WO1999028602A1

WO1999028602A1 - Zylinderkopf für eine brennkraftmaschine mit pumpedüse-einheit

Info

Publication number: WO1999028602A1
Application number: PCT/EP1998/006579
Authority: WO
Inventors: Ingo KÜHNE; Jens Hadler
Original assignee: Volkswagen Aktiengesellschaft
Priority date: 1997-11-26
Filing date: 1998-10-16
Publication date: 1999-06-10
Also published as: KR20010032359A; DE19752381A1; CN1096541C; US6431138B1; DE59807768D1; CN1280650A; JP2001525513A; EP1034358A1; ATE236346T1; EP1034358B1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Zylinderkopf (10) für eine Brennkraftmaschine mit wenigstens einer Pumpedüse-Einheit (24), wobei auf dem Zylinderkopf (10) wenigstens ein Lagerbock (28) mit einer Lagerhälfte für eine Nockenwelle (14) und einer Lagerhälfte für Kipphebelachse (32) für wenigstens einen Kipphebel (22) zum Betätigen der Pumpedüse-Einheit (24) vorgesehen ist. Dabei ist im Zylinderkopf (10) ein erster separater Schmiermittel-Versorgungskanal (52) und im Lagerbock (28) ein zweiter separater Schmiermittel-Versorgungskanal (56) vorgesehen, wobei ein erstes Ende des zweiten Schmiermittel-Versorgungskanals (56) mit dem ersten Schmiermittel-Versorgungskanal (52) in Verbindung steht und ein zweites Endes (58) des zweiten Schmiermittel-Versorgungskanals (56) in einer Lagerfläche (60) für die Kipphebelachse (32) offen endet.

Description

Zylinderkopf für eine Brennkraftmaschine mit Pumpedüse-Einheit

Die Erfindung betrifft Zylinderkopf für eine Brennkraftmaschine mit Pumpedüse-Einheiten, wobei auf dem Zylinderkopf wenigstens ein Lagerbock mit einer Lagerhälfte für eine Nockenwelle und einer Lagerhälfte für eine Kipphebelachse für Kipphebel zum Betätigen der Pumpedüse-Einheit vorgesehen ist, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein gattungsgemäßer Zylinderkopf ist aus der DE 42 32 783 A1 bekannt. Eine Pumpedüse-Einheit wird über eine Kipphebelachse und Lagerböcke für diese auf dem Zyiinderkopf befestigt, so daß ein Befestigungsflansch entfällt und die Einheit selbst daher seitlich geringe Ausladung aufweist. Aus der DE 196 34 541 A1 ist femer ein Verfahren zum Herstellen einer derartigen Lageranordnung bekannt.

Aus der DE 31 46 875 C2 ist es bekannt, in einer Kipphebelwelle selbst einen Schmiermittelweg zum Versorgen eines Lagerteiles eines Kipphebels mit Schmiermittel vorzusehen. Ferner ist eine Nut in einem Lagerbett ausgebildet, welche mit einem Ringspalt in einer Befestigungsschraube kommuniziert, über den eine Schmiermittelzuführung erfolgt. Um mehrere beabstandet voneinander angeordnete Ausnehmungen zur Schmiermittelversorgung unterschiedlicher Bauteile zu erreichen, muß diese Nut mit einer flächigen, kammerartigen Ausdehnung ausgebildet sein. Durch diesen flächigen Charakter und durch den Abzweig mehrere Ausnehmungen von der Nut zur Schmiermittelzuführung an mehrere Bauteile ist der exakte Schmiermittelfluß und die jeweils an die verschiedenen Stellen geförderte Schmiermittelmenge bzw. der jeweilige Durchsatz nicht exakt vorbestimmbar. Ferner ist es nachteilig, daß zusätzliche Dichtmaßnahmen im Bereich der von dem Ringspalt umschlossenen Schraube vorzusehen sind, um einen Austritt von Schmiermittel auch bei hohem Druck desselben zu verhindern.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Zylinderkopf der obengenannten Art zur Verfügung zu stellen, bei dem die Funktionssicherheit der Baueinheit bestehend aus Nockenwelle, Kipphebelachse, Kipphebeln, Pumpedüse-Einheit und Gaswechselventilen auf einfache Weise erhöht ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Zylinderkopf der o. g. Art mit den in Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

ERSATZBLÄΪT (REGEL 26) Dazu ist es erfindungsgemäß vorgesehen, daß im Zylinderkopf ein erster separater Schmtermittel- Versorgungskanal und im Lagerbock ein zweiter separater Schmiermittel-Versorgungskanal vorgesehen ist, wobei ein erstes Ende des zweiten Schmiermittel-Versorgungskanal mit dem ersten Schmiermittel-Versorgungskanal in Verbindung steht und ein zweites Ende des zweiten Schmiermittel-Versorgungskanals in einer Lagerfläche für die Kipphebelachse offen endet.

