EP1666714A2 - Maschinengehäuse für eine Brennkraftmaschine - Google Patents

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EP1666714A2
EP1666714A2 EP05019395A EP05019395A EP1666714A2 EP 1666714 A2 EP1666714 A2 EP 1666714A2 EP 05019395 A EP05019395 A EP 05019395A EP 05019395 A EP05019395 A EP 05019395A EP 1666714 A2 EP1666714 A2 EP 1666714A2
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EP
European Patent Office
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machine housing
lubricant
shaft
camshaft
combustion engine
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EP05019395A
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EP1666714B1 (de
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Michael Schleusener
Torsten Eder
Martin Klering
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Bayerische Motoren Werke AG
PSA Automobiles SA
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Bayerische Motoren Werke AG
Peugeot Citroen Automobiles SA
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    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L13/00Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations
    • F01L13/0015Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque
    • F01L13/0021Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque by modification of rocker arm ratio
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01MLUBRICATING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; LUBRICATING INTERNAL COMBUSTION ENGINES; CRANKCASE VENTILATING
    • F01M9/00Lubrication means having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01M1/00 - F01M7/00
    • F01M9/10Lubrication of valve gear or auxiliaries

Definitions

  • the invention relates to a machine housing, in particular a cylinder head for an internal combustion engine, with the features of the preamble of patent claim 1.
  • Object of the present invention is to show a simplified lubricant supply for the bearings of a generic machine housing.
  • the machine housing has a wall that emerges in the installed position of the machine housing from a bearing and / or spilled lubricant in the machine housing, wherein another bearing is at least partially disposed in the collected lubricant.
  • the manufacturing costs for a generic machine housing are reduced because the processing of lubricant holes or the use of additional lubricant spray nozzles deleted.
  • the machine housing according to the invention has a reduced lubricant delivery requirement, whereby a smaller lubricant pump can be used. This also leads to lower production costs, and to a reduced fuel consumption of the internal combustion engine.
  • the embodiment of the invention is suitable in particular for largely parallel to the camshaft arranged waves according to claim 2.
  • the water emerging from the bearing of the camshaft lubricant can be collected in the geodetically lower trough.
  • a part of the lubricant splashed during operation of the internal combustion engine, for example, by the cam of the camshaft in the trough is collected.
  • the proposed embodiment is particularly suitable for variable stroke valve trains with a stroke height adjustment by an eccentric shaft.
  • Fig. 1 shows the top view of a three-dimensionally illustrated engine housing 1 with a camshaft 2, in the present case, a cylinder head for an internal combustion engine.
  • the view is directed to a dividing plane 1 'of a recognizable in Fig. 2 bearing 3 another shaft 4.
  • the further shaft 4 has on its outer circumference a gear segment 4 'with an outer toothing 4 ".
  • This gear segment 4' serves to rotate the further shaft 4 during operation of the internal combustion engine, in the present embodiment an eccentric shaft, by means of a worm wheel (not shown) 4 'is arranged in sections in a geodetically deeper depression 6 and protrudes into a lubricant collected in the depression 6.
  • the depression 6 is formed by three outer walls 1 "of the machine housing 1 and a wall 5 which according to the invention is oriented largely vertically in the installed position in the embodiment between two outer walls 1 "extends, represented by a double arrow ..
  • a part of the bearing 3 is arranged in the collected in the trough 6 lubricant.
  • the depression 6 in the present embodiment is filled up with lubricant sprayed by the valve drive and lubricant injection nozzles.
  • a further bearing can be arranged geodetically above the trough 6, in which case the trough 6 is additionally filled with lubricating lubricant exiting from this bearing and, depending on the structural design.
  • the further shaft 4 as already briefly noted above, an eccentric shaft for a variable-stroke valve drive, wherein the further shaft 4 is arranged parallel to the camshaft 2.
  • the wall 5 may also be cup-shaped, free-standing formed on a bottom surface of the machine housing 1, without having a direct contact with the side walls 1 '.
  • the trough 6 is formed only by the wall 5 and the bottom surface of the machine housing.
  • Fig. 2 shows the same structure of Fig. 1, but without camshaft 2 and without further shaft 4. For the same components apply the same reference numerals.
  • the manufacturing or manufacturing costs for a generic machine housing are reduced, since no lubricant bores or separate lubricant spray nozzles are necessary for the bearing 3 and / or the external teeth 4 "
  • the energy requirement of a smaller lubricant pump is lower, which reduces fuel consumption is reduced during operation of the internal combustion engine.

