EP0381842A1 - Mehrzylindrige Brennkraftmaschine mit Einzelzylinderköpfen - Google Patents
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads
- F02F1/24—Cylinder heads
- F02F1/26—Cylinder heads having cooling means
- F02F1/36—Cylinder heads having cooling means for liquid cooling
- F02F1/40—Cylinder heads having cooling means for liquid cooling cylinder heads with means for directing, guiding, or distributing liquid stream
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
- F01P11/00—Component parts, details, or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F01P1/00 - F01P9/00
- F01P11/04—Arrangements of liquid pipes or hoses
Definitions
- the invention relates to a multi-cylinder internal combustion engine with single cylinder heads according to the preamble of claim 1.
- Sliding pipe connections are known, in particular for the forwarding of cooling water to be discharged or of charge air to be introduced.
- DE-OS 1576 725 are single cylinder heads for an internal combustion engine from which cooling water passes into the cylinder heads, the cylinder heads being connected to one another by internal cooling water lines for forwarding the cooling water. These are formed by sleeves, which each connect adjacent cooling chambers in the cylinder heads for the flow of cooling water.
- the object of the invention is to make the line connections between the cylinder heads and the connections of supply and discharge lines simple and inexpensive to assemble for single cylinder heads of an internal combustion engine, these lines being designed for the media for nozzle cooling, rocker arm lubrication and for the nozzle leak oil.
- This object is achieved according to the invention by the characterizing features of claim 1. Further advantageous features include the subclaims.
- the main advantages achieved by the invention are that a large part of the supply and discharge lines are connected without screw connections and pipes and that the cylinder heads themselves take over the function of the lines, so that they are saved on the engine.
- the lines are provided in the cylinder heads through drilled channels for the media for nozzle cooling, rocker arm lubrication and for the nozzle leak oil.
- the outlet openings of the bores from adjacent cylinder heads are connected to one another by an easily insertable wedge element that has a corresponding through bore. This element is designed in such a way that it has an elastic and deformation-elastic effect and thus absorbs a relative movement between adjacent cylinder heads without sealing problems being able to occur.
- the wedge elements are also held on the cylinder heads by means of a tensioning device in such a way that they are fastened in an elastically pressed manner relative to them, and that elasticities are also provided for each sealing surface of a medium. Furthermore, there can be free openings between the connected outlet openings.
- At least one wedge element 7 is arranged between oblique contact surfaces 8, 9 of these cylinder heads 5, 6.
- This is provided with through bores 10 which lie one above the other and whose openings 11 are aligned with outlet openings 12 of the corresponding inner bores 1, 2, 3 and 4.
- the holes 1 to 4 are shown with a course in the cylinder head 5 and 6, which is to serve as an example and only partially illustrates the possibilities.
- the wedge element 7 has opposite, obliquely running sealing surfaces 13, 14, which is carried out with the corresponding obliquely running contact surfaces 8, 9 of the cylinder heads 5, 6 via a clamping device 15 16 17 18.
- the 2 comprises an elastic bracket 21 with a centrally arranged pressure pin 22, which is surrounded by an elastic sleeve 23. This is supported with one end 24 in the base of the wedge element 7 and with its other end 25 on the collar 22a of the pressure bolt 22 or on the bracket 21.
- the bracket 21 is fastened either to a cylinder head 5 or 6 via a fastening screw 26 or to both cylinder heads 5 and 6 via two fastening screws 26 and 26a.
- the elastic sleeve 23 can move freely in all directions with the pressure pin 22.
- the pressure pin 22 is preferably arranged with its engagement surface on the wedge element 7 so that the engagement point is lower than the outlet openings 12 of the bores 1 to 4.
- FIG. 4 shows an embodiment of a tensioning device with a spring 30, which is designed as a plate spring and is arranged between the screw head 28 and the fastening screw 29 and the wedge element 7.
- the fastening screw 29 is held on the wedge element 7 via a cross pin 31, which is shown in more detail in FIG. 4.
- the tensioning device exerts an elastic pre-tension on the wedge element 7 in order to achieve a tightly elastic and deformation-elastic connection between the cylinder heads and the wedge element.
- the wedge element 7 has different sealing elements to achieve elastic tightness between the contact surfaces 8, 9 on the cylinder heads 5, 6.
- an elastic seal 32 is provided on the surfaces 13 and 14 of the wedge element 7, which rests on it.
- This elastic layer 32 can e.g. can be attached by notching 33 to the surfaces 13, 14 by notching, as shown in FIG. 7.
- the notched nails 33 are arranged in the closing cylinder heads 5 and 6 in corresponding insertion openings 34. Between the different sealing units, gaps 35 can be arranged in a straight line or around the various bores.
- the wedge element 7 has elastic sleeves 36 inserted into the through hole 10. This is arranged at right angles to the inclined surfaces 13, 14 and protrudes beyond them and forms an elastic sealing surface which faces the contact surface 8, 9 on the cylinder heads 5 and 6.
- Stops 37 which are wear-resistant, can be arranged on the sealing surfaces 13, 14 of the wedge element 7 Have surface and limit the spring travel of the sleeve 36.
- the through bore 10 of the wedge element 7 is provided with an inserted elastic tube 38 which projects beyond the wedge element 7 and has elastic contact surfaces 39 arranged parallel to the inclined surfaces 13, 14 of the element 7.
- stops 37 can be provided between the through bores 10.
- the elastic connecting tube 38 is e.g. executed square. However, it can also have a different geometric cross-sectional shape, but should have a shape that is secure against rotation.
- the wedge element 7 consists of a one-piece elastic part with an integrally formed neck 40, which comprises end flanges 41 with end faces 40a, which is connected to the actual base body of the wedge element 7 via an elastic neck part 42 with a reduced diameter.
