Luftgekühlte, mehrzylindrige Brennkraftmaschine mit obenliegender Nockenwelle

Abstract

 Die Erfindung bezieht sich auf eine luftgekühlte Brennkraftmaschine mit Einzelzylinderköpfen. Um bei einer derartigen Brennkraftmaschine eine obenliegende Nockenwelle für alle in einer Reihe liegender Zylinder verwenden zu können, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, die Nockenwelle an dem Ansaugrohr zu befestigen und die Kipphebel derart seitlich über den Zylinderkopf zu verlängern, dass sie mit den Nocken der Nockenwelle zusammenarbeiten können.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine luftgekühlte Brennkraftmaschine der im Oberbegriff des ersten Anspruchs genannten Art.

[0002] Aus der DE-OS 25 02 058 ist eine luftgekühlte Mehrzylinder-Brennkraftmaschine mit obenliegender Nockenwelle bekannt, bei welcher das Nockenwellengehäuse oberhalb der Zylinderköpfe angeordnet und an zwei beliebigen, höchstgelegenen Zylinderköpfen befestigt ist und zwischen den übrigen Zylinderköpfen und dem Nockenwellengehäuse ein freier Abstand verbleibt. Dies ist deshalb notwendig, weil bei luftgekühlten Mehrzylinderbrennkraftmaschinen mit Einzelzylinderköpfen und Einzelzylindern die Bauhöhen der einzelnen Zylinderkopf-Zylindereinheiten untereinander unterschiedlich sind. Diese Unterschiede liegen zwar im Bereich von wenigen Millimetern, jedoch sind diese Unterschiede zu groß, um danach die Lagerung einer Nockenwelle auszurichten. Die Ausgestaltung nach der DE-OS macht daher eine aufwendige Montage erforderlich, da durch Montage des Nockenwellengehäuses erst der freie Abstand zwischen den Zylinderköpfen und dem Gehäuse ermittelt werden muß, bevor nach Auswahl der geeigneten Beilagen das Nockenwellengehäuse endgültig montiert werden kann. Diese Vorgehensweise stellt einen allzu großen Bauaufwand dar.

[0003] Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des ersten Anspruchs gelöst. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß die Nockenwrrelle bzw. Nockenwellengehäuse mittelbar über das Ansaugrohr ausgerichtet ist. Das Ansaugrohr selbst muß, da zu jedem Zylinderkopf ein Stutzen erforderlich ist, so angebracht sein, daß keine Ausrichtung erforderlich ist.oder aber ohnehin ausgerichtet werden. Die Nockenwelle kann je nach Ausgestaltung des Ansaugrohres seitlich oder oberhalb bzw. unterhalb des Saugrohres angeordnet sein. Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß durch das Anbringen der Nockenwelle an dem Ansaugrohr die Baumaße der Brennkraftmaschine praktisch nicht beeinflußt werden.

[0004] Gemäß einer wieiterbildung der Erfindung kann- wie Anspruch 3 vorschlägt - die Nockenwelle und die Ventilbetätigungseinrichtungen, wie Kipphebel samt Lagerung, in einem für alle in einer Reihe.liegende Zylinderköpfe gemeinsamen Gehäuse untergebracht werden. Dies ist jedoch im Reparaturfalle eines Zylinders zeitraubend.

[0005] Deshalb schlägt Anspruch 4 vor, die Gehäuse für die Nockenwelle und für die Ventilbetätigungseinrichtungen für jeden Zylinder zu trennen. Dies hat zum einen den Vorteil, das nunmehr ein Zylinder oder Zylinderkopf entfernt werden kann, ohne daß das Nockenwellengehäuse oder die Gehäuse der benachbarten Ventilbetätigungseinrichtungen mit entfernt werden müssen..Zum anderen braucht nur ein einziger Gehäusetyp für die Ventilbetätigungseinrichtung unabhängig von der Zylinderanzahl bereitgehalten zu werden.

[0006] In allen Fällen kann im Rahmen der Erfindung für alle Gehäuse ein gemeinsamer Deckel . (Anspruch 5) oder für das Nockenwellengehäuse und die übrigen Gehäuse separate Deckel vorgesehen werden. Im letzteren Fall ist dann allerdings je eine Dichtung zwischen den Gehäusen erforderlich.

[0007] Das Nockenwellengehäuse wird - wie eine andere Weiterbildung (Anspruch 6) vorschlägt - vorteilhafterweise über die Befestigungsschrauben für die Nockenwellenlager oder die Lagerdeckel - falls eine Lagerschale mit dem Gehäuse einstückig gegossen ist - mit dem Ansaugrohr verbunden. Die Nockenwelle kann aber auch direkt am Ansaugrohr gelagert sein, wobei das Ansaugrohr die Gehäusefunktion mit übernimmt.

