DE102007053515A1 - Device for displacing cylinder head of internal combustion engine, has cylinder tubes opposite to crankcase, where crankcase has two regulating shafts with eccentrics in its upper part supported on two sides of cylinder tubes - Google Patents

Device for displacing cylinder head of internal combustion engine, has cylinder tubes opposite to crankcase, where crankcase has two regulating shafts with eccentrics in its upper part supported on two sides of cylinder tubes Download PDF

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Abstract

The device (1) has cylinder tubes opposite to a crankcase (4). The crankcase has two regulating shafts (5,5') with an eccentric (6) in its an upper part supported on two sides of the cylinder tubes. The cylinder tubes directly or indirectly engage in bearing lugs of bearing pads (7) of a cylinder head (3). The regulating shafts are synchronously driven by an actuator (8) over each of a worm gear (9).

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für eine Brennkraftmaschine zum Verlagern eines Zylinderkopfes mit Zylinderrohren gegenüber einem Kurbelgehäuse mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The The invention relates to a device for an internal combustion engine for displacing a cylinder head with cylinder tubes opposite a crankcase with the features of the preamble of Patent claim 1.

Sie geht von der europäischen Patentschrift EP 1 361 356 B1 aus. In dieser ist eine Einrichtung zum Verlagern des Zylinderblocks und -kopfs gegenüber dem Kurbelgehäuse mit folgender Bauart bekannt:
Das die Kurbelwelle aufnehmende Kurbelgehäuse weist an seinem Oberteil zwei beiderseits der Zylinder gelagerte Stellwellen mit Exzentern auf, die über die Länge des Kurbelgehäuses wechselweise verteilt angeordnet sind und in Aufnahmebohrungen von Lagerstegen oder -armen des Zylinderblocks eingreifen, mit folgenden Merkmalen:
Die Verbindungsgerade der Lageraugen oder -arme des Zylinderblocks steht etwa senkrecht zur Zylinderachse,
die Lagerungen der Stellwellen und deren Exzenter verlaufen im oberen, dem zylinderkopfnahen Bereich des Zylinderblocks,
die Lagergassen der Stellwellen sind im Kurbelgehäuse oberhalb von hohlträgerartig ausgebildeten Tragleisten, die sich über die Länge des Kurbelgehäuses erstrecken, angeordnet.It is based on the European patent specification EP 1 361 356 B1 out. In this a device for displacing the cylinder block and head with respect to the crankcase is known with the following design:
The crankshaft receiving crankcase has at its upper part on both sides of the cylinder mounted adjusting shafts with eccentric which are arranged alternately distributed over the length of the crankcase and engage in receiving bores of bearing webs or arms of the cylinder block, with the following features:
The connecting line of the bearing eyes or arms of the cylinder block is approximately perpendicular to the cylinder axis,
the bearings of the control shafts and their eccentric extend in the upper, near the cylinder head near the cylinder block,
the bearing lanes of the control shafts are arranged in the crankcase above hollow carrier-like support strips which extend over the length of the crankcase.

Prinzipiell weist die oben beschriebene Einrichtung keine Nachteile auf, jedoch liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Verstellmechanismus zum Verlagern des Zylinderblocks und -kopfs gegenüber dem Kurbelgehäuse aufzuzeigen.in principle the device described above has no disadvantages, however The invention is based on the object, an adjusting mechanism for displacing the cylinder block and head with respect to Show crankcase.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gelöst.These The object is achieved by the features in the characterizing part of the claim 1 solved.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist besonders einfach antreibbar und darüber hinaus äußerst robust.The Device according to the invention is particularly simple drivable and beyond extreme robust.

Durch die Ausgestaltung gemäß Patentanspruch 2 werden Fertigungstoleranzen der Exzenter und deren Lagerungen ausgeglichen, wodurch ein Verkanten des Zylinderkopfes mit Zylinderrohren gegenüber dem Kurbelgehäuse sicher vermieden wird.By The embodiment according to claim 2 become Compensated manufacturing tolerances of the eccentric and their bearings whereby a tilting of the cylinder head with cylinder tubes opposite the crankcase is safely avoided.

