EP0180847A1 - Steuergehäuse für Zylinderkopf von Brennkraftmaschinen, mit zueinander im wesentlichen parallelen Gaswechselventilen - Google Patents
Steuergehäuse für Zylinderkopf von Brennkraftmaschinen, mit zueinander im wesentlichen parallelen Gaswechselventilen Download PDFInfo
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- EP0180847A1 EP0180847A1 EP85113420A EP85113420A EP0180847A1 EP 0180847 A1 EP0180847 A1 EP 0180847A1 EP 85113420 A EP85113420 A EP 85113420A EP 85113420 A EP85113420 A EP 85113420A EP 0180847 A1 EP0180847 A1 EP 0180847A1
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- F02F1/38—Cylinder heads having cooling means for liquid cooling the cylinder heads being of overhead valve type
Definitions
- the invention is based on the preamble of the independent claim from DE-C 23 42 530.
- the control housing is formed in one piece with the cylinder head.
- This cylinder head also has at least two identical, parallel gas exchange valves.
- the relatively small mutual distance between the parallel valves on the one hand and the endeavor of relatively large diameters for the cup tappets on the other hand leads to a relatively narrow web between the adjacent openings for guiding the cup tappets.
- the lower part of the bearing which is integral with the control housing is cut to the wall thickness of the web in the manufacture of the openings serving to guide the tappets on both opposite end faces.
- this camshaft bearing is equipped with bearing shells for the formation of a perfect hydrodynamic lubricating film.
- bearing shells represent additional components, the effort of which increases with the number of cylinders and that of the camshafts on an internal combustion engine. Furthermore, since the contours of cylinders penetrating at right angles are machined during the manufacture of the cylindrical openings on the one hand and the bearing bore on the other, there is always a work sequence with an interrupted cut in the area of the intersections. Thus, at least in the case of the true-to-contour production of a plurality of aligned camshaft bearing bores, an increased outlay on production means is required.
- the invention has for its object to show a design for a control housing according to the preamble of the independent claim with a camshaft bearing arranged between closely adjacent openings, in which contours of right-angled penetrating cylinders of the camshaft bearing bore as well as openings and thus machining of such intersections are avoided .
- the openings serving to guide the bucket tappets can advantageously be machined from the side facing away from the camshaft bearing. With this processing direction of the openings, it is possible in a further advantageous manner to design the control housing according to the further characteristic features. Thereafter, the lower bearing part of the Nockenwel is - lenlagers cut through the closely spaced apertures Although, these incisions terminate in a predetermined distance from the bearing surface in the bearing part, so that in the region of the gates of the lower bearing Telles remains a on both sides of the web extending bearing wall.
- the camshaft can be stored directly in the control housing without the interposition of bearing shells. Furthermore, with a lubricating oil supply via a hollow camshaft with radial supply channels to the bearing, both its lubricating oil supply and the formation of a perfect hydrodynamic lubricating film are ensured. Furthermore, the lubricating oil supply to the bearing can be carried out with the usual amount at a known pressure, so that the circulation of a larger amount of lubricating oil is avoided.
- the bearing wall according to the invention offers the advantage of broad support of the arranged bearing shell, which in particular Damage to the bearing shell caused by edge pressure can be avoided.
- a bearing wall in the extension between its end faces to the width of the camshaft bearing advantageously results in a stiffening of the control housing.
- the one-piece connection of the bearing wall to the web between the openings is particularly beneficial for the stiffening of the control housing.
- An additional stiffening is achieved according to claim 2 for the Steuereg housing by the web being connected to each end face of the bearing wall by means of a continuously running transition.
- the web is followed by a step-shaped transition with a flat shoulder on the bearing wall.
- the control housing according to the invention is suitable for formation in die casting. This is also because the omission of the intersections of the openings with the part of the bearing bore in the lower part of the bearing means that the drawing cores required for this do not interfere with one another. This applies not only to a control housing, which is designed as a single piece only for two parallel valves.
- the invention also promotes the combination of several, in a multi-cylinder internal combustion engine Required control housing according to claim 6 to a one-piece component in die-cast design.
- the control housing can be formed with relatively thin walls.
- the bearing wall according to claim 5 has the further advantage of providing spray bores supplied with lubricating oil via a circumferential groove in the bearing collar of the camshaft in such a way that the slideways of the cams and teaspoons are optimally lubricated.