Dies hat den Vorteil, daß auf einfache Weise eine ausreichende Schmiermittelzuführung an die Kipphebelachse sichergestellt ist, wobei die Schmielmittelzuführung ohne zusätzliche Maßnahmen gleichzeitig mit der Montage des Lagerbockes durch eine Verbindung von erstem und zweitem Schmiermittel-Versorgungskanal hergestellt wird. Im Gegensatz zu einer oben erwähnten Nut im Lagerbett erlaubt der zweite Schmiermittel-Versorgungskanal eine zielgerichtete Führung des Schmiermitteis an eine genau vorbestimmte Stelle, nämlich dem zweiten Ende des zweiten Schmiermittel-Versorgungskanais, mit einem, u.a. durch einen Querschnitt des Schmiermittel- Versorgungskanals, genau vorbestimmten Durchsatz an Schmiermittel, da keine flächige Verteilung, wie in einer Nut, sondern eine zielgerichtete Führung des Schmiermittels im Kanal erfolgt. Durch die Anordnung von separaten Schmiermittel-Versorgungskanälen wird femer in diesem Bereich eine Kombination mit Schraubenbohrungen vermieden, so daß zusätzliche Dichtmaßnahmen im Bereich einer als Schmiermittelweg verwendeten Schraubenöffnung entbehrlich sind.

Zur Versorgung mit Schmiermittel des ersten Schmiermittel-Versorgungskanals ist dieser in vorteilhafter Weise mit einer Schmiermittelgalerie verbunden.

Eine einfache Kombination von lediglich zwei verschiedenen Bauteilen zur Realisation einer Betätigungsanordnung von Pumpedüse-Einheiten bei der Herstellung von Brennkraftmaschinen mit unterschiedlicher Zylinderzahl erzielt man dadurch, daß eine Kipphebelachse zur Montage von Kipphebeln für jeweilige Pumpedüse-Einheiten für zwei Zylinder und eine Kipphebelachse zur Montage von Kipphebeln für jeweilige Pumpedüse-Einheiten für drei Zylinder vorgesehen ist. Durch entsprechende Kombination lediglich dieser zwei Kipphebelachsen sind

Brennkraftmaschinen mit jeder beliebige Anzahl von Zylindern, insbesondere mit zwei, drei, vier, fünf, sechs, acht oder zwölf Zylindern, bestückbar.

EBSATZBLAπ (REGEL 26) Zur Schmiermittelversorgung der Nockenwelle ist in besonders vorteilhafter Weise im Zylinderkopf wenigstens ein dritter separater Schmiermittel-Versorgungskanal ausgebildet, welcher mit einer Schmiermittelgalerie oder dem ersten Schmiermittel-Versorgungskanal in Verbindung steht und in einer Lagerfläche der Nockenwelle im Zylinderkopf offen endet.

Für eine einfache Schmiermittelversorgung eines Nebenaggregats ist in einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Zylinderkopfes in diesem ferner wenigstens ein vierter Schmiermittel-Versorgungskanal ausgebildet.

Hierbei wird eine besonders einfache und in der Herstellung besonders kostengünstige Anordnung dadurch erzielt, daß der vierte Schmiermittel-Versorgungskanal mit der Ölgalerie verbunden ist. Das Nebenaggregat ist dabei vorzugsweise ein Gebläse, ein Generator und/oder eine Wasserpumpe.

Zweckmäßigerweise sind die Kipphebel zum Betätigen von jeweiligen Pumpedüse-Einheiten zwischen Lagerböcken angeordnet. Dies reduziert in vorteilhafter Weise einen von der Anordnung beanspruchten Bauraum.

Zweckmäßigerweise ist das Schmiermittel Öl.

