DE3903574A1

DE3903574A1 - Mehrzylindrige brennkraftmaschine mit einzelzylinderkoepfen

Info

Publication number: DE3903574A1
Application number: DE3903574A
Authority: DE
Inventors: Siegfried Dipl Ing Glaeske; Reinhard Dipl Ing Haefner; Hans Dipl Ing Heinsohn
Original assignee: Krupp Mak Maschinenbau GmbH
Current assignee: Caterpillar Motoren GmbH and Co KG
Priority date: 1989-02-07
Filing date: 1989-02-07
Publication date: 1990-08-09
Also published as: EP0381842B1; DE58903358D1; EP0381842A1; FI896058A0

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine mehrzylindrige Brennkraftmaschine mit Einzelzylinderköpfen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei Brennkraftmaschinen mit Einzelzylinderköpfen werden verschiedene zum Teil aggressive Medien über außenlie gende Leitungen zugeführt, die elastisch verlegt sind und über Flansch- und Schraubverbindungen angeschlossen werden. Bei den erheblichen Ralativbewegungen der Zy linderköpfe zueinander durch die herrschenden Gas- und Massenkräfte sowie durch Wärmeausdehnungen ist eine solche Verbindung problematisch und gewährleistet keine dauerhafte dichte Verbindung der Leitung mit den Zy linderköpfen. Außerdem sind derartige Verbindungen nicht sehr montagefreundlich und kostengünstig.

Bekannt sind Schieberohrverbindungen, insbesondere für die Weiterleitung von abzuführendem Kühlwasser bzw. von einzuführender Ladeluft. Auch sind aus der DE-OS 15 76 725 Einzelzylinderköpfe für eine Brennkraftmaschine bekannt aus denen Kühlwasser in die Zylinderköpfe übertritt, wobei die Zylinderköpfe zur Weiterleitung des Kühlwassers untereinander durch innenliegende Kühlwasserleitungen verbunden sind. Diese werden durch Hülsen gebildet, welche jeweils benachbarte Kühlräume in den Zylinderköpfen zum Durchfluß von Kühlwasser miteinander verbinden.

Aufgabe der Erfindung ist es, für Einzelzylinderköpfe einer Brennkraftmaschine die Leitungsverbindungen zwi schen den Zylinderköpfen sowie die Verbindungen von zu und abführenden Leitungen montageeinfach und kosten günstig zu gestalten, wobei diese Leitungen für die Medien zur Düsenkühlung, zur Kipphebelschmierung und für das Düsenlecköl ausgelegt sind. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weiter vorteilhafte Merkmale be inhalten die Unteransprüche.

Die mit der Erfindung hauptsächlich erzielten Vorteile bestehen darin, daß ein Großteil der zu- und abführen den Leitungen ohne Verschraubungen und Rohrleitungen angeschlossen werden und daß weiterhin die Zylinder köpfe selbst die Funktion der Leitungen übernehmen, so daß diese am Motor eingespart werden.

In den Zylinderköpfen sind die Leitungen durch gebohrte Kanäle für die Medien zur Düsenkühlung, zur Kipphebel schmierung und für das Düsenlecköl vorgesehen. Die Austrittsöffnungen der Bohrungen von benachbarten Zy linderköpfen werden durch ein einfach einzuschiebendes Keilelement, das eine entsprechende Durchgangsbohrung aufweist, miteinander verbunden. Dieses Element ist in der Weise ausgeführt, daß es dichtelastisch und ver formungseleastisch wirkt und somit eine Relativbewegung zwischen benachbarten Zylinderköpfen aufnimmt, ohne daß Dichtprobleme auftreten könnten.

Auch sind die Keilelemente so über eine Spanneinrich tung an den Zylinderköpfen gehalten, daß sie elastisch gegenüber diesen angedrückt befestigt sind, und daß ferner Elastizitäten für jede Dichtfläche eines Mediums vorgesehen sind. Weiterhin können zwischen den verbun denen Austrittsöffnungen freie Öffnungen liegen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf ein Keilelement zwischen zwei Zylinderköpfen, mit beispielsweise dar gestellten Bohrungen im Zylinderkopf sowie einer Durchgangsbohrung im Keilelement,

Fig. 2 eine Draufsicht auf ein Keilelement mit einer elastischen Spanneinrichtung,