- a control housing 1 for separate arrangement on a cylinder head, not shown, of a valve-controlled internal combustion engine comprises, for a cylinder of the internal combustion engine, openings 2 and 3 arranged in groups for receiving valve tappets 4. Openings 2, 3 are open at both ends 5, 6, specifically both towards the cylinder head and towards a camshaft 7.
- the camshaft 7 is guided in the control housing by means of a bearing 8.
- the split bearing 8 has in its lower bearing part 8 'an essentially over its width "x" sliding bearing bore 9 for a bearing collar 10 of the camshaft 7. This is to achieve a stiff valve train Bearing 8 arranged between the openings 2, 3 for the tappets 4, the tappets 4 interacting with valves assigned to a cylinder (21, 22 in FIG. 2).
- the bearing 8 is in its lower bearing part 8 'with a web 11 between the openings 2 and 3 in the control housing 1 in connection. It is characteristic of this web 11 that it ends at a wall thickness "s" which is smaller than the width "x" of the bearing 8 due to closely spaced openings 2,3 at the bearing side at a predetermined distance "y” from the bearing surface 12 of the slide bearing bore 9.
- a bearing wall 9 ' is thus achieved in the region of the web 11, as a result of which the axial extension of the sliding bearing bore 9 in the lower bearing part 8' is retained over the width "x" of the bearing 8.
- the bearing 8 can thus be supplied with lubricating oil without any problems via bores 13 and 14 in the camshaft.
- the web 11 is connected to an end face 16 of the bearing 8 by means of a continuously running transition 15.
- the transition 15 can be formed, for example, in a control housing 1 designed as a die-cast part.
- a further embodiment of the transition is shown in the opening 3, a step-shaped transition with a flat shoulder 18 adjoining the web 11.
- This paragraph 18 can serve as a machine-fixed stop for a tappet 4 equipped with a hydraulic valve lash compensation element, as a result of which the tappet 4 during operation of the internal combustion engine in the base circle phase with clearance to the base circle 19 of a cam 20 of the camshaft 7 is held. This avoids friction losses in the base circle phase.
- the same elements are given the same reference numerals as in FIG. 1.
- the lubricating oil holes 23, 24 penetrating the bearing wall 9' can be arranged in such a way that a lubricating oil spray jet on the tappet 4 in front of the respective cam 20 of the camshaft 7 is reached.
- the lubricating oil bores 23, 24 penetrating approximately from the center of the bearing wall 12 from the bearing wall 9 ' are connected to a partial circumferential groove 25 in the bearing collar 10 of the camshaft 7 in an oil-carrying manner.
- the part circumferential groove 25 is in turn supplied with lubricating oil from the central bore 13 in the camshaft 7 via the radially directed bore 14.
- the control housing 1 can be provided as a single piece for two gas exchange valves arranged in parallel.
- the control housings provided for one row of valves can be combined to form a one-piece component.
- the individual control housings 1 are connected in a fixed manner to their longitudinal walls 26 and 27 via their lower bearing parts 8 '.
- the control housing 1 is preferably used in a multi-cylinder internal combustion engine with V-shaped and in pairs arranged in a row valves in a cylinder head with right angles to the valves connecting surfaces for the releasably attached control housing assigned to each valve row.
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Abstract
Description
- Die Erfindung geht gemäß dem Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruches von der DE-C 23 42 530 aus.
- Bei dieser bekannten Bauart ist das Steuergehäuse mit dem Zylinderkopf einteilig ausgebildet. Bei diesem Zylinderkopf sind ferner mindestens zwei gleichartige, parallele Gaswechselventile vorgesehen. Der relativ geringe gegenseitige Abstand der parallelen Ventile einerseits und das Bestreben relativ großer Durchmesser für die Tassenstößel andererseits führt zwischen den benachbarten Durchbrechungen zur Führung der Tassenstößel zu einem relativ schmalen Steg. Bei einem zwischen den Achsen gleichartiger Ventile eines Brennraumes etwa mittig angeordneten Nockenwellenlager mit lösbar befestigter Lagerbrücke wird der mit dem Steuergehäuse einstückige Lagerunterteil bei der Fertigung der zur Führung der Tassenstößel dienenden Durchbrechungen an beiden gegenüberliegenden Stirnseiten bis auf die Wandstärke des Steges angeschnitten. Um dem Nachteil der durch Anschneiden des Lagerunterteiles verringerten Gleitlagerfläche für einen Nockenwellenlagerbund zu begegnen, wird dieses Nockenwellenlager für die Ausbildung eines einwandfreien hydrodynamischen Schmierfilmes mit Lagerschalen ausgerüstet.