Besonders bevorzugt ist als Stellelement gemäß Patentanspruch 3 ein elektrisches und/oder hydraulisches Stellelement vorgesehen.Especially is preferred as an actuator according to claim 3 provided an electrical and / or hydraulic actuator.

Die Ausgestaltung gemäß Patentanspruch 4 ist eine besonders platzsparende und klein bauende Anordnung.The Embodiment according to claim 4 is a particularly space-saving and small construction arrangement.

Im Folgenden ist die Erfindung anhand eines besonders bevorzugten Ausführungsbeispieles in zwei Figuren näher erläutert.in the The following is the invention with reference to a particularly preferred embodiment explained in two figures.

1 zeigt eine Aufsicht auf eine dreidimensional dargestellte erfindungsgemäß ausgestaltete Brennkraftmaschine von einer Vorderseite. 1 shows a plan view of a three-dimensional illustrated inventively designed internal combustion engine from a front side.

2 zeigt eine Aufsicht auf die dreidimensional dargestellte erfindungsgemäß ausgestaltete Brennkraftmaschine von einer Rückseite. 2 shows a plan view of the three-dimensional illustrated inventively designed internal combustion engine from a rear side.

Im Folgenden gelten in beiden Figuren für gleiche Bauelemente die gleichen Bezugsziffern.in the Following apply in both figures for the same components the same reference numbers.

1 zeigt eine Aufsicht auf eine dreidimensional dargestellte erfindungsgemäß ausgestaltete Brennkraftmaschine 2 von einer Vorderseite. Die Brennkraftmaschine 2 besteht im Wesentlichen aus einem Kurbelgehäuse 4 mit einem an das Kurbelgehäuse 4 verbauten Zylinderkopf 3, an den nicht explizit dargestellte Zylinderrohre angeordnet sind. Ferner weist die Brennkraftmaschine 2 eine Vorrichtung 1 auf, zum Verlagern des Zylinderkopfes 3 mit den Zylinderrohren gegenüber dem Kurbelgehäuse 4. Hierfür weist das Kurbelgehäuse 4 in seinem Oberteil zwei beiderseits der Zylinderrohre gelagerte Stellwellen 5, 5' mit Exzentern 6, 6' auf, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel indirekt in Lageraugen von Lagerstegen 7, 7' des Zylinderkopfes 3 eingreifen. Eine Verbindungsgerade der Lageraugen jeder Stellwelle 5, 5' steht in etwa senkrecht zu einer Zylinderrohrachse. Die Exzenter 6, 6' weisen eine gleiche radiale Ausrichtung auf. Weiter verlaufen die Lagerungen der Stellwellen 5, 5' und deren Exzenter 6, 6' im oberen, dem Zylinderkopf 3 nahen Bereich des Kurbelgehäuses 4. Die Lagergassen der Stellwellen 5, 5' sind im Kurbelgehäuse 4 angeordnet, wobei der Zylinderkopf 3 mit den Zylinderrohren in zumindest einem Linearlager gegenüber dem Kurbelgehäuse 4 geführt ist, das in Richtung der Zylinderrohrachse ausgerichtet ist. 1 shows a plan view of a three-dimensional illustrated inventively designed internal combustion engine 2 from a front side. The internal combustion engine 2 consists essentially of a crankcase 4 with one to the crankcase 4 installed cylinder head 3 , are arranged on the not explicitly shown cylinder tubes. Furthermore, the internal combustion engine 2 a device 1 on, for relocating the cylinder head 3 with the cylinder tubes opposite the crankcase 4 , For this purpose, the crankcase 4 in its upper part two on both sides of the cylinder tubes mounted adjusting shafts 5 . 5 ' with eccentrics 6 . 6 ' on, in the present embodiment, indirectly in bearing eyes of bearing webs 7 . 7 ' of the cylinder head 3 intervention. A connecting line of the bearing eyes of each control shaft 5 . 5 ' is approximately perpendicular to a Zylinderrohrachse. The eccentrics 6 . 6 ' have the same radial orientation. Next run the bearings of the adjusting shafts 5 . 5 ' and their eccentric 6 . 6 ' in the upper, the cylinder head 3 near the crankcase 4 , The bearing lanes of the adjusting shafts 5 . 5 ' are in the crankcase 4 arranged, with the cylinder head 3 with the cylinder tubes in at least one linear bearing relative to the crankcase 4 is guided, which is aligned in the direction of the cylinder tube axis.