[0008] Um insbesondere bei Verwendung eines gemeinsamen Deckels und getrennten Gehäusen alle Gehäuse auf gleiche Höhen zu befestigen, werden gemäß Anspruch 7 Abstandsscheiben unterschiedlicher Stärke zwischen dem Zylinderkopf und den Gehäusen für die Ventilbetätigungseinrichtung untergelegt.

[0009] Eine besonders einfache Abdichtung der Ventilführung am Gehäuseboden für die Ventilbetätigungseinrichtungen schlägt Anspruch 8 vor. Der Vorteil dieser Anordnung besteht darin, daß das Gehäuse entfernt werden kann, ohne die Ventilfedern abbauen zu müssen.

[0010] Es ist auch im Rahmen der Erfindung denkbar, für "die Nockenwelle und die Ventilbetätigungseinrichtungen keine separaten Gehäuse vorzusehen, sondern diese jeweils einstückig mit dem Ansaugrohr bzw. dem Zylinderkopf zu gießen. In diesem Fall müssen die beiden Gehäuse gegeneinander abgedichtet werden. Entfallen tut hierfür die aufwendigere Ventilführung, da eine Abdichtung an dieser Stelle nicht mehr notwendig ist.

[0011] Im folgenden wird die Erfindung an zwei ausgewählten Beispielen dargestellt.

[0012] Es zeigen:

Fig. 1 und 2 schematische Querschnitte durch einen luftgekühlten Einzelzylinderkopf mit Ansaugrohr und darauf befestigter obenliegender Nockenwelle.

[0013] In beiden Figuren sind nur die zum Verständnis der Erfindung notwendigen Elemente schematisch dargestellt.

[0014] In Figur 1 ist mit 1 der Einzelzylinderkopf einer weiter nicht dargestellten, luftgekühlten Brennkraftmaschine gezeigt. Er beinhaltet u. a. ein Ventil 2, eine Ventilkammer 3 und einen Lufteinlaßkanal 4.

[0015] An dem Kanal 4 schließt sich seitlich an den Zylinderkopf 1 ein Ansaugrohr 5 an, von welchem ein Verbindungskanal 6 in den Lufteinläßkanal 4 abzweigt.

[0016] Auf dem Ansaugrohr 5 sitzt ein Gehäuse 5, welches die Nockenwelle 8 beinhaltet. Das Gehäuse 7 hat einen U-förmigen Querschnitt, wobei der äußere Schenkel 7.1 wesentlich höher als der innere 7.2 ist. Das Gehäuse 7 ist an seinen beiden nicht sichtbaren Stirnseiten geschlossen, wobei die Nockenwelle in an sich bekannter Weise durch eine Kette innerhalb oder einen Zahnriemen außerhalb des Gehäuses 7 von der Kurbelwelle oder einer anderen, geeigneten Welle der Brennkraftmaschine angetrieben wird.

[0017] Die Nockenwelle 8 selbst ist in geteilten Lagerschalten 9 und 10 gelagert. Die Befestigungs- . schrauben 11 für die Lagerschalen sind im Ansaugrohr 5 befestigt, so daß durch sie gleichzeitig das Gehäuse 7 auf dem Ansaugrohr 5 gehalten wird.

[0018] Seitlich an das Gehäuse 7 und auf dem Zylinderkopf 1 ist ein weiteres Gehäuse 12 angeordnet. Es ist mit dem Zylinderkopf 1 über Schrauben 13, 14 und mit dem Gehäuse 7 über eine Schrauben-Muttern-Verbindung 15 befestigt. In dem Gehäuse 12 ist die Ventilbetätigungseinrichtung 16, bestehend aus je zwei Kipphebeln 17, dem Kipphebelblock-18, der an dem Gehäuseböden befestigt ist, der Kipphebelwelle 19 sowie den Ventileinstellschrauben 20 untergebracht. Das Gehäuse 12 ist durch geeignete Abstandsscheiben ; 21 höhengleich mit dem Gehäuse 7 angeordnet, wenn alle Gehäuse von einem gemeinsamen Deckel 22 verschließbar sind. Bei Benutzung getrennter Deckel kann dieser Höhenausgleich entfallen.

[0019] Über die Kipphebel 17 wird von der Nockenwelle 8 jedes Ventil gegen die Kraft der Ventilfeder 23 betätigt. Diese ist zwischen dem oberen Ventilteller 24 und dem unteren Ventilteller 25, welcher mit der Ventilführung 26 eine Einheit bildet, eingespannt. Die Ventilführung 26 durchdringt den Boden des Gehäuses 12. Auf dem Ventilteller 25 ist ein die Ventilfeder 23 umschließender Kragen 27 angeordnet. Der Kragen 27 hat eine derartige Höhe, daß er sicher in den vom Gehäuse 12 umschlossenen Raum hineinragt. Zwischen dem Ventilteller 25 und dem Boden des Gehäuses 12 ist ein Dichtring 28 vorgesehen, dessen Stärke mit der der jeweils verwendeten Abstandsscheibe 21 korrespondiert. Dadurch ist der Gehäuseinnenraum öldicht verschlossen.

