EP1722075B1

EP1722075B1 - Zylinderkopf für eine Brennkraftmaschine

Info

Publication number: EP1722075B1
Application number: EP20060007550
Authority: EP
Inventors: Albert HÖRL; Ulrich Landersdorfer; Alois Haberl
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2005-05-14
Filing date: 2006-04-11
Publication date: 2008-11-19
Anticipated expiration: 2026-04-11
Also published as: EP1722075A1; DE502006002096D1; DE102005022415A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Zylinderkopf für eine Brennkraftmaschine mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Sie geht von der deutschen Offenlegungsschrift DE 102 50 303 A1 aus. In dieser ist ein Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine mit einer Nockenwellenlagerleiste beschrieben. Die Nockenwellenlagerleiste ist zweigeteilt mit einem untere Lagerböcke umfassenden Unterteil und einem obere Lagerdeckel umfassenden Oberteil, sowie einer Zylinderkopfhaube, wobei das Oberteil der Nockenwellenlagerleiste insbesondere im Bereich zwischen den Lagerdeckeln haubenartig geschlossen ausgebildet ist. Ferner weist das Oberteil, einen, parallel zur Nockenwelle verlaufenden Schmiermittelkanal auf, mit Stichbohrungen zu den einzelnen zu schmierenden Stellen des Ventiltriebs. Mit diesen Stichbohrungen werden sowohl die Nockenwellenlager als auch sämtliche weiteren bewegten Bauteile des Ventiltriebs geschmiert.
Nachteilig bei der beschriebenen Ausgestaltung ist der relativ hohe Schmiermittelbedarf beim Betrieb der Brennkraftmaschine, da die Stichbohrungen fertigungstechnisch bedingt einen großen Querschnitt aufweisen, wodurch ein erhöhter Schmiermittelbedarf notwendig ist. Dieser erhöhte Schmiermittelbedarf führt in der Praxis zu unnötig großen Schmiermittelpumpen, da das Fördervolumen auf den maximalen Schmiermittelverbrauch ausgelegt sein muss.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Maßnahme aufzuzeigen, wie der Schmiermittelbedarf für einen gattungsgemäßen Zylinderkopf reduziert werden kann.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 dadurch gelöst, dass der obere Teil in Einbaulage zumindest eine Vertiefung und im Bereich dieser Vertiefung eine Bohrung geodätisch über einer Lagerstelle aufweist.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung wird Schmiermittel, welches üblicherweise unter der Zylinderkopfhaube herumgeschleudert wird, von dem oberen Teil der Nockenwellenlagerleiste aufgefangen und über die Vertiefung in Verbindung mit der Bohrung zu einer Lagerstelle hingeführt, die Schmiermittel benötigt. Zusätzliche Ölspritzdüsen oder Schmiermittelkanäle können somit entfallen. Zufälliges Schmiermittel, das sich im Zylinderkopf, der Nockenwellenlagerung und/oder an sonstigen Abschirmungen oder Wänden niederschlägt, wird in der Vertiefung aufgefangen und gezielt mit der Bohrung an die zu schmierenden Ventiltriebselemente geleitet. Auf diese Art und Weise können beispielsweise Rollenschlepphebel oder Kipphebel auf einfache Art und Weise geschmiert werden. Auch können zusätzliche Bauteile entfallen, wodurch durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung keine weiteren Herstellkosten für Ölspritzdüsen, Öltaschen oder zusätzliche Ölbohrungen nötig wird. Eine gesicherte, kontinuierliche und nicht vom Zufall abhängige Ölzuführung an dem Ventiltrieb reduziert in vorteilhafter Weise die Reibung, die Temperatur und den Verschleiß in den Lagerstellen und erhöht dadurch die Lebensdauer der Bauteile.
Durch die Ausgestaltung gemäß Patentanspruch 2 wird möglichst viel Schmiermittel eingefangen und den zu schmierenden Stellen zugeführt.
In Ausführungsbeispielen, bei denen relativ wenig herum geschleudertes Schmiermittel anfällt, kann gemäß Patentanspruch 3 die Vertiefung mit der zentralen Schmiermittelversorgung der Brennkraftmaschine schmiermittelführend verbunden sein, so dass ohne Ölspritzdüsen dennoch eine gezielte Tropfschmierung aller bewegten Ventiltriebsbauteile gewährleistet ist.
Bei der Ausführungsform gemäß Patentanspruch 4 wird zusätzlich Schmiermittel, welches an der Zylinderkopfhaube angelagert ist, gezielt abgeleitet und den Vertiefungen und/oder den Bohrungen im oberen Teil der Nockenwellenlagerleiste zugeführt. Somit wird die erfindungsgemäße Ausgestaltung noch effizienter.
Im Folgenden ist die Erfindung anhand einer ersten Figur, die den Stand der Technik darstellt, sowie zwei weiteren Figuren, die die erfindungsgemäße Ausgestaltung einer bevorzugten Ausführungsform darstellen, beschrieben.

