
an ihren oberen Flächen durch den starren Rahmen 28 und an
den gegenüberliegenden Enden durch die Seitenwände 27 mit
einander verbunden sind, ist die Nockenwellenhaltereinrichtung
14 äußerst starr. Da die starre Nockenwellenhaltereinrichtung 14
an den Lagerunterteilen 25 angebracht ist, werden die
Lagerunterteile 25 und auch der Zylinderkopf 2 hinsicht
lich ihrer Steifheit verstärkt, um irgendeine unerwünschte
wärmebedingte oder anderweitige Verformung minimal zu hal
ten. Obgleich somit die jeweiligen Nockenwellenhalter 26 dünn
ausgelegt sind, ist die Nockenwelle 12 zuverlässig zur
Ausführung einer stabilen Drehung gelagert.
Während des Arbeitens der Brennkraftmaschine E wird Schmier
öl unter Druck mittels einer Ölpumpe (nicht gezeigt) in
die Ölzufuhrleitung 37 in den Zylinderkopf 2 eingeleitet
und wird dann von der Ölzufuhrleitung 37 über die
Ölkanäle 36 und die Ölzufuhröffnungen 35 in den Ölkanal 31
in der Ölleitung 30 abgegeben. Das Schmieröl wird dann
von dem Ölkanal 31 über die Ölzufuhröffnungen 32 nach un
ten auf die Einlaß- und Auslaßnocken 12i, 12e der Nocken
welle 12 gespritzt, und es wird auch über die Ölzufuhröff
nungen 33 und die Ölkanäle 34 den Nockenwellenlagerflächen
29 zugeführt. Somit sind die Einlaß- und Auslaßnocken 12i,
12e und die Laufflächen der Nockenwelle 12 wirksam mittels
des Schmieröls geschmiert.
Bei der Herstellung der Ventilsteuereinrichtung 9 werden
die Nockenwellenlagerflächen 29 auf die folgende Weise
endbearbeitet: bevor der starre Rahmen 28 auf den Nockenwellen
haltern 26 angebracht wird, wird ein Hilfsrahmen 38 (Fig. 7)
auf den Nockenwellenhaltern 26 angebracht. Der Hilfsrah
men 38 ist ähnlich wie der starre Rahmen 28 ausgelegt, ab
gesehen davon, daß er keine Ölleitung 30 hat. Der Hilfsrah
men 38 ist mit Hilfe von Schrauben 30 fest an den Nockenwellen
haltern 36 angebracht. Da eine Ölleitung an dem Hilfsrah
men 38 fehlt, sind Zwischenräume zwischen den Querrahmen
elementen des Hilfsrahmens 38 und somit den Nockenwellenhaltern 26
leicht zugänglich und sie sind nach oben vollständig offen.
Eine Zwischenführungsbuchse 39 wird nach unten in den
Zwischenraum zwischen zwei benachbarten Nockenwellenhaltern 26
oder den Nockenwellenlagerflächen 29 eingesetzt und ein Endbearbei
tungswerkzeug 40, wie eine Reibahle, wird durch die Zwi
schenbuchse 39 während der sukzessiven Endbearbeitung der
Nockenwellenlagerflächen 29 geführt.
Wenn alle Lagerflächen 29 endbearbeitet sind, werden die
Schrauben 23 gelöst und abgenommen, um den Hilfsrahmen 38
und die Nockenwellenhalter 26 voneinander zu lösen. Die Nocken
welle 12 wird auf die Lagerunterteile 25 gelegt und dann
werden sukzessiv die Nockenwellenhalter 26 und der starre Rah
men 28 an ihren vorbestimmten Stellen angebracht. An
schließend werden die Schrauben 13 angezogen, so daß die
Lagerunterteile 25, die Nockenwellenhalter 26 und der starre Rah
men 38 im Zusammenwirken die Nockenwelle 12 zuverlässig
lagern.
Da bei der in Fig. 3 gezeigten Anordnung die Nockenwellenhal
tereinrichtung 14, die die Nockenwellenhalter 26 umfaßt, die ein
heitlich durch die Seitenwände 27 miteinander verbunden
sind, ein einziges Stück bildet, kann sie bei der Teile
kontrolle und bei der Montage leicht gehandhabt werden.
Die Fig. 8 und 9 zeigen eine Ausführungsvariante der
Nockenwellenlageranordnung. Die Nocken
wellenlageranordnung nach den Fig. 8 und 9 ist ähnlich
der in Fig. 3 gezeigten ausgebildet, abgesehen davon,
daß die Nockenwellenhalter 41 nicht einteilig miteinander durch
irgendwelche Seitenwände verbunden sind, sondern daß sie
nur durch den starren Rahmen 28 miteinander verbunden sind.