Fig. 3 und 4 ein Keilelement mit weiteren Ausführungen von elastischen Spanneinrich tungen,

Fig. 5 ein Keilelement mit elastischen Dichtflächen,

Fig. 6 eine Ansicht Pfeilrichtung Z der Fig. 5 gesehen,

Fig. 7 einen Schnitt nach der Linie VII-VII der Fig. 6,

Fig. 8 eine weitere Ausführung eines Keilelementes mit einer elastischen Dichthülse und einem Anschlag,

Fig. 9 eine Ansicht auf das Keilelement in Pfeilrichtung Z der Fig. 8 gesehen mit An schlag,

Fig. 10 eine weitere Ausführung eines Keilelements mit einer durchgehenden elastischen Dichthülse,

Fig. 11 eine Ansicht auf das Keilelement in Pfeilrichtung Z der Fig. 10 gesehen,

Fig. 12 ein Keilelement bestehend aus einem elastischen, einteiligen Bauteil,

Fig. 12a eine Ansicht auf das Keilelement in Pfeilrichtung Z der Fig. 12 gesehen,

Fig. 13 eine im Zylinderkopf gehaltene elastische Dichthülse,

Fig. 14 eine weitere Ausführung eines Keilelements mit einer eingesetzten, durch eine Druckfeder be aufschlagte Dichthülse,

Fig. 15 eine Ansicht in Pfeilrichtung Z der Fig. 14 gesehen.

Zur Verbindung von mehreren als Leitungen für Medien dienende Innenbohrungen 1, 2, 3 und 4 von benachbarten Zylinderköpfen 5 und 6 ist wenigstens ein Keilelement 7 zwischen schrägen Anlageflächen 8, 9 dieser Zylinder köpfe 5, 6 angeordnet. Dieses ist mit Durchgangsboh rungen 10 versehen, die übereinanderliegen und deren Öffnungen 11 mit Austrittsöffnungen 12 der entspre chenden Innenbohrungen 1, 2, 3 und 4 fluchten. In Fig. 1 sind die Bohrungen 1 bis 4 mit einem Verlauf im Zy linderkopf 5 und 6 gezeigt, der als Beispiel dienen soll und die Möglichkeiten nur zum Teil veranschau licht.

Das Keilelement 7 weist gegenüberliegende schräg ver laufende Dichtflächen 13, 14 auf, die mit den entspre chend schräg verlaufenden Anlageflächen 8, 9 der Zy linderköpfen 5, 6 erfolgt über eine Spanneinrichtung 15 16 17 18.

Die Spanneinrichtung 16 gemäß Fig. 1 umfaßt eine oder mehrere das Keilelement 7 durchsetzende Schrauben 19, die gegen einen Fixpunkt 20 gezogen sind und das Ele ment 7 gegen die Anlageflächen 8 und 9 Zylinderköpfe 5 und 6 ziehen.

Die Spanneinrichtung 15 gemäß Fig. 2 umfaßt einen ela stischen Bügel 21 mit einem mittig angeordneten Druck zapfen 22, der von einer elastischen Hülse 23 umgeben ist. Diese stützt sich mit ihrem einen Ende 24 im Grund des Keilelements 7 und mit ihrem anderen Ende 25 am Bund 22 a des Druckbolzens 22 bzw. am Bügel 21 ab. Über eine Befestigungsschraube 26 ist der Bügel 21 entweder an einem Zylinderkopf 5 oder 6 oder über zwei Befesti gungsschrauben 26 und 26 a an beiden Zylinderköpfen 5 und 6 befestigt. Die elastische Hülse 23 kann sich in allen Richtungen mit dem Druckzapfen 22 frei elastisch bewegen.

Der Druckzapfen 22 ist vorzugsweise mit seiner An griffsfläche auf das Keilelement 7 so angeordnet, daß der Angriffspunkt tiefer liegt als die Austrittsöff nungen 12 der Bohrungen 1 bis 4.

Die weitere Spannvorrichtung 17 gemäß Fig. 3 besteht im wesentlichen aus einer elastischen Hülse 27, die zwi schen dem Keilelement 7 und dem Kopf 28 der Befesti gungsschraube 29 angeordnet ist.

In Fig. 4 ist mit 18 eine Ausführung einer Spannein richtung mit einer Feder 30 dargestellt, die als Tel lerfeder ausgeführt und zwischen dem Schraubenkopf 28 und der Befestigungsschraube 29 und dem Keilelement 7 angeordnet ist.

