Brennkraftmaschine mit obenliegender Nockenwelle Die Erfindung betrifft
eine Brennkraftmaschine mit einer oder mehreren über den Zylinderdeckeln angeordneten
Ventilsteuerwellen. Obenliegende Nockenwellen für die Ventilbetätigung von Brennkraftmaschinen
ergeben das kleinste Gewicht der schwingenden Steuerungsteile, also die größtmögliche
Drehzahl. Diese Anordnung findet man häufig bei schnell laufenden Brennkraftmaschinen
kleiner Zylinderabmessungen. Meistens ist der Zylinderdeckel für alle Zylinder einer
Reihe gemeinsam, und die Nockenwellen liegen in einem an den Deckel angegossenen
Gehäuse. Wegen unterschiedlicher 1-age des Zylinderdeckels infolge wechselnder Stärke
und Nachgiebigkeit der Dichtung werden Kegelradgetriebe für den Antrieb der Nockenwelle
vorgesehen, wobei die senkrechte Welle durch eine Schiebekupplung unterteilt ist.
Der einfache Stirnradantrieb hat sich wegen des schlecht einhaltbaren Zahnspieles
nicht bewährt. Bei Motoren mit größeren Zylinderabmessungen erhält aus gießtechnischen
Gründen und zum Vermeiden von Spannungen jeder Zylinder seinen eigenen Deckel. Die
Nockenwellen müssen dann in einem besonderen Kasten gelagert werden, dessen Befestigung
und Abdichtung gegen 01 auf den einzelnen Deckeln zu Unzuträglichkeiten führt.
Das Ausbauen einzelner Kolben erfordert das Abheben des langen Steuerungskastens.
Wegen dieser Schwierigkeiten hat man bei mittleren und großen Brennkraftmaschinen
auf den Vorteil des unmittelbären Ventilantriebes durch Nockenwellen, die über den
Ventilen liegen, in der Praxis bisher verzichtet.
Es ist zwar schon
vorgeschlagen worden, bei Brennkraftmaschinen mit einzelstehenden Zylindern und
je einem über Zylinder und Zylinderkopf gestülpten Kühlwassermantel die über den
Zylindern liegende Nockenwelle in einem gesonderten Kasten anzuordnen, der an den
Maschinenstirnseiten, auf Ständern gestützt, portalartig die gesamte Zylinderreihe
überbrückt. Diese bekannte Art der Nockenwellenlagerung läßt sich jedoch nur bei
kleinen Brennkraftmaschinen ausführen, bei denen einzelne komplette Zylindereinheiten
bei stehenbleibendem Nockenkasten ausgewechselt «-erden sollen. Bei größeren Brennkraftmaschinen
mit einzelnen abnehmbaren Zylinderdeckeln läßt sich diese Portalausführung der Nockenwellenlagerung
nicht verwenden, da sie erstens nicht mit größeren Abmessungen durchführbar ist
.und zweitens eine Abnahme der Zylinderdeckel oder gar der Zylinder selbst zur Seite
ohne Entfernung der Nockenwelle die bauliche Gestaltung der Maschine viel zu sehr
komplizieren würde. Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, die Abnahme
und Wiederanbringung der Nockenwellen über den Zylinderdeckeln einer Brennkraftmaschine
mit für jeden Zylinder gesondert ausgeführtem Zylinderdeckel so einfach wie möglich
zu gestalten, wenn z. B. eine Reparatur oder die Auswechselung eines oder mehrerer
Zylinderdeckel erforderlich ist. Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß in der
Weise, daß die Nockenwelle bzw. Nockenwellen in an sich bekannter Weise in einem
gesonderten Kasten gelagert ist bzw. sind, der unabhängig von dem Zylinderdeckel
unter Zwischenschaltung eines Überbrückungsrahmens auf dem Zylinderblock abgestützt
ist. Der einfache und daher billige Zwischenrahmen zwischen Nokkenwellenkasten und
Zylinderblock ermöglicht die von den Zylinderdeckeln völlig unabhängige Fixierung
der Nockenwelle trotz beliebig häufiger Entfernung und Wiederanbringung derselben.
