Steuergehäuse für Zylinderkopf von Brennkraftmaschinen, mit zueinander im wesentlichen parallelen Gaswechselventilen

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Steuergehäuse für Zylinderkopf von Brennkraftmaschinen, das vom Zylinderkopf gesondert ausgebildet ist, und geht gemäss dem Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruches von der DE-A-1 476 024 aus.

[0002] Bei einer bekannten Bauart (DE-C 23 42 530) ist das Steuergehäuse mit dem Zylinderkopf einteilig ausgebildet. Be 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.

[0003] 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.

[0004] Weiter ist aus der DE-A 30 09 302 ein Zylinderkopf bekannt, bei dem die Führungsbohrungen für die Tassenstössel in Angüssen des Zylinderkopfes ausgebildet sind, wobei die zwischen den Ventilen eines Ventilpaares eines Zylinders vorgesehene Querwand für die Anordnung eines Nokkenwellenlagers vom Zylinderkopf lösbar ausgebildet ist. Bei eng benachbarten Führungsbohrungen bzw. Angüssen kann die ein Nockenwellenlager aufweisende Querwand in Form eines U-förmigen Bügels ausgebildet sein, der mit seiner offenen Seite zum Zylinderkopf hinweist und zwischen seinen beiden Schenkeln Platz für die Angüsse der Führungsbohrungen bietet. Solche als U-förmige Bügel ausgebildete Querwände sind quer zur Nockenwellen-Drehachse nicht ohne weiteres steif genug auszubilden, so dass sich daraus ein insgesamt ungenügend steifer Ventiltrieb ergibt.

[0005] 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.

[0006] Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des unabhängigen Patentanspruches angegebenen Merkmale gelöst.

[0007] Mit der Erfindung wird das Lagerunterteil des Nockenwellenlagers durch die eng benachbarten Durchbrechungen zwar angeschnitten, jedoch enden diese Abschnitte in einem vorbestimmten Abstand von der Lagerfläche im Lagerunterteil, so dass im Bereich der Anschnitte des Lagerunterteiles eine zu beiden Seiten des Steges sich erstrekkende Lagerwand verbleibt. Mit der damit erzielten grossen Lagerbreite im Lagerunterteil kann die Nockenwelle ohne Zwischenschaltung von Lagerschalen unmittelbar im Steuergehäuse gelagert werden. WEiter ist bei einer Schmierölversorgung über eine hohle Nockenwelle mit radialen Versorgungskanälen 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 Nokkenwelle 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.

[0008] 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 Steuergehäuse dadurch erreicht, dass der Steg mittels eines kontinuierlich verlaufenden Überganges mit jeder Stirnseite der Lagerwand in Verbindung steht.

[0009] Nach einer dem Anspruch 3 angegebenen anderen Ausgestaltungen 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 VentilspielAusgleichselement als gehäusefester Anschlag dient, wobei ein derartiger Anschlag zur Ventilsteuerung mit einer selbsttätigen Spielausgleichsvorrichtung aus der DE-A 33 36 240 bekannt ist. 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.

[0010] 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.

[0011] 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 Tassenstössel optimal geschmiert werden.

[0012] 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 angerodneten Schmierölbohrungen.

[0013] 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 Steuergehäuse 1 geführt. 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 Gleitlagagerbohrung 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 Nockenwelle 7 einwandfrei mit Schmieröl versorgt werden. Bei mit hydraulischen Ventilspiel-Ausgleichselementen ausgerüsteten Stössein 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 Lagerunterteil 8' erreicht, sondern bei der spanabhebenden Endbearbeitung der Lagerbohrung ein unterbrechungsfreier Werkzeugschnitt mit dem Ergebnis einer formgenauen Gleitlagerbohrung 9.

[0014] 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 Überganges 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.

[0015] 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 Teilumfangsnut 25 wird ihrerseits von der zentralen Bohrung 13 in der Nockenwelle 7 über die radial gerichtete Bohrung 14 mit Schmieröl versorgt.

[0016] Das Steuergehäuse 1 kann als Einzelstück für zwei parallel angerodnete 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 angewendet bei einer Mehrzylinder-Brennkraftmaschine mit V-förmig und in Reihe paarweise angerodneten Ventilen in einem Zylinderkopf mit rechtwinklig zu den Ventilen ausgebildeten Anschlussflächen für das jeder Ventilreihe zugeordnete, lösbar befestigte Steuergehäuse.