- Diese Lagerschalen stellen zusätzliche Bauelemente dar, deren Aufwand mit der Anzahl der Zylinder und der der Nockenwellen an einer Brennkraftmaschine steigt. Da ferner bei der Fertigung der zylindrischen Durchbrechungen einerseits und der Lagerbohrung andererseits die Konturen sich rechtwinkelig durchdringender Zylinder spanabhebend hergestellt werden, ist immer im Bereich der Verschneidungen eine Arbeitsfolge mit unterbrochenem Schnitt gegeben. Somit ist zumindest bei der konturgetreuen Herstellung mehrerer, miteinander fluchtender Nockenwellen-Lagerbohrungen ein erhöhter Aufwand an Fertigungsmitteln erforderlich.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für ein Steuergehäuse nach dem Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruches mit einem zwischen eng benachbarten Durchbrechungen angeordneten Nockenwellenlager eine Gestaltung aufzuzeigen, bei der Konturen sich rechtwinkelig durchdringender Zylinder von Nockenwellen-Lagerbohrung sowie Durchbrechungen und damit eine spanabhebende Bearbeitung derartiger Verschneidungen vermieden sind.
- Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des unabhängigen Patentanspruches angegebenen Merkmale gelöst. Mit dem ersten Kennzeichenmerkmal des vom Zylinderkopf gesondert ausgebildeten Steuergehäuses können in vorteilhafter Weise die zur Führung der Tassenstößel dienenden Durchbrechungen von der dem Nockenwellenlager abgewandten Seite aus bearbeitet werden. Mit dieser Bearbeitungsrichtung der Durchbrechungen ist es in weiterer vorteilhafter Weise möglich, das Steuergehäuse nach den weiteren Kennzeichenmerkmalen auszugestalten. Danach wird das Lagerunterteil des Nockenwel- lenlagers durch die eng benachbarten Durchbrechungen zwar angeschnitten, jedoch enden diese Anschnitte in einem vorbestimmten Abstand von der Lagerfläche im Lagerunterteil, so daß im Bereich der Anschnitte des Lageruntertelles eine zu beiden Seiten des Steges sich erstreckende Lagerwand verbleibt. Mit der damit erzielten großen Lagerbreite im Lageruntertell kann die Nockenwelle ohne Zwischenschaltung von Lagerschalen unmittelbar im Steuergehäuse gelagert werden. Weiter ist bei einer Schmierölversorgung über eine hohle Nockenwelle mit radialen Versorgungskanäien zum Lager sowohl dessen Schmierölversorgung als auch die Ausbildung eines einwandfreien hydrodynamischen Schmierfilmes sichergestellt. Ferner kann die Schmierölversorgung des Lagers mit üblicher Menge bei bekanntem Druck erfolgen, so daß der Umlauf einer größeren Schmierölmenge vermieden wird. Soll dagegen anstelle der direkten Lagerung der Nockenwelle im Steuergehäuse eine Lagerung mittels in der Lagerbohrung angeordneter Lagerschalen erfolgen, so bietet die erfindungsgemäße Lagerwand den Vorteil einer breiten Unterstützung der angeordneten Lagerschale, wodurch insbesondere durch Kantenpressung verursachte Schäden an der Lagerschale vermieden werden.
- Eine in der Erstreckung zwischen ihren Stirnseiten auf die Breite des Nockenwellenlagers abgestellte Lagerwand ergibt in vorteilhafter Weise eine Versteifung des Steuergehäuses. Für die Aussteifung des Steuergehäuses besonders förderlich ist die einstückige Verbindung der Lagerwand mit dem Steg zwischen den Durchbrechungen. Eine zusätzliche Versteifung wird nach Anspruch 2 für das Steueregs- häuse dadurch erreicht, daß der Steg mittels eines kontinuierlich verlaufenden Überganges mit jeder Stirnseite der Lagerwand in Verbindung steht.