Für eine optimale Schmiermittelversorgung des Kipphebels der Pumpedüse-Einheit ist in vorteilhafter Weise in der Kipphebelachse ein fünfter Schmiermittel-Versorgungskanal ausgebildet, welcher mit dem zweiten Schmiermittel-Versorgungskanal in Verbindung steht und Schmiermittel zu einer Lagerstelle des Kipphebels der Pumpedüse-Einheit leitet.

Weitere Merkmale, Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, sowie aus der nachstehenden Beschreibung der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen. Diese zeigen in

Fig. 1 eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Zylinderkopfes in Aufsicht,

Fig. 2 in einer Ansicht in Richtung S von Fig. 1 ,

Fig. 3 in einer Schnittansicht entlang der Linie A-A von Fig. 1 ,

ERSÄΪZBLATT (REGEL 26) Fig. 4 in einer teilweise geschnittenen Aufsicht in unmontiertem Zustand,

Fig. 5 in einer Schnittansicht entlang der Linie B-B von Fig. 4 und

Fig. 6 in einer weiteren Schnittansicht entlang der Linie C-C von Fig. 4.

Die in Fig. 1 bis 3 dargestellte bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Zylinderkopfes 10 umfaßt ein Nockenwellenrad 12, eine Nockenwelle 14 mit Nocken 16 zum Betätigen von nicht dargestellten Kipphebeln für Tassenstößel 18 (Fig. 3) und mit Nocken 20 zum Betätigen von Kipphebeln 22, welche wiederum eine jeweilige Pumpedüse-Einheit 24 betätigen, die in Fig. 3 lediglich schematisch angedeutet ist.

Wie sich insbesondere aus Fig. 2 ergibt, ist die Nockenwelle 14 in einem Lager 26 gelagert, welches zur einen Hälfte vom Zyiinderkopf 10 und zur anderen Hälfte von einem Lagerbock 28 gebildet wird. Ferner weist der Lagerbock 28 eine Hälfte eines Lagers 30 für eine Kipphebelachse 32 für die Kipphebel 22 der Pumpedüse-Einheiten 24 auf. Die Kipphebelachse 32 ist auf dem Lagerbock 28 mittels Schrauben 46 festgelegt. Die Lagerböcke 28 sind ferner mit Schrauben 48 befestigt und eine Montage des Zylinderkopfes 10 erfolgt mit Zylinderkopfschrauben 50.

Eine elektrische Anschlußeinrichtung 34 (Fig. 1 und 2) dient zum externen Anschluß einer elektrischen Verkabelung 36 des Zylinderkopfes 10. Die Tassenstößel 18 öffnen oder schließen wahlweise Gaswechselventile 38 mit jeweiligen Luftein- bzw. Abgasauslässen 40 (Fig. 3). Zur Verstärkung und Herstellung eines symmetrischen Lagers 30 der Kipphebelachse 32 weist der Lagerbock 28 seitliche Ansätze 42 auf (Fig. 2). Diese sind beispielsweise aus dem einstückigen Lagerbock 30 spanabhebend ausgearbeitet.

Die Fig. 3 zeigt einen Schnitt im wesentlichen entlang der Linie A-A von Fig. 1 , wobei jedoch die Schnittebene in Richtung senkrecht zur Linie A-A und senkrecht zur Zeichenebene der Fig. 1 nicht glatt ist, sondern zur Darstellung verschiedener Bauteile, welche nicht in einer Ebene liegen, ebenfalls Stufenübergänge aufweist. Der Schnitt in Fig. 3 ist derart gewählt, daß eine

erfindungsgemäße Ausgestaltung der Schmiermittelversorgung genauer sichtbar ist. Hierzu ist im Zyiinderkopf 10 ein erster separater Schmiermittel-Versorgungskanal 52 vorgesehen, welcher mit einer Schmiermittelgalerie 54 in Verbindung steht und von dieser mit Schmiermittel, beispielsweise Öl, versorgt wird.

Hierin bedeutet "separater Schmiermittel-Versorgungskanal" im wesentlichen, daß der Schmiermittel-Versorgungskanal von allen Schraubenbohrungen oder sonstigen den Lagerbock bzw. den Zyiinderkopf durchsetzenden Bohrungen beabstandet ist. Mit anderen Worten sind "separate" Schmiermittel-Versorgungskanäle nicht mit Schraubenbohrungen kombiniert. Der Lagerbock 28 weist einen zweiten separaten Schmiermittel-Versorgungskanal 56 auf, dessen in der Fig. 3 unteres Ende bei montiertem Lagerbock 28 mit dem ersten Schmiermittel- Versorgungskanal 52 fluchtet, so daß Schmiermittel vom ersten Schmiermittel-Versorgungskanal 52 in den zweiten Schmiermittel-Versorgungskanal 56 fließen kann.