Die Befestigungsschraube 29 ist am Keilelement 7 je weils über einen Querstift 31 gehalten, was in Fig. 4 näher dargestellt ist.

Durch die Spanneinrichtung wird eine elastische Vor ospannung auf das Keilelement 7 ausgeübt, um eine dichteleastische und verformungselastische Verbindung zwischen den Zylinderköpfen und dem Keilelement zu er zielen.

Das Keilelement 7 weist zur Erzielung einer elastischen Dichtheit zwischen den Anlageflächen 8, 9 an den Zy linderköpfen 5, 6 unterschiedliche Dichtelemente auf.

So ist in Fig. 5 eine elastische Dichtung 32 auf den Flächen 13 und 14 des Keilelements 7 vorgesehen, die sich anlegt. Diese elastische Schicht 32 kann z.B. über Kerbnägel 33 auf den Flächen 13, 14 durch Aufknüpfen befestigt sein, wie Fig. 7 näher zeigt. Die Kerbnägel 33 sind in den an schließenden Zylinderköpfen 5 und 6 dann in entsprechenden Einschuböffnungen 34 angeordnet. Zwischen den verschiedenen Dichteinheiten können Spalte 35 in geradliniger Form oder rund um die verschiedenen Bohrungen herum angeordnet sein.

Wie in Fig. 8 näher gezeigt, weist das Keilelement 7 in die Durchgangsbohrung 10 eingeschobene elastische Hül sen 36 auf. Diese ist im rechten Winkel zur schräg verlaufenden Flächen 13, 14 angeordnet und ragt über diese hinaus und bildet eine elastische Dichtfläche, die der Anlagefläche 8, 9 an den Zylinderköpfen 5 und 6 gegenübersteht.

Auf den Dichtflächen 13, 14 des Keilelements 7 können Anschläge 37 angeordnet sein, die eine verschleißfeste Oberfläche aufweisen und den Federweg der Hülse 36 be grenzen.

Nach Fig. 10 ist die Durchgangsbohrung 10 des Keilele ments 7 mit einem durchgesteckten elastischen Rohr 38 versehen, das über das Keilelement 7 hinausragt und parallel zu den schräg verlaufenden Flächen 13, 14 des Elements 7 angeordnete elastische Anpressflächen 39 aufweisen. Auf bei diesem Keilelement 7 können An schläge 37 zwischen den Durchgangsbohrungen 10 vorge sehen sein. Das elastische Verbindungsrohr 38 ist im Querschnitt z.B. quadratisch ausgeführt. Es kann aber auch eine andere geometrische Querschnittsform aufwei sen, sollte aber eine verdrehsichere Form besitzen.

Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel gem. Fig. 12 besteht das Keilelement 7 aus einem einteiligen ela stischen Teil mit einem angeformten Hals 40, der endseitige Flansche 41 mit Stirnflächen 40 a umfaßt, welche zum eigentlichen Grundkörper des Keilelements 7 über ein im Durchmesser vermindertes elastisches Hals teil 42 verbunden ist.

Gemäß der Ausführungen nach Fig. 13 ist z.B. zwischen dem Keilelement 7 und dem Zylinderkopf 5, 6 in diesem eine elastische Hülse 43 eingeschoben, die der Dicht fläche 13, 14 des Elements 7 zugerichtet ist.

Nachen Ausführungen gem. Fig. 14 umfaßt das Keilelement 7 eine koaxial zur Bohrung 10 eingepreßte elastische Hülse 44. Diese weist endseitig jeweils einen Flansch 45 und 46 auf, welche zwischen sich eine Druckfeder 47 aufnehmen, die die Flansche 45 und 46 einerseits in das Keilelement 7 und andererseits gegen die Anlageflächen 8, 9 der Zylinderköpfe 5, 6 preßt. Auch bei dieser Ausführung können Anschläge 37 vorgesehen sein, wie bei den Ausführungen z.B. nach den Fig. 5, 8 und 10, was nicht näher gezeigt ist.