Erfindungsgemäß sind die Stellwellen 5, 5' mit einem Stellelement 8 über je ein Schneckengetriebe 9, 9' synchron antreibbar. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Stellwellen 5, 5' mit ihren Exzentern 6, 6' nicht direkt in Lageraugen von Lagerstegen 7, 7' des Zylinderkopfes 3 im Eingriff, sondern sind indirekt über ein Führungselement 11 und eine Spielausgleichswelle 10 mit den Lagerstegen 7 im Zylinderkopf 3 verbunden. Durch die Spielausgleichswelle 10 können Fertigungstoleranzen, die bei der Exzenterherstellung oder Lagerungsherstellung auftreten, ausgeglichen werden, so dass bei einer Verstellung der Zylinderkopfes 3 gegen das Kurbelgehäuse 4 eine Verkantung der Bauelemente zueinander sicher vermieden ist. Bevorzugt ist das Stellelement 8 ein elektrisches und/oder hydraulisches Stellelement. In dem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel sind das Stellelement 8 und die Schneckengetriebe 9, 9' weitgehend stirnseitig an das Kurbelgehäuse 4 angeordnet, wodurch nur wenig Bauraum benötigt wird.According to the invention, the control shafts 5 . 5 ' with an actuator 8th via one worm gear each 9 . 9 ' can be driven synchronously. In the present embodiment, the control shafts 5 . 5 ' with their eccentrics 6 . 6 ' not directly in bearing eyes of bearing bars 7 . 7 ' of the cylinder head 3 engaged, but are indirectly via a guide element 11 and a clearance balance shaft 10 with the jambs 7 in the cylinder head 3 connected. Through the play balance shaft 10 Manufacturing tolerances that occur in the eccentric production or storage production can be compensated, so that when adjusting the cylinder head 3 against the crankcase 4 a tilting of the components to each other is safely avoided. The actuating element is preferred 8th an electric and / or hydraulic actuator. In the particularly preferred embodiment, the actuating element 8th and the worm gears 9 . 9 ' largely on the front side of the spa belgehäuse 4 arranged, whereby only little space is needed.

2 zeigt dieselbe Brennkraftmaschine 2 aus 1 nochmals in einer dreidimensionalen Ansicht, jedoch von einer Rückseite. in 2 ist der Exzenter 6' besonders gut erkennbar, da ein Lagerdeckel der Stellwelle 5' nicht dargestellt ist. 2 shows the same engine 2 out 1 again in a three-dimensional view, but from a back. in 2 is the eccentric 6 ' particularly recognizable, as a bearing cap of the control shaft 5 ' not shown.

Eine kurze Beschreibung der Brennkraftmaschine 2 nochmals mit anderen Worten:A short description of the internal combustion engine 2 in other words

Die Brennkraftmaschine 2 besteht im Wesentlichen aus zwei relativ zueinander beweglichen Teilen:

  • ⇒ Dem Zylinderkopf 3 mit Zylinderlaufbuchsen und
  • ⇒ dem Kurbelgehäuse 4.
The internal combustion engine 2 consists essentially of two relatively moving parts:
  • ⇒ The cylinder head 3 with cylinder liners and
  • ⇒ the crankcase 4 ,