Der zweite Schmiermittel-Versorgungskanal 56 im Lagerbock 28 endet mit einer dem ersten Schmiermittel-Versorgungskanal 52 gegenüberliegenden Öffnung 58 in einer Lagerfläche 60 des Lagers 30 im Lagerbock 28. Über diese Öffnung 30 wird der Kipphebelachse 32 Schmiermittel zugeführt. In der Kipphebelachse ist ein fünfter separater Schmiermittel-Versorgungskanal 68 ausgebildet, welcher bei montierter Kipphebelachse 32 mit dem zweiten Schmiermittel- Versorgungskanal 56 fluchtet, so daß Schmiermittel vom zweiten Schmiermittel-Versorgungskanal 56 in den fünften Schmiermittel-Versorgungskanal 68 fließen kann. Dieser fünfte Schmiermittel- Versorgungskanal 68 führt das Schmiermittel dann an eine Lagersteile des Kipphebels 22, an welcher dieser eine hin- und herschwenkende Bewegung um die Kipphebelachse 32 ausführt.

Wie femer aus Fig. 3 ersichtlich, ist ein dritter separater Schmiermittel-Versorgungskanal 62 vorgesehen, welcher mit der Schmiermittelgaierie 54 oder dem ersten Schmiermittel-Versorgungskanal 52 in Verbindung steht und mit einem offenen Ende 64 in einer Lagerfläche 66 in der Lagerhälfte des Zyiinderkopfes 10 endet. Auf diesem Weg wird das Lager 26 der Nockenwelle 14 mit Schmiermittel versorgt.

Fig. 2 veranschaulicht femer, daß im Zylinderkopf 10 ein vierter separater Schmiermittel- Versorgungskanal 70 vorgesehen ist, welcher einerseits mit der Schmiermittelgalerie 54 verbunden ist und andererseits Schmiermittel zu einem nicht dargestellten Nebenaggregat zu dessen Schmiermitteiversorgung leitet. Fig. 4 zeigt den Zylinderkopf 10 in unmontiertem Zustand, d.h. ohne Nockenwelle, Kipphebelachse, Tassenstößel, Pumpedüse-Einheiten und Lagerböcke. In der teilweise geschnittenen Aufsicht von Fig. 4 sind die paarweise angeordneten Gaswechseiventile 38, die Öffnung 58 der zweiten Schmiermittel-Versorgungskanäle 56, die Lagerfläche 66 des Nockenwelienlagers 26 und die offenen Enden 64 der dritten Schmiermittel-Versorgungskanäle 62 erkennbar. Mit 72 sind Öffnungen in einen nicht weiter dargestellten Brennraum von Zylindern der Brennkraftmaschine bezeichnet, in denen entsprechende, in Fig. 4 nicht dargestellte, Pumpedüse-Einheiten angeordnet werden. Für die in Fig. 1 bis 3 dargestellten Schrauben 46, 48 und 50 sind entsprechende Schraubenlöcher 47, 49 und 51 erkennbar.

Fig. 5 zeigt in einem Schnitt entlang Linie B-B von Fig. 4 die Anordnung des dritten Schmiermittel- Versorgungskanals 62 für die Schmiermittelzuführung an die in Fig. 5 nicht dargestellte Nockenwelle und Fig. 6 zeigt in einem Schnitt entlang Linie C-C von Fig. 4 die Anordnung des vierten Schmiermittel-Versorgungskanals 70 zur Schmiermittelversorgung eines nicht dargestellten Nebenaggregats. Alle weiteren Bauteile sind mit entsprechenden Bezugsziffern wie in den Figuren 1 bis 4 versehen, so daß bezüglich einer weiteren Beschreibung auf die obigen Ausführungen bezüglich der Figuren 1 bis 4 verwiesen wird.