Der Zylinderkopf 2 und somit die Lagerunterteile 25 sind
aus einer Aluminiumlegierung hergestellt und die Nockenwellen
halter 41 sind aus Gußeisen hergestellt. Der starre Rahmen
28, der die Nockenwellenhalter 41 miteinander verbindet, ist aus
einer Aluminiumlegierung hergestellt. Beim Arbeiten der
Brennkraftmaschine ist die Nockenwelle 12 nach oben gerich
teten Kräften durch die Schwinghebel 15b (Fig. 9) aus
gesetzt, jedoch setzen die Nockenwellenhalter 41 aus Gußeisen,
die solche nach oben gerichtete Kräfte aufnehmen, suk
zessiv der elastischen Verformung einen Widerstand entge
gen, die sonst auftreten könnte, wenn die Nockenwellenhalter
aus einer Aluminiumlegierung hergestellt wären. Die Nockenwellenhalter
41 aus Gußeisen haben ferner den Vorteil, daß sie sich
nicht so stark bei Wärme ausdehnen wie Nockenwellenhalter aus
einer Aluminiumlegierung, und zwar selbst dann nicht, wenn
die Lagerflächen 29 auf eine hohe Temperatur infolge des
Gleitkontakts mit der Nockenwelle 12 erwärmt werden. Somit
ist jede mögliche Verschiebung der Lagerflächen 29 aus
ihrer wechselseitigen koaxialen Ausrichtung weg einge
schränkt, so daß man ein gleichmäßigeres Arbeiten, ver
minderte Geräusche und Vibrationen erhält. Die Lagerflä
chen 29 sind äußerst widerstandsfähig, da die aus Gußeisen
bestehenden Nockenwellenhalter 41 verschleißfest sind. Die Lager
flächen 29 sind auch sehr starr, obgleich die Nockenwellen
lageranordnung insgesamt gesehen gewichtsmäßig leicht ist,
da die Nockenwellenhalter 41 durch den starren Rahmen 28 fest
miteinander verbunden sind.
Die Fig. 10 bis 12 zeigen in detaillierter Weise eine
Ausführungsvariante einer Einrichtung zur Schmierung der
jeweiligen Laufflächen der Nockenwelle 12 in der Nocken
wellenlageranordnung in der links liegenden Zylinderflansch
gruppe C 1 in Fig. 1. Wie in Fig. 10 gezeigt ist, wird
die Lagerfläche 29 durch die jeweiligen Nockenwellenhalter 26
und die zugeordneten Lagerunterteile 25 des links liegen
den Zylinderkopfs 2 begrenzt und zwischen den Teilen ge
bildet, und es ist eine erste halbkreisförmige Lagerfläche
42 vorhanden, die in dem Lagerunterteil 25 ausgebildet ist
und ferner ist eine zweite halbkreisförmige Lagerfläche 43
vorhanden, die im Nockenwellenhalter 26 ausgebildet ist. Wenn
die Einlaß- und Auslaßventile 5i, 5e von ihren Sitzen ab
gehoben sind, wird die Nockenwelle 12 nach oben in Rich
tung auf die Nockenwellenhalter 26 durch beträchtliche Reaktions
kräfte von den Ventilfedern 10, 11 gedrückt. Somit ent
steht ein relativ großer Spalt zwischen der Nockenwelle
12 und der ersten Lagerfläche 42, so daß sich dazwischen
ein Ölraum 44 bildet, der hinsichtlich seinen Abmessungen
in Fig. 10 aus Gründen der Verdeutlichung übertrieben dar
gestellt ist.
Wie in den Fig. 11 und 12 gezeigt ist, sind zwei Ein
laßventile 5i auf jeder Seite des Lagerunterteils 25 an
geordnet. Die gegenüberliegenden Seitenflächen des Lager
unterteils 25 haben Ausnehmungen 45 jeweils, die einen bo
genförmigen Querschnitt haben. In diesem sind Ventilfedern
10 teilweise aufgenommen, so daß die Ventilsteuereinrich
tung 9 kompakt ausgelegt werden kann. Die erste Lagerfläche
42 in dem Lagerunterteil 25 ist teilweise durch die Ausneh
mungen 45 abgeschnitten und hat daher eine teilweise redu
zierte Breite längs der Achse der Nockenwelle 12. Die zweite
Lagerfläche 43 im Nockenwellenhalter 26 hat durchgehend die voll
ständige Breite.