Fig. 1: zeigt die Aufsicht auf eine dreidimensional darstellte geteilte Nockenwellenlagerleiste gemäß dem Stand der Technik;
Fig. 2: zeigt die Aufsicht auf ein oberes Teil einer zweigeteilten Nockenwellenlagerleiste;
Fig. 3: zeigt einen Schnitt durch einen erfindungsgemäß ausgestalteten Zylinderkopf.

Fig. 1 zeigt die Aufsicht auf eine dreidimensional dargestellte, zweigeteilte Nockenwellenlagerleiste 2, entsprechend dem zitierten Stand der Technik. Die Nockenwellenlagerleiste besteht im Wesentlichen aus einem unteren Teil 3, welches gleichzeitig Nockenwellenlagerfüße 3a für ein Nockenwellenlager bildet. Die zweite Hälfte der Nockenwellenlagerleiste 2 bildet ein oberes Teil 4, welches zu den Nockenwellenlagerfüßen 3a korrespondierende Nockenwellenlagerdeckel 4a aufweist. Parallel zu einer nicht dargestellten Nockenwelle verläuft im oberen Teil 4 eine Bohrung mit Stichkanälen in die einzelnen Nockenwellenlager für die Schmiermittelversorgung. Ferner sind Schmiermittelspritzdüsen 9 vorgesehen, zur Versorgung sämtlicher weiteren bewegten Ventiltriebsbauteile wie Nocken, Nockenfolger und Ventilschaftenden mit Schmiermittel bzw. für deren Kühlung durch Schmiermittel.
Fig. 2 zeigt die Aufsicht auf ein erfindungsgemäß ausgestaltetes oberes Teil 4 einer Nockenwellenlagerleiste 2. Für die gleichen Bauteile wie in Fig. 1 gelten auch für Fig. 2 und 3 die gleichen Bezugszeichen. Wie in Fig. 2 erkennbar, weist das obere Teil 4 Vertiefungen 6 in Form von Rinnen auf, die in, in Fig. 2 nicht erkennbare Bohrungen 7 münden. In einer für Reihenmotoren bekannten schrägen Einbaulage der Brennkraftmaschine sammeln diese Vertiefungen 6 unter der Zylinderkopfhaube 5 verspritztes Schmiermittel und leiten dieses in Richtung der Bohrungen 7. Die Bohrungen 7 liegen geodätisch oberhalb von zu schmierenden Bereichen von Ventiltriebsbauteilen, z. B. Lagerstellen. Die Vertiefungen 6 können entweder wie in Fig. 2 dargestellt rillen- und/oder trichterförmig ausgeführt sein und direkt in die Bohrung 7 münden. In einer weiteren Ausgestaltungsvariante kann die Vertiefung 6 auch mit einer zentralen Schmiermittelversorgung schmiermittelführend verbunden sein, was insbesondere dann von Vorteil ist, wenn unter der Zylinderkopfhaube 5 relativ wenig Schmiermittel verspritzt wird.
Eine nochmalige Verbesserung der Schmiermittelversorgung ist in Fig. 3 dargestellt, die einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Zylinderkopf mit einer Nockenwellenlagerleiste 2 zeigt. Erfindungsgemäß weist nicht nur der obere Teil 4 der Nockenvrellenlagerleiste 2 eine Vertiefung 6 auf, sondern die Zylinderkopfhaube 5 weist darüber hinaus oberhalb der Vertiefung 6 eine Tropfkante 8 auf. An dieser Tropfkante 8 sammelt sich beim Betrieb der Brennkraftmaschine ebenfalls Schmiermittel, welches sukzessive in die Vertiefung 6 abtropft. Ausgehend von der Vertiefung 6 fließt das Schmiermittel weiter in Bohrungen 7, durch welche das Schmiermittel anschließend auf die zu schmierenden Lagerstellen und/oder die bewegten Ventiltriebsbauteile tropft.
Bei geschickter Anordnung der Tropfkanten 8 sowie der Vertiefungen 6 in Verbindung mit den Bohrungen 7, sind keine zusätzlichen Bauteile zur Schmierung von bewegten Ventiltriebsbauteilen nötig, wodurch keine Herstellkosten für zusätzliche Ölspritzdüsen oder zusätzliche Schmiermittelbohrungen anfallen. Eine gesicherte, kontinuierliche und nicht vom Zufall abhängige Ölzuführung an dem Ventiltrieb reduziert die Reibung, die Temperatur und den Verschleiß und erhöht dadurch die Lebensdauer der Teile. Mit der erfindungsgemäßen Ausgestaltung lassen sich beispielsweise Rollenschlepphebel, Kipphebel, Tassenstößel etc. schmieren und kühlen, ohne einen Teil des Druckölvolumenstroms abzuzweigen. Somit kann in der Brennkraftmaschine eine kleinere Schmiermittelpumpe verbaut werden.