Der Zwischenrahmen ist infolge seiner Einfachheit sehr billig in der Herstellung
und stellt keinen übermäßigen Mehraufwand der gesamten Maschinenkonstruktion dar.Internal combustion engine with an overhead camshaft The invention relates to an internal combustion engine with one or more valve control shafts arranged above the cylinder covers. Overhead camshafts for the valve actuation of internal combustion engines result in the lowest weight of the vibrating control parts, i.e. the highest possible speed. This arrangement is often found in high-speed internal combustion engines with small cylinder dimensions. In most cases, the cylinder cover is common to all cylinders in a row, and the camshafts are located in a housing cast onto the cover. Due to the different 1-age of the cylinder cover as a result of the changing thickness and flexibility of the seal, bevel gears are provided for driving the camshaft, the vertical shaft being divided by a sliding coupling. The simple spur gear drive has not proven itself because of the backlash that is difficult to maintain. For engines with larger cylinder dimensions, each cylinder has its own cover for reasons of casting technology and to avoid tension. The camshafts then have to be stored in a special box, the fastening and sealing of which against 01 on the individual covers leads to inconveniences. Removing individual pistons requires lifting the long control box. Because of these difficulties, the advantage of the direct valve drive by camshafts above the valves has been dispensed with in practice in medium-sized and large internal combustion engines. It has already been proposed, in internal combustion engines with individual cylinders and a cooling water jacket placed over the cylinder and cylinder head, to arrange the camshaft over the cylinders in a separate box which, supported on stands, bridges the entire row of cylinders like a portal. However, this known type of camshaft bearing can only be implemented in small internal combustion engines in which individual complete cylinder units are to be exchanged while the cam box remains stationary. In larger internal combustion engines with individually removable cylinder covers, this portal version of the camshaft bearing cannot be used because, firstly, it cannot be carried out with larger dimensions. And, secondly, removing the cylinder cover or even the cylinder itself to the side without removing the camshaft greatly improves the structural design of the machine would be very complicated. The invention is based on the object of making the removal and reassembly of the camshafts over the cylinder covers of an internal combustion engine as simple as possible with a cylinder cover designed separately for each cylinder, if z. B. a repair or the replacement of one or more cylinder covers is required. This object is achieved according to the invention in such a way that the camshaft or camshafts is or are mounted in a manner known per se in a separate box which is supported on the cylinder block independently of the cylinder cover with the interposition of a bridging frame. The simple and therefore cheap intermediate frame between the camshaft case and the cylinder block enables the camshaft to be fixed completely independently of the cylinder covers, despite the fact that the same can be removed and reattached any number of times. Due to its simplicity, the intermediate frame is very cheap to manufacture and does not represent excessive additional expenditure for the entire machine construction.
Die Olabdichtung zwischen Nockenkasten und Zylinderdeckeln erfolgt
durch sehr nachgiebige Dichtungen, beispielsweise durch Runddichtungen aus künstlichem
Gummi, welche gegen Unterschiede in der Höhenlage der einzelnen Zylinderdeckel unempfindlich
sind. In ähnlicher Weise wird die Olabdichtung zwischen Nockenkasten und Steuerungsantriebsgehäuse
bewirkt. Der Verbindungsrahmen ist mit den notwendigen Durchbrüchen für den Anschluß
der Rohrleitungen versehen. Der Abstand der Nockenwellen von den Steuerungsantriebsrädern
ist ein für allemal festgelegt, so daß auch gewöhnliche Stirnräder angewendet werden
können. Wenn man den Nockenwellenkasten mittels Gelenke am Zwischenrahmen befestigt,
so kann man den Nockenwellenkasten zusammen mit den Nockenwellen einfach aufklappen
und kommt dann an jeden Zylinderdeckel bequem heran. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel
einer Nockenwellenanordnung nach der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt Abb.