Der Nockenwellenhalter 26 hat eine Ölzufuhröffnung 46, die sich
in die zweite Lagerfläche 43 öffnet und stromab einer
Stelle oder eines Abschnittes P angeordnet ist, an der
die Nockenwelle 12 gegen die zweite Lagerfläche 43 unter
der Federkraft der Ventilfedern 10, 11 gedrückt wird und
die stromab der Ausnehmungen 45 bezüglich der Richtung
liegt, in die sich die Nockenwelle 12 um ihre eigene Achse
dreht, wie dies mit dem Pfeil 47 angedeutet ist. Die Öl
zufuhröffnung 46 wird von einem Hohlraum in der Fläche des
Nockenwellenhalters 26 gebildet, der gegen das Lagerunterteil 25
gedrückt wird, und ferner ist diese auch durch die Fläche
des Lagerunterteils 25 begrenzt, die dem Nockenwellenhalter 26
zugewandt ist. Der Nockenwellenhalter 26 hat auch einen Ölkanal
48, der an einem Ende mit der Ölzufuhröffnung 46 in Ver
bindung steht und am anderen Ende mit einem ringförmigen
Ölkanal 49 in Verbindung steht, der in dem Nockenwellenhalter
26 und dem Lagerunterteil 25 um die Schraube 13 gebildet
wird, die den Nockenwellenhalter 28 an dem Lagerunterteil 25
festlegt und die näher zu der Ausnehmung V (Fig. 1) der
Brennkraftmaschine E liegt. Der ringförmige Ölkanal 49
ist in Verbindung mit einer Ölversorgungsquelle, wie einer
Ölpumpe (nicht gezeigt), über einen Ölkanal 50, der in dem
Lagerunterteil 25 ausgebildet ist.
Fig. 13 zeigt eine andere Ausführungsform zur Schmierung
der Nockenwellenlaufflächen in der rechts liegenden
Zylinderflanschgruppe C 2 in Fig. 1. Eine Ölzufuhröffnung
51 öffnet sich in die zweite Lagerfläche 43 und sie ist
stromauf einer Stelle oder eines Abschnittes P angeordnet,
an der die Nockenwelle 12 gegen die zweite Lagerfläche 43
unter der Federkraft der Ventilfedern 10, 11 gedrückt wird
und sie liegt stromab der Ausnehmungen 45 bezüglich der
Richtung, in der sich die Nockenwelle 42 um ihre eigene
Achse dreht, wie dies mit einem Pfeil 47 angedeutet ist.
Die Ölzufuhröffnung 51 wird von einem Hohlraum in der Flä
che des Nockenwellenhalters 26 gebildet, der gegen das Lagerunter
teil 25 gehalten ist, sowie auch durch die Fläche des Lager
unterteils 25, die dem Nockenwellenhalter 26 zugewandt ist. Die
Ölzufuhröffnung 51 steht in Verbindung mit einem ringför
migen Ölkanal 52, der im Nockenwellenhalter 26 und dem Lager
unterteil 25 um die Schraube 13 ausgebildet ist, die den
Nockenwellenhalter 26 an dem Lagerunterteil 25 festlegt und die
dem Tal des V (Fig. 1) der Brennkraftmaschine E näher liegt.
Der ringförmige Ölkanal 52 ist in Verbindung mit der Ölver
sorgungsquelle über einen Ölkanal 53, der im Lagerunterteil
25 gebildet wird.
Die Auslegungsformen der Einrichtungen zum Schmieren der
Nockenwellenlaufflächen in den Nockenwellenlageranord
nungen der links und rechts liegenden Zylinderflansch
gruppen sind asymmetrisch, da die Nockenwellen 12 in
beiden Ventilsteuereinrichtungen 9 sich in derselben
Richtung drehen, wie dies mit den Pfeilen 47 angedeutet
ist.
Während des Arbeitens der Brennkraftmaschine E werden
die Nockenwellen 12 gegen die Nockenwellenhalter 26 an den
Stellen P unter den Reaktionskräften von den Ventilfe
dern 10, 11 gedrückt. Das Schmieröl wird von der Ölver
sorgungsquelle über die Ölkanäle 49, 48 (in der links
liegenden Zylinderflanschgruppe) und den Ölkanal 52 (in
der rechts liegenden Zylinderflanschgruppe) in die Öl
zufuhröffnungen 46, 51 eingeleitet. Da die Ölzufuhröffnun
gen 46, 51 sich in die zweite Lagerfläche 43 stromauf der
Abschnitte P öffnen, wird das Schmieröl von den Ölzufuhr
öffnungen 46, 51 in einen Raum zwischen der Nockenwelle
12 und der zweiten Lagerfläche 43 eingeleitet und dann in
die Abschnitte P gedrückt, um den Bereich der stärksten
Belastungen zu schmieren, bevor das Öl zu dem Ölraum 44
weitergeht, der an der Lagerfläche 42 ausgebildet ist.
