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EP 0 285 598 B1 |
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EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
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Hinweis auf die Patenterteilung: |
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31.10.1990 Patentblatt 1990/44 |
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Anmeldetag: 15.03.1988 |
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Einspritzbrennkraftmaschine
Injection internal-combustion engine
Moteur à combustion interne à injection
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Benannte Vertragsstaaten: |
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DE ES FR GB |
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Priorität: |
23.03.1987 AT 690/87
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Veröffentlichungstag der Anmeldung: |
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05.10.1988 Patentblatt 1988/40 |
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Patentinhaber: AVL Gesellschaft für
Verbrennungskraftmaschinen und Messtechnik
mbH.Prof.Dr.Dr.h.c. Hans List |
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8020 Graz (AT) |
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Erfinder: |
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- Melde-Tuczai, Helmut, Dipl.-Ing.
A-8043 Graz (AT)
- Skatsche, Othmar, Dipl.-Ing.
A-8010 Graz (AT)
- Rachholz, Josef, Dipl.-Ing.
A-8047 Graz (AT)
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| (74) |
Vertreter: Krause, Walter, Dr. Dipl.-Ing. et al |
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Patentanwälte Babeluk - Krause,
Mariahilfer Gürtel 39/17 1150 Wien 1150 Wien (AT) |
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Entgegenhaltungen: :
DE-A- 3 615 967 FR-A- 1 076 310
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FR-A- 820 143 US-A- 2 024 334
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| Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die
Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen
das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich
einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr
entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Einspritzbrennkraftmaschine, insbesondere Dieselmaschine,
mit in Reihen angeordneten Zylindern, mit zwei obenliegenden Nockenwellen sowie vier
Ventilen und einer zentralen Pumpendüse pro Zylinder, wobei oberhalb der zugeordneten
Nockenwelle am Zylinderkopf lösbar befestigte Kipphebel zum Antrieb der Pumpendüsen
vorgesehen sind.
[0002] Bei einer bekannten Einspritzbrennkraftmaschine dieser Art, insbesondere Dieselmaschine,
mit in Reihe angeordneten Zylindern, einer obenliegenden Nockenwelle sowie Ventilen
und einer Pumpendüse pro Zylinder, wobei Kipphebel zum Antrieb der Pumpendüsen vorgesehen
und am Zylinderkopf lösbar befestigt sind (siehe AT-PS 382 429), ist u.a. aus Platzgründen
eine einzige durchgehende Lagerachse für sämtliche Pumpendüsen-Kipphebel vorhanden.
Durchgehende Lagerachsen für die Pumpendüsen-Kipphebel bei Maschinen mit obenliegender
Nockwelle behindern Arbeiten, die nur an den Ventilen bzw. am Ventiltrieb vorzunehmen
sind, sehr stark, weil zum Ausbau der Pumpendüsen-Kipphebel in jedem Fall deren gemeinsame
Lagerachse vom Zylinderkopf abgenommen werden muss. Hier ist also eine Montage und
Demontage der Pumpendüsen-Kipphebel ziemlich schwierig. Ausserdem müssen bei erneutem
Zusammenbau der Zylinderkopfmechanik alle Kipphebel neu eingestellt werden, was einen
hohen zusätzlichen Arbeitsaufwand erfordert.
[0003] Ähnliche Nachteile gelten auch für eine Einspritzbrennkraftmaschine nach der FR-PS
1 076 310, bei der ebenfalls alle Pumpendüsen-Kipphebel auf einer einzigen Achse gelagert
sind und bei der zusätzlich eine mit einer Regeleinrichtung verbundene durchgehende
Stellspindel für alle Pumpendüsen vorgesehen ist.
[0004] Ziel der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und eine Brennkraftmaschine
der eingangs Art zu schaffen, bei der ein Aus- und Einbau der die Pumpendüsen betätigenden
Kipphebel und der Pumpendüsen in besonders einfacher Weise erfolgen kann.