Bezugszeichenliste

1.: Zylinderkopf
2.: Nockenwellenlagerleiste
3.: unteres Teil
3a: Nockenwellenlagerfuß
4.: oberes Teil
4a: Nockenwellenlagerdeckel
5.: Zylinderkopfhaube
6.: Vertiefung
7.: Bohrung
8.: Tropfkante
9.: Schmiermittelspritzdüse

Claims

Zylinderkopf (1) für eine Brennkraftmaschine mit einer Nockenwellenlagerleiste (2), bestehend aus einem unteren Teil (3) der mit dem Zylinderkopf (1) verbindbar ist und zumindest einen Nockenwellenlagerfuß (3a) bildet, sowie einem oberen Teil (4) der mit dem unteren Teil (3) verbindbar ist und zumindest einen zu dem Nockenwellenlagerfuß (3a) korrespondierenden Nockenwellenlagerdeckel (4a) bildet, wobei die Nockenwellenlagerleiste (2) die Nockenwellenlager (3a, 4a) weitgehend umhüllt und die Nockenwellenlagerleiste (2) von dem Zylinderkopf (1) und einer Zylinderkopfhaube (5) umschlossen ist und eine Schmiermittelversorgung der Nockenwellenlager (3a, 4a) über eine zentrale Schmiermittelversorgung erfolgt,
dadurch gekennzeichnet, dass der obere Teil (4) in Einbaulage zumindest eine Vertiefung (6) und im Bereich der Vertiefung (6) eine Bohrung (7) geodätisch über einer Lagerstelle aufweist.
Zylinderkopf nach Patentanspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefung (6) rillenförmig und/oder trichterförmig ist.
Zylinderkopf nach Patentanspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefung (6) mit der zentralen Schmiermittelversorgung schmiermittelführend verbindbar ist.
Zylinderkopf nach einem der Patentansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinderkopfhaube (5) im Bereich der Vertiefung (6) und/oder der Bohrung (7) nockenwellenlagerleistenseitig eine Tropfkante (8) aufweist.