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Abstract

Maschinengehäuse (1), insbesondere ein Zylinderkopf für eine Brennkraftmaschine, in dem eine Nockenwelle (2), deren Lager (3) von einem unter Druck stehenden Schmiermittel beaufschlagt sind sowie eine weitere Welle (4), die in zumindest einem weiteren Lager (5) drehbar gelagert ist, und wobei das Maschinengehäuse (1) eine Wandung (5) aufweist, die in Einbaulage des Maschinengehäuses (1) aus einem Lager (3) ausgetretenes und/oder in dem Maschinengehäuse (1) verspritztes Schmiermittel auffängt, wobei das weitere Lager (5) zumindest abschnittsweise in dem aufgefangenen Schmiermittel angeordnet ist. Durch die vorgeschlagene Ausgestaltung wird der Fertigungsaufwand für ein gattungsgemäßes Maschinengehäuse (1) reduziert.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Maschinengehäuse, insbesondere einen Zylinderkopf für eine Brennkraftmaschine, mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Sie geht von der europäischen Patentanmeldung EP 1 350 928 A2 aus. In dieser ist eine Vorrichtung zur variablen Betätigung eines Hubventils einer Brennkraftmaschine beschrieben. Diese Vorrichtung ist in einem Maschinengehäuse angeordnet, und besteht neben weiteren Bauteilen zumindest aus einer Nockenwelle und einer zur Nockenwelle parallel angeordneten weiteren Welle, einer Exzenterwelle zur Hubhöhenverstellung des Hubventils. Die Nockenwelle und die Exzenterwelle sind jeweils drehbar in dem Maschinengehäuse gelagert. Ein Schlepphebel, der zur Betätigung eines Hubventils vorgesehen ist, ist einerseits auf einem Hydrosockel, einem hydraulischen Spielausgleichselement und andererseits auf dem Ventilschaft eines Hubventils gelagert. Der Hydrosockel wird wie auch die Lagerstellen von Nockenwelle und Exzenterwelle von einem unter Druck stehenden Schmiermittel versorgt.
  • Nachteilig bei der beschriebenen Ausgestaltung ist der hohe bauliche Aufwand, um alle Lagerstellen mit Schmiermittel zu versorgen. Wie dem Fachmann allgemein geläufig ist, erfolgt dies normalerweise über Schmiermittelspritzdüsen oder durch Schmiermittelbohrungen, die in den Lagerstellen enden.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine vereinfachte Schmiermittelversorgung für die Lagerstellen eines gattungsgemäßen Maschinengehäuses aufzuzeigen.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Maschinengehäuse eine Wandung aufweist, die in Einbaulage des Maschinengehäuses aus einem Lager ausgetretenes und/oder in dem Maschinengehäuse verspritztes Schmiermittel auffängt, wobei ein weiteres Lager zumindest abschnittsweise in dem aufgefangenen Schmiermittel angeordnet ist. Durch die vorgeschlagene Ausgestaltung werden die Fertigungskosten für ein gattungsgemäßes Maschinengehäuse reduziert, da die Bearbeitung von Schmiermittelbohrungen oder die Verwendung von zusätzlichen Schmiermittelspritzdüsen entfällt. Ferner weist das erfindungsgemäße Maschinengehäuse einen reduzierten Schmiermittelförderbedarf auf, wodurch eine kleinere Schmiermittelpumpe verwendet werden kann. Dies führt ebenfalls zu geringeren Herstellungskosten, sowie zu einem reduzierten Kraftstoffverbrauch der Brennkraftmaschine.
  • Die erfindungsgemäße Ausgestaltung eignet sich gemäß Patentanspruch 2 insbesondere für weitgehend parallel zur Nockenwelle angeordnete Wellen. Für diesen Fall kann beispielsweise wasserfallartig das aus dem Lager der Nockenwelle austretende Schmiermittel in der geodätisch tiefer gelegenen Mulde aufgefangen werden. Zusätzlich wird auch ein Teil des beim Betrieb der Brennkraftmaschine beispielsweise von den Nocken der Nockenwelle verspritztes Schmiermittel in der Mulde aufgefangen.
  • Die vorgeschlagene Ausgestaltung ist insbesondere für hubvariable Ventiltriebe mit einer Hubhöhenverstellung durch eine Exzenterwelle geeignet.
  • Im Folgenden ist die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles in zwei Figuren näher erläutert.
  • Fig. 1
    zeigt eine Aufsicht auf ein erfindungsgemäßes Maschinengehäuse mit einer Nockenwelle und einer weiteren Welle,
    Fig. 2
    zeigt eine Aufsicht auf das erfindungsgemäße Maschinengehäuse ohne Nockenwelle und ohne weitere Welle.