[0020] Zum Austausch des Zylinderkopfes 1 wird zuerst der Deckel 21 entfernt, sodann das Gehäuse 12 gelöst. Es kann dann mitsamt den Kipphebeln 17 und deren Befestigung vom Zylinderkopf abgehoben werden. Sodann wird der Zylinderkopf 1 vom Ansaugrohr 5 gelöst und nach Lösen der Zylinderkopfschrauben kann .er vom Zylinderrohr mit den Ventilen abgehoben werden.

[0021] In Figur 2 ist das Gehäuse 7 einstückig mit dem Ansaugrohr 5 und das Gehäuse 12 einstückig mit dem Zylinderkopf 1 dargestellt. In diesem Fall ist für die Schrauben-Muttern-Verbindung 15 ein Langloch vorgesehen, um die unterschiedlichen Bauhöhen auszugleichen. Weiterhin ist zwischen jedem Gehäuse eine Dichtung 30 vorgesehen, sowie getrennte Deckel 31 und 32. Anstelle der aus Figur 1 bekannten Ventilführung kann nunmehr eine handelsübliche Ventilführung 33 verwendet werden, da eine Abdichtung hier nicht mehr notwendig ist.

[0022] Weiterhin sind die Lagerböcke 34 einstückig mit dem Ansaugrohr 5 hergestellt. Dies bedingt einen wesentlich größeren Lagerdurchmesser der Nockenwelle 8, da diese nun axial durch die Lagerböcke geschoben wird. Die Lagerböcke können auch geteilt sein, wobei dann das Unterteil mit Ansaugrohr einstückig ausgeführt und der Deckel angeschraubt ist.

[0023] Es ist selbstverständlich auch möglich, eine Kombination der in Figur 1 und Figur 2 gezeigten Varianten der Erfindung vorzunehmen, also beispielsweise das Gehäuse 12 separat vom Zylinderkopf 1 auszubilden und das Gehäuse 7 einstückig mit dem Ansaugrohr 5.

Ansprüche

1. Luftgekühlte, mehrzylindrige Brennkraftmaschine mit obenliegender Nockenwelle und Einzelzylinderköpfen sowie mit einem den Zylinderköpfen angeflanschten Ansaugrohr, von dem einzelne Abzweigleitungen zu jedem Lufteinlaßkanal in jedem Zylinderkopf abzweigen,
dadurch gekennzeichnet, daß das Ansaugrohr (5) Trag- und Lagerelement für die Nockenwelle (8) ist, wobei die Betätigung der Ventile über bekannte Übertragungselemente erfolgt.

2. Luftgekühlte Brennkraftmaschine nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigung der Ventile über Kipphebel (17) erfolgt, die direkt mit den Nocken der Nockenwelle (8) in Wirkverbindung stehen.

3. Luftgekühlte Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Ansaugrohr (5) ein U-förmig ausgebildetes Gehäuse (7) zur Aufnahme der Nockenwelle (8) befestigt ist, welches über jedem Zylinderkopf (1) eine Verlängerung zur Aufnahme der Ventilbetätigungseinrichtung (16) aufweist.

4. Luftgekühlte Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Nockenwelle (8) und die Ventilbetätigungseinrichtung (16) in einem separaten Gehäuse (12) angeordnet sind.

5. Luftgekühlte Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß. das Nockenwellengehäuse (7),die Nockenwelle (8) und die eventuell separaten Gehäuse (12) für die Ventilbetätigungseinrichtungen (16) von einem gemeinsamen Deckel (22) verschlossen sind.

6. Luftgekühlte Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das Nockenwellengehäuse (7) über Befestigungsschrauben (11) für die Nockenwellenlager (9, 10) mit dem Ansaugrohr (5) verbunden ist.

7. Luftgekühlte Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem separaten Gehäuse (12) für die Ventilbetätigungseinrichtung (16) und jedem Zylinderkopf (1) Abstandsscheiben (21) unterschiedlicher Stärke zum Höhenausgleich angeordnet sind.

8. Luftgekühlte Brennkraftmaschine nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß in dem Boden des Gehäuses (12) der Ventilbetätigungseinrichtung (16) Öffnungen zum Durchtritt der Ventilteller (24) vorgesehen sind, wobei die Ventilführungen (26) aus zwei unterschiedlichen Durchmesser aufweisende koaxial angeordnete Kreiszylinderbuchsen (26, 27) bestehen, die durch eine horizontale Anschlag- und Dichtscheibe (25) miteinander verbunden sind.

Zeichnung