Ansprüche

1. Steuergehäuse für Zylinderkopf von Brennkraftmaschinen mit zueinander im wesentlichen parallelen Gaswechselventilen (21, 22), die von separaten Nocken (20) auf einer gemeinsamen, im Steuergehäuse (1) gelagerten Nockenwelle (7) über Stössel (4) betätigt werden, wobei das Steuergehäuse (1 ) vom Zylinderkopf gesondert ausgebildet ist und ein einen Lagerunterteil (8') aufweisendes Lager (8) der Nockenwelle (7) und mindestens zwei Stösselführungen umfasst, die als Durchbrechungen (2, 3) des Steuergehäuses (1) ausgebildet sind, wobei die Durchbrechungen (2, 3) unter Belassung eines Steges (11) benachbart angerodnet sind, der mit dem eine Lagerfläche (12) aufweisenden Lagerunterteil (8') des geteilten Nockenwellenlagers in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchbrechungen (2, 3) den Steg (11) bis auf einen vorbestimmten Abstand (y) unterhalb der Lagerfläche (12) derart anschneiden, dass eine Breite (x) des Lagerunterteils (8') im Bereich geringster Wandstärke (s) des Steges (11) diese Wandstärke (s) übersteigt, wobei eine mit dem Steg (11 ) zwischen den Durchbrechungen (2, 3) einstückig verbundene Lagerwand (9') in der Breite (x) des Lagerunterteils (8') verbleibt.

2. Steuergehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Steg (11) mittels eines kontinuierlich verlaufenden Überganges (15) mit jeder Stirnseite (16) der Lagerwand (9') in Verbindung steht.

3. Steuergehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an den Steg (11) sich ein stufenförmiger Übergang (17) mit einem ebenen Absatz (18) an der Lagerwand (9') anschliesst.

4. Steuergehäuse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass für eine Ventilsteuerung mit einer selbsttätigen Spielausgleichsvorrichtung das Steuergehäuse einen gehäusefesten Anschlag umfasst, der ein als Stössel (4) ausgebildetes Ventiltriebelement mit Spiel zum Grundkreis (19) eines Nockens (20) der Nockenwelle (7) hält, wobei der Absatz (18) als Anschlag dient.

5. Steuergehäuse nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerwand (9') im Bereich der geringsten Wandstärke (s) des Steges (11) von SchmierölBohrungen (23, 24) durchsetzt ist, die etwa von der Mitte der Lagerfläche (12) aus zu den Durchbrechungen (2, 3) gerichtet sind.

6. Steuergehäuse nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-5, für eine Mehrzylinder-Brennkraftmaschine mit in Reihe angeordneter Gaswechselventile, dadurch gekennzeichnet, dass die für eine Ventilreihe vorgesehenen Steuergehäuse (1) zu einem einteiligen Bauteil zusammengefasst sind.

7. Steuergehäuse nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-6, gekennzeichnet durch dessen Anwendung bei einer Mehrzylinder-Brennkraftmaschine mit V-förmig und in Reihe paarweise angerodneten Ventilen in einem Zylinderkopf mit rechtwinkelig zu den Ventilen angeordneten Anschlussflächen, wobei die Steuergehäuse lösbar befestigt sind.

Revendications

1. Boitier de commande pour culasse de moteurs à combustion interne comprenant des soupapes (21, 22) de gaz en alternance disposées en parallèle, actionnées par des poussoirs (4), par des cames (20) séparées, sur un arbre à cames (7) commun, supporté dans le boitier de commande (1), le boitier de commande (1) de la culasse étant conçu de manière séparée et comprenant un palier (8) de l'arbre à cames (7), possédant une partie inférieure de palier (8') et au moins deux guidages de poussoir, conçues en perçages (2,3) du boitier de commande (1), les perçages (2, 3) étant disposés de manière voisines en laissant subsister une nervure (11 ), reliées à une partie inférieure de palier (8') du palier d'arbre à cames, présentant une surface de palier (12), caractérisée en ce que les perçages (2, 3) découpent la nervure (11), jusqu'à une certaine distance (y) au-dessous de la surface de palier (12), de telle sorte qu'une largeur (x) de la partie inférieure de palier - (8') excède l'épaisseur de paroi (s) de la nervure (11 ) qui est la plus limitée, au voisinage de cette épaisseur de paroi (s), une paroi de palier (9') qui est située entre les perçages (2, 3) les reliant à cette occasion en une seule pièce avec la nervure, subsiste dans la largeur (x) de la partie inférieure de palier (8'). o

2. Boitier de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que la nervure (11 ) est reliée à chaque côté frontal (16) de la paroi de palier (9'), au moyen d'une transition (15) se développant de manière continue.

