DE10220838C1 - Brennkraftmaschine - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit einem Kurbelgehäuse (2, 4), einer Kurbelwelle (8) und einer Nockenwelle (26) zur Steuerung mindestens eines Ein- und Auslassventils sowie einer Ölpumpe (36) zur Förderung von Schmieröl zu den Verbrauchern, wobei ausgangsseitig der Ölpumpe (36) zur Begrenzung des Öldrucks ein Öldruckregelventil nachgeschaltet ist, dessen Ventilkörper durch ein Federelement in Schließrichtung beaufschlagbar ist, wobei der Ventilkörper in Abhängigkeit von der Ölfördermenge und/oder der Öltemperatur eine Öffnung freigibt, die mit der Saugseite der Ölpumpe verbindbar ist. DOLLAR A Es wird vorgeschlagen, dass die Nockenwelle (26) längsverschieblich im Kurbelgehäuse (2, 4) aufgenommen ist und den Ventilkörper des Öldruckregelventils bildet. Damit ist auf einfache Art und Weise ein Öldruckbegrenzungsventil für eine Brennkraftmaschine umgesetzt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

In Brennkraftmaschinen eingesetzte Ölpumpen mit einem Überdruckventil sind seit langem Stand der Technik (siehe beispielsweise DE 12 41 191 B). Dazu ist das in der Druckleitung angeordnete Überdruckventil mit einem federbelasteten Ventilkörper versehen, das bei einem bestimmten Öldruck eine Öffnung bzw. Verbindung zur Saugseite der Ölpumpe freigibt.

Aus dem Stand der Technik ist es weiterhin bekannt (siehe beispielsweise DE 85 17 900 U1), Elemente einer Ölpumpe für eine Brennkraftmaschine auf der die Ein- und/oder Auslassventile steuernden Nockenwelle anzuordnen.

Aufgabe der Erfindung ist es, insbesondere bei einer als Kleinmotor ausgebildeten Brennkraftmaschine auf einfache Art und Waise den durch eine Ölpumpe erzeugten Öldruck zu begrenzen, wobei zur Umsetzung des Öldruckventils möglichst wenig zusätzliche Bauteile erforderlich sind.

Die Lösung der Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 erreicht. Die Brennkraftmaschine mit dem erfindungsgemäßen Öldruck-Begrenzungsventil zeichnet sich durch einen einfachen Aufbau aus, bei dem auf zuverlässige Art und Weise durch die im Kurbelgehäuse axial verschiebbare Nockenwelle ein Absteuerstrom der Ölpumpe zurück in das Kurbelgehäuse möglich ist.

In den Unteransprüchen sind weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine enthalten.

Die Funktion der Öldruckbegrenzung wird auf einfache Art und Weise dadurch erreicht, dass eine Stirnseite der als Rotorpumpe ausgebildeten Ölpumpe durch eine federbelastete Dichtscheibe abgedichtet ist, die bei einem festlegbaren und durch die Ölpumpe erzeugten Öldruck einen definierten Leckagespalt freigibt, über den zur Begrenzung des maximalen Öldrucks ein Ölstrom zurück zur Saugseite der Ölpumpe gelangen kann.

Zwischen einer Lageraufnahme für einen Lagerzapfen der Nockenwelle und einem auf der Nockenwelle vorgesehenen Anschlag ist ein Federelement vorgesehen, welches die Dichtscheibe gegen die Stirnseite der Rotorpumpe drückt. Als Anschlag für das Federelement kann auf vorteilhafte Art und Weise die Seitenfläche eines das Ein- oder Auslaßventil steuernden Nocken vorgesehen sein.

Die Dichtscheibe für die Ölpumpe ist auf vorteilhafte Art und Weise auf den Innenrotor aufgeschoben und liegt an einem auf der Nockenwelle angeordneten Antriebszahnrad an.

Die Vorrichtung selbst besteht aus wenigen Bauteilen; so ist beispielsweise der Innenrotor der Ölpumpe einstückig mit dem Antriebszahnrad für die Nockenwelle verbunden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 das Kurbelgehäuse einer Einzylinder-Brennkraftmaschine,

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II gemäß Fig. 1,

Fig. 3 eine Draufsicht auf das Kurbelgehäuse,

Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV gemäß Fig. 3,

Fig. 5 eine Innenansicht einer Kurbelgehäusehälfte und

Fig. 6 einen Längsschnitt durch eine Kurbelgehäusehälfte im Bereich der Ölpumpe.