[0005] Dieses Ziel wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der Antrieb des Einspritznockens
der über die Kipphebel die Betätigung der Pumpendüsen bewirkt, abwechselnd für einen
Zylinder von der einen Nockenwelle und für den benachbarten Zylinder von der zweiten
Nockenwelle aus erfolgt, wobei jeder Kipphebel einzeln auf einer eigenen Lagerachse,
bzw. auf einem eigenen Lagerbock, befestigt ist. Durch diese Maßnahmen kann, wenn
nötig, der die Pumpendüse betätigende Kipphebel mit geringem Arbeitsaufwand unabhängig
von den anderen Kipphebeln entfernt und die Pumpendüse für Service-und Reparaturarbeiten
leicht ausgebaut werden. Überdies wird die Zugänglichkeit zu den Ventiltrieben verbessert.
[0006] Im Gegensatz dazu wird nach der US-A 2 024 334 eine Nockenwelle je Zylinder von zwei
Lagerbügeln niedergehalten; die Kipphebelachsen werden je Zylinder von oben auf die
Lagerbügel aufgesetzt. Zum Ausbau müssen diese beiden Lagerbügel samt den Kipphebeln
als Einheit abgenommen werden.
[0007] Erfindungsgemäß befinden sich zwei Nockenwellen auf dem Zylinderkopf, die von voneinander
getrennten Lagerbügeln niedergehalten werden. Die Kipphebelachse für die Pumpendüse
wird von oben auf die Lagerbügel aufgesetzt. Die Einspritznocken fur die Pumpendüse
befinden sich auf der Nockenwelle, nur an jedem zweiten Zylinder und zwar so, daß
diese von Welle zu Welle abwechseln, d.h. für den ersten Zylinder betätigt die Nocke
auf der linken Welle und für den zweiten Zylinder die auf der rechten Welle, u.s.w.
Zum Ausbau der Pumpendüse reicht es daher, wenn man nur eine Kipphebelachse abnimmt
und nicht den Lagerbügel wie nach der US-A 2 024 334.
[0008] Gemäß einer vorzugsweisen Ausführungsform der Erfindung ist es besonders günstig,
wenn die lösbare Einzelbefestigung der Kipphebel auf von Schrauben am Zylinderkopf
befestigten Lagerachsen, bzw. Lagerböcken, erfolgt, wobei die Schrauben gleichzeitig
zur Verankerung von Lagerteilen für die Nockenwellen dienen. Durch diese Maßnahme
werden eine noch bessere Zugänglichkeit der einzelnen Kipphebel sowie ein besonders
wirtschaftlicher Aufbau von Ventiltrieb und Kipphebelanordnung gewährleistet.
[0009] Ein sehr leichter Ausbau der Kipphebel samt Lagerung wird nach einer weiteren vorzugsweisen
Ausführungsform der Erfindung dadurch erzielt, daß zur Einzelbefestigung der Kipphebel
ein vom Nockenwellenlager, z.B. durch Schrauben, gesondert lösbar befestigter Lagerteil
zur Aufnahme der Lagerachse fur einen Kipphebel zum Antrieb einer Pumpendüse vorgesehen
ist.
[0010] Eine besonders wirtschaftliche Befestigungs-und Lagerungsmöglichkeit für die Kipphebel
zum Antrieb der Pumpendüse ergibt sich dadurch, daß sich die zur Einzelbefestigung
der Kipphebel dienenden Lagerachsen in Längsrichtung der Maschine lediglich über zwei
benachbarte Lagerteile fur je eine der beiden Nockenwellen erstrecken.
[0011] Die Erfindung soll nun anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigen:
Fig. 1 einen Querschnitt durch den Zylinderkopf einer vorzugsweisen Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Maschine nach der Linie I-I in Fig. 2,
Fig. 2 eine Draufsicht auf den Zylinderkopf der Maschine nach Fig. 1 bei abgenommenem
Zylinderkopfdeckel in verkleinertem Maßstab und
Fig. 3 einen Längsschnitt der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Maschine nach der
Linie 111-111 in Fig. 2.