3. Boitier de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que sur la nervure (11), une transition (17) de forme étagée se raccorde à la paroi de palier (9'), avec un décrochement (18) plat.

4. Boitier de commande selon la revendication 3, caractérisé en ce que le boitier de commande comprend une butée qui est fixe par rapport au boitier, pour effectuer une commande de soupape avec un dispositif de compensation de jeu automatique et qui porte un élément de moteur de soupape qui est conformé en poussoir (4), avec jeu sur un cercle de base (19) d'une came (20) de l'arbre à cames (7), le décrochement (18) servant de butée.

5. Boitier de commande selon une ou plusieurs des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'au voisinage de l'épaisseur de paroi (s) la plus faible de la nervure (11 ), la paroi de palier (9') est traversée d'alésage (23, 24) pour l'huile de lubrification, qui sont orientées approximativement en partant du milieu de la surface de palier (12) et en allant vers les perçages (2, 3).

6. Boitier de commande selon une ou plusieurs des revendications 1 à 5, pour un moteur à combustion à plusieurs cylindres avec des soupapes à gaz en alternance disposées en rangée, caractérisé en ce que les boitiers de commande (1) qui sont prévus pour une rangée de soupape sont regroupés en une partie constitutive en une seule partie.

7. Boitier de commande selon une ou plusieurs des revendications 1 à 6, caractérisé par son utilisation pour un moteur à combustion interne à plusieurs cylindres avec des soupapes disposées en forme de V et en rangées par paires, dans une culasse ayant des surfaces de raccordement à angle droit par rapport aux soupapes, les boitiers de commandes étant fixés de manière démontable.

Claims

1. A valve-drive housing for a cylinder head of internal combustion engines with gas exchange valves (21, 22) arranged substantially parallel to one another, which valves are actuated by separate cams (20) on a common cam-shaft (7) mounted in the valve-drive housing (1) through push-rods (4), and where the valve-drive housing (1) is formed separately from the cylinder head and is provided with a bearing (8) of the cam-shaft (7), which bearing comprises a lower bearing part (8') and at least two push-rod guides which are formed as through-holes (2, 3) in the valve-drive housing (1) with the through-holes (2, 3) being arranged to leave adjacent a web (11) which is in connection with the lower bearing part (8'), comprising a bearing surface (12), of the divided cam-shaft bearing, characterised in that the through-holes (2, 3) cut into the web (11) except for a predetermined spacing (y) below the bearing surface (12) in such a way that a width (x) of the lower bearing part (8') in the region of minimum wall thickness (s) of the web (11) exceeds this wall thickness (s), while a bearing wall (9') integrally connected with the web (11) between the through-holes (2, 3) remains in the width (x)of the lower bearing part (8').

2. A valve-drive housing according to Claim 1, characterised in that the web (11) is in connection with each end face (16) of the bearing wall (9') by means of a continously-extending transition (15).

3. A valve-drive housing according to Claim 1, characterised in that the web (11) is adjoined by a transition (17) of step form with a flat step (18) on the bearing wall (9').

4. A valve-drive housing according to Claim 3, characterised in that, for a valve control system with an automatic play-compensating device, the valve-drive housing comprises a housing-fast stop which holds a valve drive element, formed as push-rod (4), with play in relation to the base circle (19) of a cam (20) of the cam-shaft (7), the step (18) serving as a stop.

5. A valve-drive housing according to one or more of Claims 1-4, characterised in that the bearing wall (9') is pierced in the region of minimum wall thickness (s) of the web (11) by lubricating oil bores (23, 24) which are directed substantially from the middle of the bearing surface (12) to the through-holes (2, 3).

6. A valve-drive housing according to one or more of Claims 1-5 for a multi-cylinder internal combustion engine with gas-exchange valves arranged in line, characterised in that the valve-drive housings (1) provided for one line of valves are combined into a one-piece component.

7. A valve-drive housing according to one or more of Claims 1-6, characterised by its use in a multi-cylinder internal combustion engine with valves arranged in V-form and in line by pairs in a cylinder head with connection surfaces arranged at right angles to the valves, the valve-drive housings being detachably secured.

Zeichnung