Claims

1. Mehrzylindrige Brennkraftmaschine mit Einzelzylin derköpfen, die zum Weiterleiten und zur Zu- und Abführung von verschiedenen Medien, insb. zur Dü senkühlung, Kipphebelschmierung und für Düsenleck öl, über gebohrte Kanäle miteinander verbunden sind und diese jeweils Austrittsöffnungen im Zylinder kopf aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß zwi schen den Austrittsöffnungen (12) von benachbarten Zylinderköpfen (5, 6) jeweils ein verbindendes Keilelement (7) mit Durchgangsbohrungen (10) an geordnet ist, das mit seinen gegenüberliegenden, schräg verlaufenden Dichtflächen (13, 14) zu kor respondierenden Anlageflächen (8, 9) der Zylinder köpfe (5, 6) über wenigstens eine Spanneinrichtung (15; 16; 17; 18) elastisch gehalten wird.

2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß die Spanneinrichtung (15) einen mit wenigstens einem Zylinderkopf (5, 6) verbundenen elastischen Bügel (21) mit einem Druckzapfen (22) umfaßt, der von einer elastischen Hülse (23) umgeben ist, die eine axiale Abstützung im Grund des Keilelements (7) und am Bund (22 a) des Druckbolzens (22) aufweist (Fig. 2).

3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß die Spanneinrichtung (17) zwi schen dem Keilelement (7) und dem Kopf (28) einer Befestigungsschraube (29) aus einer elastischen Hülse (27) besteht (Fig. 3).

4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß die Spanneinrichtung (18) zwi schen dem Keilelement (7) und dem Kopf (28) der Befestigungsschraube (29) aus einem Tellerfederpa ket (39) besteht (Fig. 4).

5. Brennkraftmaschine nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Keilelement (7) auf der Befestigungs schraube (29) über einen Querschnitt (31) verlier sicher gehalten ist.

6. Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die schräg verlaufenden Dichtflächen (13, 14) des Keilelements (7) mit flächigen, die Austrittsöffnungen (12) um gebenden elastischen Dichtungen (32) verbunden sind.

7. Brennkraftmaschine nach Anspruch 6, dadurch ge kennzeichnet, daß die Dichtungen (32) am Keilele ment (7) auf einem oder mehreren Kerbnägeln (33) aufknüpfbar gehalten sind.

8. Brennkraftmaschine nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Durchgangsbohrung (10) des Keilelements (7) im rechten Winkel zur schräg verlaufenden Flä che (13, 14) jeweils eine eingeschobene elastische Hülse (36) angeordnet ist, die über die Flächen (13, 14) hinausragt und parallele Anpreßflächen (39) bildet.

9. Brennkraftmaschine nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Durchgangsbohrung (10) des Keilelements (7) ein elastisches Verbindungsrohr (38) angeordnet ist, das über die schräg verlaufenden Flächen (13, 14) des Elements (7) hinausragt und eine zu diesen Flächen (13, 14) parallele Anpreßfläche (39) aufweist.

10. Brennkraftmaschine nach Anspruch 9, dadurch ge kennzeichnet, daß das Verbindungsrohr (38) einen polygonalen Querschnitt aufweist.

11. Brennkraftmaschine nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die schräg verlaufenden Flächen (13, 14) des Keilelements (7) mit einem oder mehreren verschleißfesten Anschlägen (37) versehen sind.

12. Brennkraftmaschine nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Keilelement (7) und dem Zylin derkopf (5, 6) eine elastische Hülse (43) angeordnet ist, die in einer Bohrung des Zylinderkopfes (5, 6) gehalten wird und überstehend angeordnet ist Fig. (13).

13. Brennkraftmaschine nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Keilelement (7) aus einem elastischen Kunststoff besteht und einen angeformten Hals (40) umfaßt, der endseitig ein Flanschteil (41) auf weist, das mit seiner Stirnfläche (40 a) dem Zylin derkopf (5, 6) zugerichtet ist (Fig. 12).

14. Brennkraftmaschine nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in einer zur Durchgangsführung (10) im Durch messer größeren Bohrung des Keilelements (7) eine elastische Hülse (44) gehalten ist, die vorragend zur Dichtfläche (13, 14) angeordnet ist und eine zwischen Flanschen (45, 46) der Hülse (44) angeord nete Druckfeder (47) aufweist (Fig. 14).

15. Brennkraftmaschine nach Anspruch 14, dadurch ge kennzeichnet, daß die Druckfeder (47) in einer außenliegenden Ausnehmung (48) der Hülse (44) an geordnet ist.