i einen Axialschnitt durch den oberen Teil der Maschine, Abb. 2 den gleichen Schnitt
wie in Abb. i mit aufgeklapptem. Nockenwellerikasten, Abb. 3 eine Seitenansicht
des oberen Teiles einer 3-Zylinder-Brennkraftmaschine. In den Zylinderblock i ist
in bekannter Weise die Laufbüchse 2 eingesetzt, in der der Kolben 3 läuft. Auf die
Laufbüchse 2 ist der Zylinderdeckel 4 aufgesetzt, der die Auslaßleitung 5, die Einlaßleitung
6 und die Ventile 7 und 8 mit ihren Federn 9 und Druckgliedern io aufnimmt. Die
Nockenwellen i i und ,12, die sich über alle Zylinder erstrecken, sind im Kasten
13 gelagert, der auf einem Zwischenrahmen 14 ruht, welcher unmittelbar auf dem Zylinderblock
i aufgesetzt ist. Die Lage der Nockenwellen i i und 12 ist also unabhängig von dem
Zylinderdeckel 4 und liegt zum Zylinderblock i ein für allemal fest. Der Nockenwellenkasten
13 ist mit dem Zwischenrahmen 14 mittels mehrerer Gelenke 15 verbunden, die ein
einfaches Aufklappen des Kastens 13 mit den Nockenwellen,iii und 12 ermöglichen.
Auf der den Gelenken 15 gegenüberliegenden Kastenseite sind Verriegelungsvorrichtungen
bekannter Art angeordnet, die den Nockeriwellenkasten 13 während des Betriebes in
seiner Lage halten. Die Abdichtung zwischen den Zylinderdeckeln 4 und dem Nockenwellenkasten
13 erfolgt durch sehr elastische, kleinere Höhenunterschiede ausgleichende Dichtungsmaterialien
-16 und 17. Der Antrieb der Nockenwellen i i und 12 erfolgt durch Stirnräder 18,
19 und 20 von der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine aus (Abb.3). Auch dieser Antrieb
ist unabhängig von einer evtl. Höhenabweichung der Zylinderdeckel und kann deshalb
mit Stirnrädern vorgenommen werden, da der richtige Zahnradabstand gewährleistet
ist.The oil seal between the cam box and the cylinder cover takes place
through very flexible seals, for example through round seals made of artificial
Rubber, which is insensitive to differences in the height of the individual cylinder covers
are. The oil seal between the cam box and the control drive housing is made in a similar manner
causes. The connection frame has the necessary openings for the connection
the pipelines. The distance between the camshafts and the timing drive wheels
is fixed once and for all, so that common spur gears are also used
can. If you fasten the camshaft case to the intermediate frame by means of joints,
so you can simply open the camshaft box together with the camshafts
and then comes easily to each cylinder cover. In the drawing is an embodiment
a camshaft arrangement according to the invention, namely Fig.
i an axial section through the upper part of the machine, Fig. 2 the same section
as in Fig. i with opened. Camshaft box, Fig. 3 is a side view
of the upper part of a 3-cylinder internal combustion engine. In the cylinder block i is
In a known manner, the liner 2 is used, in which the piston 3 runs. On the
Liner 2 is placed on the cylinder cover 4, the outlet line 5, the inlet line
6 and the valves 7 and 8 with their springs 9 and pressure members io. the
Camshafts i i and 12, which extend over all cylinders, are in the box
13 stored, which rests on an intermediate frame 14 which is directly on the cylinder block
i is on. The position of the camshafts i i and 12 is therefore independent of that
Cylinder cover 4 and is fixed to the cylinder block i once and for all. The camshaft case
13 is connected to the intermediate frame 14 by means of several joints 15, which a
allow easy opening of the box 13 with the camshafts, iii and 12.
On the box side opposite the joints 15 are locking devices
known type arranged that the Nockeriwellenkasten 13 during operation in
hold its position. The seal between the cylinder covers 4 and the camshaft case
13 is made by very elastic sealing materials that compensate for minor differences in height
-16 and 17. The camshafts i i and 12 are driven by spur gears 18,
19 and 20 from the crankshaft of the internal combustion engine (Fig.3). This drive too
is independent of a possible height deviation of the cylinder cover and can therefore
be made with spur gears, as the correct gear spacing is guaranteed
is.
Die Nockenwellenanordnung nach der Erfindung kann selbstverständlich
auch bei Brennkraftmaschinen Verwendung finden, bei denen nur eine oder auch mehr
als zwei Nockenwellen vorhanden sind.The camshaft arrangement according to the invention can of course
also find use in internal combustion engines in which only one or more
than there are two camshafts.