[0012] Bei der erfindungsgemäßen Maschine werden im Zylinderkopf 1 vier Ventile 2 pro Zylinder
von zwei obenliegenden Nockenwellen 3 und 4 über Schlepphebel 5 betätigt. Eine Pumpendüse
6 wird von einem Einspritznocken 7 der Nockenwelle 3 oder 4 über einen Kipphebel 8
angetrieben. Der Kipphebel 8 ist auf einer, eine Lagerachse 9 und Lagerteile 10 aufweisenden,
Kipphebellagerung angeordnet. Der Zylinderkopf 1 reicht mit seiner Oberkante bis zur
Mitte der Nockenwellen 3 und 4. In Zwischenwänden des Zylinderkopfes 1 sind die unteren
Lagerschalen 11 der Nockenwellenlager 12 enthalten. Die Lagerteile 10 sind so gestaltet,
daß sie die oberen Lagerschalen 13 der Nockenwellenlager 12 aufnehmen.
[0013] Die vorteilhafte Anordnung des Kipphebelantriebes 7, 8, 9 und damit auch der Nockenwellenlagerungen
12 besteht bei der dargestellten Maschine darin, daß diese abwechselnd einmal auf
der rechten und einmal auf der linken Seite des Zylinderkopfes 1 vorgesehen sind.
Die Pumpendüse 6 wird dabei abwechselnd einmal von der rechten und einmal von der
linken Nockenwelle 3 bzw. 4 entsprechend der gesamten Kipphebelanordnung angetrieben
(Fig. 2).
[0014] Die erfindungsgemäße Einspritzbrennkraftmaschine ist also insbesondere eine Dieselmaschine
in Reihenbauart mit obenliegender Nockenwelle 3 sowie zwei Ventilen 2 und je einer
Pumpendüse 6 pro Zylinder. Dabei sind pro Zylinder ein Einspritznokken 7 zum Antrieb
eines Kipphebels 8 für die Pumpendüse 6 und gegebenenfalls Schlepphebel 5 zur Betätigung
der Ventile 2 vorgesehen. Die Lagerachse 9 der Kipphebel 8 ist an der oberen Lagerhälfte
der Nockenwelle 3 angeordnet und die Kipphebel 8 selbst bzw. deren Lagerachsen 9 sind
am Zylinderkopf 1 lösbar befestigt. Zwei weitere Ventile 2 pro Zylinder und eine zweite
Nockenwelle 4 sind vorgesehen. Erfindungsgemäß erfolgt der Antrieb des Einspritznockens
7 für die Kipphebel 8 zur Betätigung der Pumpendüsen 6 abwechselnd für einen Zylinder
von der einen Nockenwelle 3 und für den benachbarten Zylinder von der weiteren Nockenwelle
4 aus, wobei jeder Kipphebel 8 einzeln befestigt ist. Hierbei ist jeder Kipphebel
8 oberhalb der zugeordneten Nockenwelle 3 bzw. 4, z.B. durch Schrauben 14, für einen
gesonderten Ausbau nur eines einzigen Kipphebels 8 bzw. dessen Lagers vom Ventiltrieb
(2, 3, 4, 5) im Bedarfsfall gesichert. Vorzugsweise erfolgt die lösbare Befestigung
der Lagerachsen 9 bzw. Lagerböcke fur die Kipphebel 8 am Zylinderkopf 1 durch Schrauben
14, die gleichzeitig zur Verankerung der als Bügel ausgebildeten Lagerteile 10 für
die Nockenwellen 3 bzw. 4 dienen.
[0015] Es ist aber auch möglich, daß das Lager 12 für die Nockenwelle 3 bzw. 4 an seiner
Oberseite mindestens einen, z.B. durch Schrauben, lösbar befestigten gesonderten Lagerteil
(nicht dargestellt) zur Aufnahme der Lagerachse 9 für einen Kipphebel 8 zum Antrieb
einer Pumpendüse 6 aufweist.