- Nach einer im Anspruch 3 angegebenen anderen Ausgestaltung der Erfindung schließt an den Steg sich ein stufenförmiger Übergang mit einem ebenen Absatz an der Lagerwand an. Damit ist ein im Anspruch 4 näher beschriebener Vorteil erreicht, wonach der stufenförmige Absatz für einen Tassenstößel mit hydraulischem Ventilspiel-Ausgleichselement als maschinenfester Anschlag dient. Damit kann der Tassenstößel im Betrieb der Brennkraftmaschine in der Grundkreisphase vom Grundkreis ferngehalten werden, wodurch sich die Reibleistung im Ventiltrieb vermindert. Weiter ist ein aus zwei Teilen gebautes Steuergehäuse denkbar, wobei die ebenen Absätze in der Trennebene des das Nockenwellenlager umfassenden Teiles liegen.
- Mit der nach der Erfindung gegebenen Bearbeitungsrichtung für die Durchbrechung von der dem Nockenwellenlager abgewandten Seite her eignet sich das erfindungsgemäße Steuergehäuse für die Ausbildung in Druckguß. Dies auch deshalb, weil durch den erfindungsgemäßen Fortfall der Verschneidungen der Durchbrechungen mit dem Teil der Lagerbohrung im Lagerunterteil die jeweils hierfür erforderlichen Ziehkerne sich gegenseitig nicht stören. Dies gilt nicht nur für ein Steuergehäuse, das als Einzelstück lediglich für zwei parallele Ventile ausgebildet ist. Die Erfindung fördert auch die Zusammenfassung mehrerer, bei einer Mehrzylinder-Brennkraftmaschine erforderlicher Steuergehäuse nach Anspruch 6 zu einem einteiligen Bauteil in Druckgußausführung. Durch den, wie vorstehend beschrieben, aussteifenden Verbund von Lagerwand und einstückig angeschlossenem Steg kann das Steuergehäuse mit relativ dünnen Wänden ausgebildet werden.
- Schließlich bietet die Lagerwand nach Anspruch 5 den weiteren Vorteil, über eine Umfangsnut im Lagerbund der Nockenwelle mit Schmieröl versorgte Spritzbohrungen so anzubringen, daß die Gleitbahnen von Nocken und Tassenstüßel optimal geschmiert werden.
- In der Zeichnung Ist die Erfindung dargestellt.
- Es zeigt:
- Fig. 1 ein Steuergehäuse mit zwei Ausführungsbeispielen der Gestaltung einer Lagerwand des Nockenwellenlagers im Bereich eines Steges zwischen zwei benachbarten Durchbrechungen zur Aufnahme von Stößeln,
- Fig. 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Steuergehäuses mit zusätzlich in der Lagerwand angeordneten Schmierölbohrungen.
- Ein Steuergehäuse 1 zur gesonderten Anordnung an einem nicht dargestellten Zylinderkopf einer ventilgesteuerten Brennkraftmaschine umfaßt für einen Zylinder der Brennkraftmaschine gruppenweise angeordnete Durchbrechungen 2 und 3 zur Aufnahme von Ventil-Stößel 4. Die Durchbrechungen 2,3 sind an beiden Enden 5,6 offen, und zwar sowohl zum Zylinderkopf als auch zu einer Nockenwelle 7 hin. Die Nockenwelle 7 ist mittels eines Lagers 8 im Steuergehäuselgeführt. Das geteilt ausgebildete Lager 8 weist in seinem Lagerunterteil 8' eine im wesentlichen über seine Breite "x" sich erstreckende Gleitlagerbohrung 9 für einen Lagerbund 10 der Nockenwelle 7 auf. Zur Erzielung eines steifen Ventiltriebes ist das Lager 8 zwischen den Durchbrechungen 2,3 für die Stößel 4 angeordnet, wobei die Stößel 4 mit einem Zylinder zugeordneten Ventilen (21,22 In Fig. 2) zusammenwirken. Das Lager 8 steht In seinem Lagerunterteil 8' mit einem Steg 11 zwischen den Durchbrechungen 2 und 3 im Steuergehäuse 1 in Verbindung. Kennzeichnend für diesen Steg 11 ist, daß dieser bei einer gegenüber der Breite "x" des Lagers 8 geringeren Wandstärke "s" durch nahe zusammengerückte Durchbrechungen 2,3 lagerseitig in einem vorbestimmten Abstand "y" von der Lagerfläche 12 der Gleitlagerbohrung 9 endet. Damit ist im Bereich des Steges 11 eine Lagerwand 9' erzielt, wodurch die Gleitlagerbohrung 9 in ihrer axialen Erstreckung im Lagerunterteil 8' über die Breite "x" des Lagers 8 erhalten bleibt. Damit kann das Lager 8 über Bohrungen 13 und 14 in der NockenwelleTeinwandfrei mit Schmieröl versorgt werden. Bei mit hydraulischen Ventilspiel-Ausgleichselementen ausgerüsteten Stößeln 4 ergibt sich hierfür ein größerer Spielraum bei der Anordnung von Versorgungskanälen (nicht gezeigt) im Steuergehäuse 1 sowie insgesamt eine vereinfachte Ölversorgung des Lagers 8 sowie der Ventilspiel-Ausgleichselemente. Mit der Erfindung wird ferner nicht nur eine größtmögliche Lagerfläche 12 im Lägerunterteil 8' erreicht, sondern bei der spanabhebenden Endbearbeitung der Lagerbohrung ein unterbrechungsfreier Werkzeugschnitt mit dem Ergebnis einer formgenauen Gleitlagerbohrung 9.