Auf jeder Seite der Brennkraftmaschine 2 ist eine längs der Brennkraftmaschine 2 angeordnete Exzenterwelle, bestehend jeweils aus einer Stellwelle 5, 5' mit den Exzentern 6, 6', in seitlichen Angüssen im Kurbelgehäuse 4 gelagert. Ebenso ist auf jeder Seite eine Achse in nach unten gerichteten Angüssen am Zylinderkopf 3 gelagert. Die Exzenterwelle und die Spielausgleichswelle 10 sind über mindestens ein Führungselement 11 pro Seite verbunden.On each side of the internal combustion engine 2 is one along the internal combustion engine 2 arranged eccentric shaft, each consisting of a control shaft 5 . 5 ' with the eccentrics 6 . 6 ' , in lateral sprues in the crankcase 4 stored. Likewise, on each side, there is an axle in downwardly directed sprues on the cylinder head 3 stored. The eccentric shaft and the play balance shaft 10 are about at least one guide element 11 connected per page.

Die beiden Exzenterwellen werden über je ein erfindungsgemäßes Schneckengetriebe synchron von einem Stellmotor, dem Stellelement 8, angetrieben. Beim Verstellen der Exzenterwellen (maximal 180°) bewegt sich der Zylinderkopf 3 relativ zum Kurbelgehäuse 4 (maximale Verstellung = 2 × Exzentrizität) in Richtung der Zylinderrohrachsen.The two eccentric shafts are synchronized via a respective worm gear according to the invention by a servomotor, the actuator 8th , powered. When adjusting the eccentric shafts (maximum 180 °), the cylinder head moves 3 relative to the crankcase 4 (maximum adjustment = 2 × eccentricity) in the direction of the cylinder axis.

Der Zylinderkopf 3 ist auf jeder Seite mit mindestens einem Linearlager, in den 1 und 2 nicht dargestellt, im Kurbelgehäuse 4 geführt. Diese Linearlager haben einen Freiheitsgrad nur in Zylinderrohrachsrichtung. Eine Kolbenwegkurve ist somit unabhängig von einer eingestellten Verdichtung, dies bedeutet, dass keine unerwünschte Schränkung im Kurbeltrieb eintritt.The cylinder head 3 is on each side with at least one linear bearing, in the 1 and 2 not shown, in the crankcase 4 guided. These linear bearings have one degree of freedom only in Zylinderrohrachsrichtung. A piston stroke curve is thus independent of a set compression, this means that no unwanted set in the crank mechanism occurs.

Das Kurbelgehäuse 4 und der Zylinderkopf 3 sind vorzugsweise umlaufend über bewegliche Dichtungen, die ebenfalls in den 1 und 2 nicht dargestellt sind, verbunden.The crankcase 4 and the cylinder head 3 are preferably circulating over movable seals, which are also in the 1 and 2 not shown connected.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung wird eine besonders robuste und einfache Vorrichtung 1 für die Brennkraftmaschine 2 erzielt, zur Verlagerung des Zylinderkopfes 3 mit den Zylinderrohren gegenüber dem Kurbelgehäuse 4.The embodiment of the invention is a particularly robust and simple device 1 for the internal combustion engine 2 achieved, to relocate the cylinder head 3 with the cylinder tubes opposite the crankcase 4 ,

1.1.
Vorrichtungcontraption
2.Second
BrennkraftmaschineInternal combustion engine
3.Third
Zylinderkopfcylinder head
4.4th
Kurbelgehäusecrankcase
5, 5'5, 5 '
Stellwelleactuating shaft
6, 6'6 6 '
Exzentereccentric
7.7th
Lagerstegbearing web
8.8th.
Stellelementactuator
9, 9'9 9 '
Schneckengetriebeworm gear
10.10th
SpielausgleichswelleGame balance shaft
11.11th
Führungselementguide element

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - EP 1361356 B1 [0002] - EP 1361356 B1 [0002]

Claims (4)