Das in Fig. 1 dargestellte Kurbelgehäuse einer als Viertakt-Einzylindermotor ausgebildeten Brennkraftmaschine besteht aus zwei Kurbelgehäusehälften, die im folgenden als Kurbelgehäuseunterteil 2 und als Kurbelgehäuseoberteil 4 bezeichnet sind. Am Kurbelgehäuseoberteil 4 ist weiterhin ein Zylinderflansch 5 erkennbar, an dem der Zylinder (nicht dargestellt) des Motors befestigt ist. In dem mit einer schrägen Teilungsebene 6 versehenen Kurbelgehäuse ist eine Kurbelwelle 8 angeordnet, die durch zwei Wellenzapfen 10 und 12 im Kurbelgehäuse gelagert ist (siehe Hauptlager 14 und 16). Die Einbaulage des Motors ist vom Verwendungszweck abhängig. Bei der in der Zeichnung dargestellten vertikalen Anordnung der Kurbelweile 8 ist der Motor beispielsweise in einem Rasenmäher einsetzbar. Dazu kann an dem unteren Wellenende 17 ein Schneidmesser (nicht dargestellt) und an dem oberen Wellenende 19 ein Lüfterrad zur Kühlung des Motors befestigt sein.

Auf der Kurbelwelle 8 sind weiterhin zwei Gewichte 18 und 20 zum Ausgleich der Massenkräfte vorgesehen, zwischen denen der Kurbelzapfen 22 für das nicht dargestellte Pleuel angeordnet ist. Auf der Kurbelwelle 8 ist weiterhin ein Zahnrad 24 vorgesehen, das als Antrieb für eine parallel zur Kurbelwelle 8 angeordnete Nockenwelle 26 vorgesehen ist. Dazu ist auf der Nockenwelle ein Zahnrad 28, im folgenden als Abtriebszahnrad bezeichnet, vorgesehen, das über eine Schrägverzahnung mit dem Zahnrad 24 kämmend im Eingriff steht. Auf der Nockenwelle 26 sind zwei Nocken 26a und 26b angeordnet, wobei der Nocken 26a als Anschlag wirkt, die der Steuerung eines im Zylinderkopf angeordneten Ein- und Auslassventils dienen, wobei die Kraftübertragung über entsprechende Stößelstangen und Kipphebel erfolgt.

Das aus Kunststoff ausgebildete Abtriebszahnrad 28 ist auf die als Stahlrohr ausgebildete Nockenwelle 26 aufgeschoben und ist über einen einstückig mit der Nockenwelle 26 verbundenen Anschlag 30 axial festgelegt. Auf der Nockenwelle 26 ist weiterhin ein einstückig mit dem Abtriebszahnrad 28 verbundener außenverzahnter Innenrotor 32 vorgesehen, der zusammen mit einem innenverzahnten Außenrotor 34 eine Ölpumpe 36 zur Schmierölversorgung des Motors bildet. Der Außenrotor 34 ist dabei drehbeweglich in einer Öffnung 38 im Kurbelgehäuseunterteil 2 aufgenommen; die Ölpumpe ist wie allgemein bekannt, als Verdrängerpumpe ausgebildet, bei der der Innenrotor 32 einen Zahn weniger aufweist als der Außenrotor 34. Wie in Fig. 5 erkennbar, mündet stirnseitig an der Öffnung 38 ein Ansaugkanal 40 ein, der an der Einmündung zur Öffnung 38 nierenförmig ausgebildet ist. Der Ansaugkanal 40 führt zu einer mit einem Ölsieb 42 versehenen Ölansaugstelle 44, über die das Öl, wie später noch näher beschrieben, zur Schmierung der Verbraucher aus einem sich im Kurbelgehäuseunterteil 2 ausbildenden Ölsumpf entnommen wird. In der Öffnung 38 ist weiterhin ein Druckölkanal 46 vorgesehen, der ebenfalls im Einmündungsbereich zur Öffnung 38 nierenförmig ausgebildet ist.

Der Druckölkanal 46 führt über einen Vorlaufabschnitt 46a zu einem Ölfilter 48 und von dort über einen Rücklaufabschnitt 46b einerseits über eine in der Nackenwelle 26 vorgesehene Bohrung 50 zur im Kurbelgehäuseoberteil vorgesehenen Hauptlagerstelle 14, während eine weitere im Kurbelgehäuseunterteil 4 vorgesehene Bohrung 52 zur Hauptlagerstelle 16 führt.