Somit sind die Nockenwellenlaufflächen vollständig an
ihren Umfangsflächen ausreichend geschmiert, um ein gleich
förmiges Drehen der Nockenwelle 12 zu gewährleisten.
Obgleich die Ventilsteuereinrichtung 9, die hierin ge
zeigt und beschrieben worden ist, Paare von Einlaß- und
Auslaßventilen 5i, 5e mit einer einzigen Nockenwelle 12
steuert, sind die Grundgedanken der Erfindung auch bei
anderen Ventilsteuereinrichtungen mit unterschiedlichen
Auslegungen von oben liegenden Nockenwellen anwendbar.
Es ist somit zu ersehen, daß die Erfindung wenigstens
bei ihren bevorzugten Ausführungsformen eine Nockenwel
lenlageranordnung vorsieht, die eine größere Steifig
keit der Nockenwellenhalter und des Zylinderkopfs mit sich
bringt, eine effiziente Schmierung der Nockenflächen
einer Nockenwelle ermöglicht und kein Hindernis für die
Endbearbeitung der Nockenwellenlagerflächen darstellt.
Ferner wird eine Nockenwellenlageranordnung angegeben,
die eine Einrichtung hat, mittels der die Laufflächen
einer Nockenwelle ausreichend geschmiert werden, die
in den Nockenwellenlagern drehbar gelagert sind. Ferner
wird eine Nockenwellenlageranordnung angegeben, die
Nockenwellenhalter mit vergrößerter Steifigkeit enthält, so
daß an den Nockenwellenhaltern verminderte elastische Verfor
mungen und Wärmedehnungen während des Arbeitens einer
Brennkraftmaschine auftreten, in der die Nockenwellenla
geranordnung vorgegeben ist.
Claims (6)
1.Nockenwellenlageranordnung zum Lagern einer oben
liegenden Nockenwelle einer Ventilsteuereinrichtung
einer Brennkraftmaschine, mit einer Mehrzahl von im
Abstand angeordneten Lagerunterteilen (25), einer
Mehrzahl von im Abstand angeordneten Nockenwellenhaltern
(26), die jeweils auf den Lagerunterteilen (25)
angebracht sind, wobei die Lagerunterteile (25) und
die Nockenwellenhalter (26) miteinander eine Mehrzahl
von fluchtenden Lagerflächen (29) zur Drehlagerung
der oben liegenden Nockenwelle (12) bilden, und mit
einer Ölleitung (30) für die Schmierölzufuhr zur
Nockenwelle (12), gekennzeichnet durch einen starren,
länglichen und oben an den Nockenwellenhaltern (26)
lösbar angebrachten Rahmen (28), welcher mehrere im
Abstand angeordnete, in Längsrichtung verlaufende und
in Querrichtung durch Querrahmenelemente (28a)
untereinander verbundene Längsrahmenelemente (28b)
aufweist, die parallel zur Nockenwelle (12) verlaufen,
wobei die Ölleitung (30) einteilig an den
Rahmenelementen (28a, 28b) ausgebildet ist (Fig 3)
2. Nockenwellenlageranordnung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Lagerunterteile (25) Teile
eines Zylinderkopfes (2) sind.
3. Nockenwellenlageranordnung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß Seitenwände (27) einteilig
mit den Enden der Nockenwellenhalter (26) verbunden
sind, so daß sie benachbarte Nockenwellenhalter
(26) miteinander verbinden.
4. Nockenwellenlageranordnung nach einem der vorangehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der starre
Rahmen (28) eine Mehrzahl von parallelen, im Abstand
angeordneten Querrahmenelemente (28a) und ein Paar
von parallelen, im Abstand angeordneten Längsrahmenelementen
(28b) aufweist, die einteilig mit den
gegenüberliegenden Enden der Querrahmenelemente (28a)
verbunden sind, und daß die Ölleitung (30) einteilig
mit den Querrahmenelementen (28) ausgebildet ist und
sich über diese parallel zu den Längsrahmenelementen
(28b) erstreckt.
5. Nockenwellenlageranordnung nach einem der vorangehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die
Lagerunterteile (25) aus einer Aluminiumlegierung und
die Nockenwellenhalter (26) aus Gußeisen hergestellt
sind.
6. Nockenwellenlageranordnung nach Anspruch 5, dadurch
gekennzeichnet, daß der starre Rahmen (28) aus einer
Aluminiumlegierung hergestellt ist.
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