[0016] Aus Fig. 3 ist ersichtlich, daß sich beim gezeigten Ausführungsbeispiel die Lagerachsen
9 für die einzelnen Kipphebel 8 in Längsrichtung der Maschine lediglich über zwei
benachbarte Lagerteile 10 für je eine der beiden Nockenwellen 3 bzw. 4 erstrecken.
[0017] Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß der Kipphebel 8 an einem Ende vom Einspritznocken
7 über eine Druckrolle 24 betätigt wird. Die Druckrolle 24 ist am Kipphebel 8 mittels
einer Achse 25 gelagert. An seinem anderen Ende ist der Kipphebel 8 durch eine Verschraubung
16 mit dem Stößel 15 der Pumpendüse 6 verbunden. Auf jeder Nockenwelle 3 und 4 sind
Nocken 26 angeordnet, die zum Antrieb der die Ventile 2 betätigenden Schlepphebel
5 dienen. Die Schlepphebel 5 sind durch eine Verschraubung 18 am Zylinderkopf 1 fixiert.
Weiters ist für jedes Nokkenwellenlager 12 eine weitere Schraube 17 zur Befestigung
des Lagerteiles 10 am Zylinderkopf 1 vorgesehen. Der Zylinderkopfdeckel ist mit 19
bezeichnet.
[0018] Aus Fig. 2 ist die versetzte Anordnung der Kipphebellager (Kipphebel 8, Lagerachse
9) und Nockenwellenlager (Lagerteil 10) bei abgenommenem Zylinderkopfdeckel deutlich
ersichtlich.
[0019] Fig. 3 zeigt das der Nockenwelle 4 zugeordnete Ventilpaar. Dieses Ventilpaar besteht
aus zwei Ventilen 2, die jeweils einen Ventilteller 22, einen Ventilschaft 23 sowie
einen Federteller 20 aufweisen. Die durch strichpunktierte Linien angedeuteten Ventilfedern
sind mit 21 bezeichnet.
[0020] Der besondere Vorteil der dargestellten erfindungsgemäßen Ausführungsform besteht
darin, daß nur eine Kipphebellagerachse 9 entfernt werden muß, um eine bestimmte Pumpendüse
6 ausbauen zu können, während die beiden Nockenwellen 3 und 4 und der gesamte übrige
Ventiltrieb in Einbaulage verbleiben.
1. Einspritzbrennkraftmaschine, insbesondere Dieselmaschine, mit in Reihen angeordneten
Zylindern, mit zwei obenliegenden Nockenwellen (3 und 4) sowie vier Ventilen (2) und
einer zentralen Pumpendüse (6) pro Zylinder, wobei oberhalb der zugeordneten Nockenwelle
(3 und 4) am Zylinderkopf (1) lösbar befestigte Kipphebel (8) zum Antrieb der Pumpendüsen
(6) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb des Einspritznockens
(7), der über die Kipphebel (8) die Betätigung der Pumpendüsen (6) bewirkt, abwechselnd
für einen Zylinder von der einen Nockenwelle (3) und für den benachbarten Zylinder
von der zweiten Nockenwelle (4) aus erfolgt, wobei jeder Kipphebel (8) einzeln auf
einer eigenen Lagerachse (9), bzw. auf einem eigenen Lagerbock, befestigt ist.
2. Einspritzbrennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die lösbare
Einzelbefestigung der Kipphebel (8) auf den von Schrauben (14) am Zylinderkopf (1)
befestigten Lagerachsen (9), bzw. Lagerböcken, erfolgt, wobei die Schrauben (14) gleichzeitig
zur Verankerung von Lagerteilen (10) für die Nockenwellen (3 bzw. 4) dienen.
3. Einspritzbrennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einzelbefestigung
der Kipphebel (8) ein vom Nockenwellenlager (12), z.B. durch Schrauben, gesondert
lösbar befestigter Lagerteil zur Aufnahme der Lagerachse (9) für einen Kipphebel (8)
zum Antrieb einer Pumpendüse (6) vorgesehen ist.
4. Einspritzbrennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß sich die zur Einzelbefestigung der Kipphebel (8) dienenden Lagerachsen (9) in
Längsrichtung der Maschine lediglich über zwei benachbarte Lagerteile (10) für je
eine der beiden Nockenwellen (3 bzw. 4) erstrecken.
1. An injection-type internal combustion engine, especially a diesel engine, whose
cylinders are arranged in line, with two overhead camshafts (3 and 4), and four valves
(2) and a central pump nozzle (6) for each cylinder, and with detachable rocker arms
(8) being provided on the cylinder head (1) above the respective camshaft (3, 4),
for actuation of the pump nozzles (6), wherein the injection cam (7) for actuation
of the pump nozzles (6) via the rocker arms (8) is operated from the two camshafts
(3, 4) in turn, i.e., one camshaft (3) for one cylinder and the other camshaft (4)
for the adjacent cylinder, each rocker arm (8) being mounted individually on a separate
bearing axle (9) or on a separate bearing block.
2. An injection-type internal combustion engine in accordance with claim 1, wherein
the individual rocker arms (8) are detachably mounted on bearing axles (9) or bearing
blocks fastened on the cylinder head (1) by means of screws (14), the screws (14)
serving for the purpose of securing bearing parts (10) of the camshafts (3, 4) at
the same time.
3. An injection-type internal combustion engine in accordance with claim 1, wherein
a bearing part is provided for individually supporting the rocker arms (8), which
bearing part is detachably fastened, for instance with screws, independently of the
camshaft bearing (12), and which is designed to support the bearing axle (9) of a
rocker arm (8) actuating a pump nozzle (6).
4. An injection-type internal combustion engine in accordance with any of claims 1
to 3, wherein the bearing axles (9) used for individually mounting the rocker arms
(8) do not extend beyond two adjacent bearing parts (10) for either of the two camshafts
t3, 4), as seen in longitudinal direction of the engine.
1. Moteur à combustion interne à injection, en particulier moteur Diesel avec des
cylindres disposés en ligne, avec deux arbres à cames en tête, ainsi que quatre soupapes
et un injecteur de pompe par cylindre, ou des culbuteurs sont prévus fixés de manière
démontable sur la culasse, au-dessus de l'arbre à cames adjacent, pour entraîner les
injecteurs de pompe, caractérisé en ce que l'entraînement de la came (7) d'injection
pour actionner l'injecteur de pompe (6) par l'intermédiaire des culbuteurs (8) s'effectue
alternativement, pour un cylindre, depuis un arbre à cames (3) et pour le cylindre
voisin, depuis le deuxième arbre à camess (4), ou chaque culbuteur (8) est fixé séparément
à un axe de palier (9) propre ou à un bloc de palier propre.
2. Moteur à combustion interne à injection selon la revendication 1, caractérisé en
ce que la fixation individuelle démontable des culbuteurs (8) s'effectue sur des axes
de palier (9), respectivement des blocs de paliers, vissés sur la culasse par des
vis (14), les vis (14) servant simultanément à ancrer les parties de palier (10) pour
les arbres à cames (3 respectivement 4).
3. Moteur à combustion interne à injection selon la revendication 1, caractérisé en
ce que pour la fixation individuelle des culbuteurs (8), il est prévu une partie de
palier fixée de manière démontable séparément, par exemple par vissage, du palier
d'arbre à cames (12), pour recevoir l'axe de palier (9) pour un culbuteur (8) pour
l'entraînement d'un injecteur de pompe (6).
4. Moteur à combustion interne à injection selon l'une des revendications précédentes,
caractérisé en ce que les axes de palier (9), servant à la fixation individuelle des
culbuteurs (8), s'étendent en direction longitudinale du moteur, uniquement sur deux
parties de palier voisines (10) pour chacun de l'un des deux arbres à cames (3 respectivement
4).