Die Nockenwelle 26 ist mit ihren zwei Wellenzapfen 54 und 56 in zwei als Lagerstellen ausgebildeten Öffnungen 58 und 60 im Kurbelgehäuseunter- und oberteil 2, 4 um einen Betrag x axial verschiebbar gelagert. Auf der Nockenwelle 26 ist weiterhin ein Federpaket 62 vorgesehen, das zwischen einer Stirnseite des Nockens 26a und der die Öffnung 60 umgebenen Kurbelgehäusewand eingespannt ist. Das Federpaket 62 besteht dabei aus einzelnen Scheibenelementen, zwischen denen Federringe angeordnet sind.

Auf dem Innenrotor 32 der Ölpumpe 36 ist eine Dichtscheibe 64 angeordnet, die einerseits stirnseitig am Zahnrad 28 und andererseits die Ölpumpe 36 axial abdichtend an der die Öffnung 38 umgebenden Gehäusewand des Kurbelgehäuseunterteils 2 anliegt.

Im Betrieb des Motors saugt die über die Nockenwelle 26 angetriebene Ölpumpe 36 aus dem sich im Kurbelgehäuseunterteil 2 ausbildenden Ölsumpf Öl über den Ansaugkanal 40 an und fördert es über den Vorlaufabschnitt 46a des Druckölkanals 46 zum Ölfilter 48 und von dort über die Rücklaufleitung 46b einerseits über die hohl gebohrte Nockenwelle 26 zur Hauptlagerstelle 14 und andererseits über die Bohrung 52 zur Hauptlagerstelle 16 der Kurbelwelle 8. Damit ist u. a. die Schmierölversorgung der Hauptlagerstellen der Kurbelwelle 8 gewährleistet.

Übersteigt in bestimmten Betriebszuständen (u. a. abhängig von Öltemperatur und Drehzahl des Motors) der sich in den einzelnen Kammern der Ölpumpe 36 ausbildende Öldruck, wird die Nockenwelle 26 entgegen der Federkraft des Federpakets 62 in die in Fig. 2 dargestellte Richtung (siehe punktierter Pfeil) axial verschoben. Damit bildet sich zwischen Dichtscheibe 64 und der Gehäusewand, an der normalerweise die Dichtscheibe 64 anliegt, ein Leckagespalt, über den ein Öl-Leckagestrom 66 zur Begrenzung des maximalen Öldrucks in den Ölsumpf des Kurbelgehäuseunterteils 2 zurückfließt.

Claims (6)

1. Brennkraftmaschine mit einem Kurbelgehäuse, einer Kurbelwelle und einer Nockenwelle zur Steuerung mindestens eines Ein- und Auslassventils sowie einer Ölpumpe zur Förderung von Schmieröl zu den Verbrauchern, wobei ausgangsseitig der Ölpumpe zur Begrenzung des Öldrucks ein Öldruckregelventil nachgeschaltet ist, dessen Ventilkörper durch ein Federelement in Schließrichtung beaufschlagbar ist, wobei der Ventilkörper in Abhängigkeit von der Ölfördermenge und/oder der Öltemperatur eine Öffnung freigibt, die mit der Saugseite der Ölpumpe verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Nockenwelle (26) längsverschieblich im Kurbelgehäuse (2, 4) aufgenommen ist und den Ventilkörper des Öldruckregelventils bildet.

2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ölpumpe (36) als Rotorpumpe ausgebildet ist, wobei ein Innenrotor (32) auf der Nockenwelle (26) angeordnet ist, und zusammen mit einem Außenrotor (34) in einer Ausnehmung (38) des Kurbelgehäuses (2, 4) aufgenommen ist und dass die Ölpumpe (36) stirnseitig durch eine federbelastete Dichtscheibe (64) abgedichtet ist.

3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einer Lageraufnahme (60) für einen Wellenzapfen (54) der Nockenwelle (26) und einem auf der Nockenwelle (26) vorgesehenen Anschlag (26a) ein Federelement (62) eingespannt ist, das koaxial zur Nockenwelle (26) angeordnet ist.

4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag durch einen Nocken (26a) der Nockenwelle (26) gebildet ist.

5. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtscheibe (64) auf dem Innenrotor (32) der Ölpumpe (36) aufgeschoben ist und an einem auf der Nockenwelle (26) angeordneten Zahnrad (25) anliegt.

6. Brennkraftmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenrotor (32) der Ölpumpe (36) einstückig mit dem Zahnrad (28) verbunden ist.