Die Herstellung der Betätigungsanordnung der Pumpedüse-Einheiten bestehend aus Kipphebelachse 32 und Kipphebeln 22 wird bei Brennkraftmaschinen mit unterschiedlicher Zylinderzahl dadurch optimiert, daß lediglich zwei verschiedene Kipphebelachsen 32 mit unterschiedlicher Länge vorgesehen sind: Eine kürzere Kipphebelachse zur Montage von Kipphebeln für jeweilige Pumpedüse-Einheiten für zwei Zylinder und eine längere Kipphebelachse zur Montage von Kipphebeln für jeweilige Pumpedüse-Einheiten für drei Zylinder. Dabei ist die kürzere Kipphebelachse 32 auf drei Lagerböcken 28 und die längere Kipphebelachse 32 auf vier Lagerböcken 28 gelagert. Durch entsprechende Kombination lediglich dieser zwei verschiedenen Kipphebelachsen 32 sind Brennkraftmaschinen mit jeder beliebige Anzahl von Zylindern, insbesondere mit zwei, drei, vier, fünf, sechs, acht oder zwölf Zylindern, bestückbar. So wird beispielsweise bei einem 5-Zyiindermotor eine Kipphebelachse 32 für drei Kipphebel 22 mit einer Kipphebelachse 32 für zwei Kipphebel 22 kombiniert, wobei eine Stoßstelle der beiden Kipphebelachsen 32 im Lagerbereich eines Lagerbockes 28 angeordnet ist. Dazu sind die jeweiligen Längen der beiden unterschiedlich langen Kipphebelachsen 32 derart gewählt, daß sie in die jeweils beiden äußeren Lagerböcke nur zur Hälfte hinein ragen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Zyiinderkopf (10) für eine Brennkraftmaschine mit wenigstens einer Pumpedüse-Einheit (24), wobei auf dem Zylinderkopf (10) wenigstens ein Lagerbock (28) mit einer Lagerhälfte für eine Nockenweile (14) und einer Lagerhälfte für Kipphebelachse (32) für wenigstens einen Kipphebel (22) zum Betätigen der Pumpedüse-Einheit (24) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß im Zyiinderkopf (10) ein erster separater Schmiermittel-Versorgungskanal (52) und im Lagerbock (28) ein zweiter separater Schmiermittel-Versorgungskanal (56) vorgesehen ist, wobei ein erstes Ende des zweiten Schmiermittel-Versorgungskanal (56) mit dem ersten Schmiermittel-Versorgungskanal (52) in Verbindung steht und ein zweites Ende (58) des zweiten Schmiermittel-Versorgungskanals (56) in einer Lagerfläche (60) für die Kipphebelachse (32) offen endet.

2. Zylinderkopf (10) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der erste Schmiermittel-Versorgungskanal (52) im Zylinderkopf (10) mit einer Schmiermittelgalerie (54) verbunden ist.

3. Zylinderkopf (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kipphebelachse (32) zur Montage von Kipphebeln (22) für jeweilige Pumpedüse- Einheiten (24) für zwei Zylinder und eine Kipphebelachse (32) zur Montage von Kipphebeln (22) für jeweilige Pumpedüse-Einheiten (24) für drei Zylinder vorgesehen ist.

4. Zylinderkopf (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Zylinderkopf (10) wenigstens ein dritter separater Schmiermittel-Versorgungskanal (62) ausgebildet ist, welcher mit einer Schmiermittelgalerie (54) oder dem ersten Schmiermittel-

Versorgungskanal (52) in Verbindung steht und in einer Lagerfläche (66) für die Nockenwelle (14) im Zyiinderkopf (10) offen endet.

5. Zylinderkopf (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Zylinderkopf (10) ferner wenigstens ein vierter Schmiermittel-Versorgungskanal (70) zum Versorgen eines Nebenaggregats mit Schmiermittel ausgebildet ist.

6. Zylinderkopf (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der vierte Schmiermittel-Versorgungskanal (10) mit der Ölgalerie (54) verbunden ist.

7. Zylinderkopf (10) nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Nebenaggregat ein Gebläse, ein Generator und/oder eine Wasserpumpe ist.

8. Zylinderkopf (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kipphebel (22) zum Betätigen von jeweiligen Pumpedüse-Einheiten (24) zwischen Lagerböcken (28) angeordnet sind.

9. Zylinderkopf (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schmiermittel Öl ist.

10. Zylinderkopf (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Kipphebelachse (32) ein fünfter Schmiermittel-Versorgungskanal (68) ausgebildet ist, welcher mit dem zweiten Schmiermittel-Versorgungskanal (56) in Verbindung steht und Schmiermittel zu einer Lagerstelle des jeweiligen Kipphebels (22) der Pumpedüse-Einheit (24) leitet.