- In der Durchbrechung 2 steht der Steg 11 mittels eines kontinuierlich verlaufenden Überganges 15 mit einer Stirnseite 16 des Lagers 8 in Verbindung. Der Übergang 15 kann beispielsweise bei einem als Druckgußteil ausgebildeten Steuergehäuse 1 ausgeformt sein. Eine weitere Ausgestaltung des Oberganges ist in der Durchbrechung 3 dargestellt, wobei an den Steg 11 sich ein stufenförmiger Übergang mit einem ebenen Absatz 18 anschließt. Dieser Absatz 18 kann für einen mit einem hydraulischen Ventilspiel-Ausgleichselement ausgerüsteten Stößel 4 als maschinenfester Anschlag dienen, wodurch der Stößel 4 beim Betrieb der Brennkraftmaschine in der Grundkreisphase mit Spiel zum Grundkreis 19 eines Nockens 20 der Nockenwelle 7 gehalten wird. Damit werden in der Grundkreisphase Reibungsverluste vermieden.
- Bei dem in Fig. 2 gezeigten Steuergehäuse sind gleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen wie in Fig. 1 belegt. Mit der im Bereich der geringsten Wandstärke des Steges 11 sich zu dessen beiden Seiten erstreckenden Lagerwand 9' können die Lagerwand 9' durchsetzende Schmierölbohrungen 23,24 so angeordnet werden, daß ein Schmieröl-Spritzstrahl auf den Stößel 4 vor den jeweils auflaufenden Nocken 20 der Nockenwelle 7 erreicht ist. Die etwa von der Mitte der Lagerwand 12 aus die Lagerwand 9' durchsetzenden Schmierölbohrungen 23,24 stehen mit einer Teilumfangsnut 25 im Lagerbund 10 der Nockenwelle 7 ölführend in Verbindung. Die Teiiumfangsnut 25 wird Ihrerseits von der zentralen Bohrung 13 in der Nockenwelle 7 über die radial gerichtete Bohrung 14 mit Schmieröl versorgt.
- Das Steuergehäuse 1 kann als Einzelstück für zwei parallel angeordnete Gaswechselventile vorgesehen sein. Für eine Mehrzylinder-Brennkraftmaschine mit in Reihe angeordneter, gruppenweise paralleler Gaswechselventile können die für eine Ventilreihe vorgesehenen Steuergehäuse zu einem einteiligen Bauteil zusammengefaßt sein. Für diese Zusammenfassung stehen die einzelnen Steuergehäuse 1 über ihre Lagerunterteile 8' mit Längswänden 26 und 27 in fester Verbindung. Zur lösbaren Befestigung des vom Zylinderkopf gesondert ausgebildeten Steuergehäuses 1 dient die für einen Lagerdeckel 28 des Nockenwellenlagers 8 vorgesehene Verschraubung 29, die im ZylInderkopf verankert ist. Das Steuergehäuse 1 wird bevorzugt angwendet bei einer Mehrzylinder-Brennkraftmaschine mit V-förmig und in Reihe paarweise angeordneten Ventilen in einem Zylinderkopf mit rechtwinkelig zu den Ventilen ausgebildeten Anschlußflächen für das jeder Ventilreihe zugeordnete, lösbar befestigte Steuergehäuse.
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