Vorrichtung (1) für eine Brennkraftmaschine (2) zum Verlagern eines Zylinderkopfs (3) mit Zylinderrohren gegenüber einem Kurbelgehäuse (4) mit folgender Bauart: – das Kurbelgehäuse (4) weist in seinem Oberteil zwei beiderseits der Zylinderrohre gelagerte Stellwellen (5, 5') mit Exzentern (6, 6') auf, die direkt oder indirekt in Lageraugen von Lagerstegen (7, 7') des Zylinderkopfs (3) eingreifen, wobei – eine Verbindungsgerade der Lageraugen jeder Stellwelle (5, 5') etwa senkrecht zu einer Zylinderrohrachse steht, – wobei die Exzenter (6, 6') eine gleiche radiale Ausrichtung aufweisen und – die Lagerungen der Stellwellen (5, 5') und deren Exzenter (6, 6') im oberen, dem Zylinderkopf (3) nahen Bereich des Kurbelgehäuses (4) verlaufen und – die Lagergassen der Stellwellen (5, 5') im Kurbelgehäuse (4) angeordnet sind, wobei – der Zylinderkopf (3) mit den Zylinderrohren in einem Linearlager gegenüber dem Kurbelgehäuse (4) geführt ist, das in Richtung der Zylinderrohrachse ausgerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellwellen (5, 5') mit einem Stellelement (8) über je ein Schneckengetriebe (9, 9') synchron antreibbar sind.Contraption ( 1 ) for an internal combustion engine ( 2 ) for displacing a cylinder head ( 3 ) with cylinder tubes opposite a crankcase ( 4 ) of the following type: - the crankcase ( 4 ) has in its upper part two on both sides of the cylinder tubes mounted adjusting shafts ( 5 . 5 ' ) with eccentrics ( 6 . 6 ' ) directly or indirectly in bearing eyes of 7 . 7 ' ) of the cylinder head ( 3 ), wherein - a connecting line of the bearing eyes of each control shaft ( 5 . 5 ' ) is approximately perpendicular to a cylinder tube axis, - wherein the eccentric ( 6 . 6 ' ) have the same radial orientation and - the bearings of the control shafts ( 5 . 5 ' ) and its eccentric ( 6 . 6 ' ) in the upper, the cylinder head ( 3 ) near the crankcase ( 4 ) and - the bearing lanes of the control shafts ( 5 . 5 ' ) in the crankcase ( 4 ), wherein - the cylinder head ( 3 ) with the cylinder tubes in a linear bearing relative to the crankcase ( 4 ) is guided, which is aligned in the direction of the cylinder tube axis, characterized in that the adjusting shafts ( 5 . 5 ' ) with an actuating element ( 8th ) via a respective worm gear ( 9 . 9 ' ) are driven synchronously. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass parallel zu einer Stellwelle (5, 5') auf einer Seite des Zylinderkopfes (3) eine Spielausgleichswelle (10) vorgesehen ist, die zum einen in den Lagerstegen (7) im Zylinderkopf (3) und zum anderen in zumindest einem Führungselement (11), das mit den Exzentern (6, 6') der benachbarten Stellwelle (5, 5') in Wirkverbindung steht, gelagert ist.Device according to claim 1, characterized in that parallel to a control shaft ( 5 . 5 ' ) on one side of the cylinder head ( 3 ) a clearance balance shaft ( 10 ) is provided, on the one hand in the bearing webs ( 7 ) in the cylinder head ( 3 ) and on the other hand in at least one guiding element ( 11 ), which with the eccentrics ( 6 . 6 ' ) of the adjacent control shaft ( 5 . 5 ' ) is in operative connection, is stored. Vorrichtung nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellelement (8) ein elektrisches und/oder hydraulisches Stellelement ist.Device according to claim 1 or 2, characterized in that the actuating element ( 8th ) is an electrical and / or hydraulic actuator. Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellelement (8) und die Schneckengetriebe (9, 9') weitgehend stirnseitig an das Kurbelgehäuse (4) angeordnet sind.Device according to one of the claims 1 to 3, characterized in that the actuating element ( 8th ) and the worm gears ( 9 . 9 ' ) largely on the front side of the crankcase ( 4 ) are arranged.
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