  • Fig. 1 zeigt die Aufsicht auf ein dreidimensional dargestelltes Maschinengehäuse 1 mit einer Nockenwelle 2, im vorliegenden Fall ein Zylinderkopf für eine Brennkraftmaschine. Der Blick ist auf eine Teilungsebene 1' von einem in Fig. 2 erkennbaren Lager 3 einer weiteren Welle 4 gerichtet. Die weitere Welle 4 weist an ihrem Außenumfang ein Zahnradsegment 4' mit einer Außenverzahnung 4" auf. Dieses Zahnradsegment 4' dient beim Betrieb der Brennkraftmaschine zur Verdrehung der weiteren Welle 4, in der vorliegenden Ausführung eine Exzenterwelle, mittels einem nicht dargestellten Schneckenrad. Das Zahnradsegment 4' ist abschnittsweise in einer geodätisch tieferen Mulde 6 angeordnet und ragt bis in ein in der Mulde 6 gesammeltes Schmiermittel. Die Mulde 6 wird von drei Außenwänden 1" des Maschinengehäuses 1 gebildet, sowie einer erfindungsgemäß in Einbaulage weitgehend senkrecht ausgerichteten Wandung 5, die sich in dem Ausführungsbeispiel zwischen zwei Außenwänden 1" erstreckt, dargestellt durch einen Doppelpfeil. Neben dem Zahnradsegment 4' ist auch ein Teil des Lagers 3 im dem in der Mulde 6 gesammelten Schmiermittel angeordnet.
  • Beim Betrieb der Brennkraftmaschine wird die Mulde 6 im vorliegenden Ausführungsbeispiel durch von dem Ventiltrieb und Schmiermittelspritzdüsen verspritztes Schmiermittel aufgefüllt. In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann auch ein weiteres Lager geodätisch oberhalb der Mulde 6 angeordnet sein, wobei in diesem Fall die Mulde 6 von aus diesem Lager austretendem Schmiermittel und je nach konstruktiver Ausgestaltung zusätzlich von verspritztem Schmiermittel aufgefüllt wird.
  • Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die weitere Welle 4, wie bereits oben kurz bemerkt, eine Exzenterwelle für einen hubvariablen Ventiltrieb, wobei die weitere Welle 4 parallel zur Nockenwelle 2 angeordnet ist. Selbstverständlich können auch noch weitere im Maschinengehäuse 1 angeordnete Lagerstellen von Wellen oder bewegte Bauteile auf die erfindungsgemäße Art und Weise geschmiert werden. In weiteren Ausführungsformen kann die Wandung 5 auch becherförmig, freistehend auf einer Bodenfläche des Maschinengehäuses 1 angeformt sein, ohne einen direkten Kontakt zu den Seitenwänden 1' aufzuweisen. In diesem Fall ist wird die Mulde 6 nur von der Wandung 5 und der Bodenfläche des Maschinengehäuses gebildet.
  • Fig. 2 zeigt den gleichen Aufbau von Fig. 1, jedoch ohne Nockenwelle 2 und ohne weitere Welle 4. Für gleiche Bauteile gelten die gleichen Bezugsziffern.
  • Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausgestaltung werden die Herstell- bzw. Fertigungskosten für ein gattungsgemäßes Maschinengehäuse reduziert, da keine Schmiermittelbohrungen bzw. separate Schmiermittelspritzdüsen für das Lager 3 und/oder die Außenverzahnung 4" notwendig sind. Auch wird der Schmiermittelbedarf des Maschinengehäuses 1 deutlich reduziert, wodurch die Schmiermittelpumpe baulich verkleinert werden kann. Hierdurch sind Kosteneinsparpotentiale realisiert. Ferner ist der Energiebedarf einer kleineren Schmiermittelpumpe geringer, wodurch der Kraftstoffverbrauch beim Betrieb der Brennkraftmaschine reduziert ist.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Maschinengehäuse
    1'
    Teilungsebene
    1"
    Außenwand
    2
    Nockenwelle
    3
    Lager
    4
    Weitere Welle
    4'
    Zahnradsegment
    4"
    Außenverzahnung
    5
    Wandung
    6
    Mulde

Claims (3)

  1. Maschinengehäuse (1), insbesondere ein Zylinderkopf für eine Brennkraftmaschine, in dem eine Nockenwelle (2), deren Lager (3) von einem unter Druck stehenden Schmiermittel beaufschlagt sind, sowie eine weitere Welle (4), die in zumindest einem weiteren Lager (5) drehbar gelagert ist, angeordnet sind,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Maschinengehäuse (1) eine Wandung (5) aufweist, die in Einbaulage des Maschinengehäuses (1) aus einem Lager (3) ausgetretenes und/oder in dem Maschinengehäuse (1) verspritztes Schmiermittel auffängt, wobei das weitere Lager (5) zumindest abschnittsweise in dem aufgefangenen Schmiermittel angeordnet ist.
  2. Maschinengehäuse nach Patentanspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Welle (4) eine weitgehend parallel zur Nockenwelle angeordnete Welle mit zumindest einer radialen Steuerbahn ist.
  3. Maschinengehäuse nach Patentanspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Welle (4) eine Steuerwelle für einen hubvariablen Ventiltrieb ist.
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