- the wedge element 7 comprises an elastic sleeve 44 which is pressed in coaxially to the bore 10.
- This sleeve has a flange 45 and 46 at the end, which receive a compression spring 47 between them, which holds the flanges 45 and 46 on the one hand into the wedge element 7 and on the other hand the contact surfaces 8, 9 of the cylinder heads 5, 6 presses.
- Stops 37 can also be provided in this embodiment, as in 5, 8 and 10, which is not shown in detail.
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Abstract
Description
- Die Erfindung bezieht sich auf eine mehrzylindrige Brennkraftmaschine mit Einzelzylinderköpfen nach dem berbegriff des Anspruchs 1.
- Bei Brennkraftmaschinen mit Einzelzylinderköpfen werden verschiedene zum Teil aggressive Medien über außenliegende Leitungen zugeführt, die elastisch verlegt sind und über Flansch- und Schraubverbindungen angeschlossen werden. Bei den erheblichen Ralativbewegungen der Zylinderköpfe 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 Zylinderköpfen. 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 1576 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 zwischen den Zylinderköpfen sowie die Verbindungen von zu- und abführenden Leitungen montageeinfach und kostengünstig 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 beinhalten die Unteransprüche.
- Die mit der Erfindung hauptsächlich erzielten Vorteile bestehen darin, daß ein Großteil der zu- und abführenden Leitungen ohne Verschraubungen und Rohrleitungen angeschlossen werden und daß weiterhin die Zylinderköpfe 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 Kipphebelschmierung und für das Düsenlecköl vorgesehen. Die Austrittsöffnungen der Bohrungen von benachbarten Zylinderköpfen werden durch ein einfach einzuschiebendes Keilelement, das eine entsprechende Durchgangsbohrung aufweist, miteinander verbunden. Dieses Element ist in der Weise ausgeführt, daß es dichtelastisch und verformungseleastisch wirkt und somit eine Relativbewegung zwischen benachbarten Zylinderköpfen aufnimmt, ohne daß Dichtprobleme auftreten könnten.
- Auch sind die Keilelemente so über eine Spanneinrichtung 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 verbundenen 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 dargestellten 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 Spanneinrichtungen,
- 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 Anschlag,
- 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 beaufschlagte 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 Zylinderköpfe 5, 6 angeordnet. Dieses ist mit Durchgangsbohrungen 10 versehen, die übereinanderliegen und deren Öffnungen 11 mit Austrittsöffnungen 12 der entsprechenden Innenbohrungen 1, 2, 3 und 4 fluchten. In Fig. 1 sind die Bohrungen 1 bis 4 mit einem Verlauf im Zylinderkopf 5 und 6 gezeigt, der als Beispiel dienen soll und die Möglichkeiten nur zum Teil veranschaulicht.
- Das Keilelement 7 weist gegenüberliegende schräg verlaufende Dichtflächen 13, 14 auf, die mit den entsprechend schräg verlaufenden Anlageflächen 8, 9 der Zylinderköpfen 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 Element 7 gegen die Anlageflächen 8 und 9 Zylinderköpfe 5 und 6 ziehen.
- Die Spanneinrichtung 15 gemäß Fig. 2 umfaßt einen elastischen Bügel 21 mit einem mittig angeordneten Druckzapfen 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 22a 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 Befestigungsschrauben 26 und 26a 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 Angriffsfläche auf das Keilelement 7 so angeordnet, daß der Angriffspunkt tiefer liegt als die Austrittsöffnungen 12 der Bohrungen 1 bis 4.
- Die weitere Spannvorrichtung 17 gemäß Fig. 3 besteht im wesentlichen aus einer elastischen Hülse 27, die zwischen dem Keilelement 7 und dem Kopf 28 der Befestigungsschraube 29 angeordnet ist.
- In Fig. 4 ist mit 18 eine Ausführung einer Spanneinrichtung mit einer Feder 30 dargestellt, die als Tellerfeder ausgeführt und zwischen dem Schraubenkopf 28 und der Befestigungsschraube 29 und dem Keilelement 7 angeordnet ist.
- Die Befestigungsschraube 29 ist am Keilelement 7 jeweils über einen Querstift 31 gehalten, was in Fig. 4 näher dargestellt ist.
- Durch die Spanneinrichtung wird eine elastische Vorospannung auf das Keilelement 7 ausgeübt, um eine dichteleastische und verformungselastische Verbindung zwischen den Zylinderköpfen und dem Keilelement zu erzielen.
- Das Keilelement 7 weist zur Erzielung einer elastischen Dichtheit zwischen den Anlageflächen 8, 9 an den Zylinderköpfen 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 Hülsen 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 begrenzen.
- Nach Fig. 10 ist die Durchgangsbohrung 10 des Keilelements 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 Anschläge 37 zwischen den Durchgangsbohrungen 10 vorgesehen sein. Das elastische Verbindungsrohr 38 ist im Querschnitt z.B. quadratisch ausgeführt. Es kann aber auch eine andere geometrische Querschnittsform aufweisen, sollte aber eine verdrehsichere Form besitzen.
- Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel gem. Fig. 12 besteht das Keilelement 7 aus einem einteiligen elastischen Teil mit einem angeformten Hals 40, der endseitige Flansche 41 mit Stirnflächen 40a umfaßt, welche zum eigentlichen Grundkörper des Keilelements 7 über ein im Durchmesser vermindertes elastisches Halsteil 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 Dichtfläche 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 (15)
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- 1989-12-14 EP EP89123178A patent/EP0381842B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1989-12-14 DE DE8989123178T patent/DE58903358D1/de not_active Expired - Fee Related
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