DE19548089B4 - Vorrichtung zur Ölzuführung für ein hydraulisches Ventilspielausgleichselement - Google Patents

Abstract

Vorrichtung zur Ölzuführung für ein hydraulisches Spielausgleichselement (30,31,32,33) für ein Ventil einer Brennkraftmaschine mit mehreren im Zylinderkopf (1) angeordneten Ventilen, wobei das Spielausgleichselement (30,31,32,33) einen durch Schmieröl ausgefüllten Arbeitsraum (30a,31a,32a,33a) aufweist, der einen in Motorlängsrichtung verlaufenden Ölversorgunskanal (38,39) anschneidet, der mehrere Spielausgleichselement (30,31,32,33) mit dem Schmierkreislauf der Brennkraftmaschine verbindet, wobei in Arbeitslage der Brennkraftmaschine geodätisch oberhalb des Arbeitsraumes (30a,31a,32a,33a) ein Druckölspeicher (57,58) angeordnet ist, wobei der Druckölspeicher (57,58) eine Ölkammer (57a,58a) umfaßt, die durch bis auf den Ölversorgungskanal (38,39) weitergeführte Verschraubungsbohrungen (59,60) der Nockenwellenlagerdeckel (22,23) gebildet ist, wobei in einer Lagerdeckelschraube (48,50) des Nockenwellenlagerdeckels (22,23) ein Entlüftungsschlitz (24,25) angeordnet ist, mit dem die Ölkammer (57a,58a) entlüftbar ist und der die Ölkammer (57a,58a) mit einer Schraubenkopfunterseite der Lagerdeckelschraube (48,50) verbindet.

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Ölzuführung für ein hydraulisches Ventilspielausgleichselement gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
• Aus der DE 24 16 910 A1 ist bereits eine gattungsgemäße Vorrichtung zur Ölzuführung für ein hydraulisches Spielausgleichselement für ein Ventil einer Brennkraftmaschine bekannt. Diese umfaßt mehrere im Zylinderkopf in Reihe angeordnete Ventile, wobei das Spielausgleichselement einen durch Schmieröl ausgefüllten Arbeitsraum aufweist, der über einen in Motorlängsrichtung verlaufenden Ölversorgungskanal an einen Schmierölkreislauf der Brennkraftmaschine angeschlossen ist. In der Arbeitslage der Brennkraftmaschine geodätisch oberhalb des Arbeitsraumes ist eine Ölleitung in einem Gefälle in Richtung auf die Spielausgleichselemente angeordnet.
• Aus der DE 34 01 966 A1 ist ebenfalls eine Vorrichtung zur Ölzuführung für ein hydraulisches Spielausgleichselement für ein Ventil einer Brennkraftmaschine bekannt. Diese umfaßt mehrere im Zylinderkopf in Reihe angeordnete Ventile, wobei das Spielausgleichselement einen durch Schmieröl ausgefüllten Arbeitsraum aufweist, der über einen Ölversorgungsraum mit einem Arbeitsraum eines benachbarten Ventils des gleichen Zylinders verbunden ist. Dieser Ölversorgungsraum ist über eine Teillängsbohrung in einer Befestigungsschraube und eine Nut in einem Nockenwellenlager mit einem in Motorlängsrichtung verlaufenden Ölversorgungskanal verbunden.
• Zum allgemeinen technischen Hintergrund wird noch auf die Druckschrift DE 31 46 514 A1 verwiesen.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Vorrichtung baulich einfach und kostengünstig derart auszubilden, daß ein Auslaufen des Öles aus den Arbeitskammern der Spielausgleichselemente wirksam vermieden wird und gleichzeitig ein Entlüften der Ölkammer ermöglicht wird.
• Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 gegebenen Merkmale gelöst. Die Merkmale der Unteransprüche geben vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen der Erfindung an.
• Ein Vorteil der Erfindung liegt darin, daß ein Auslaufen des Öles aus den Arbeitskammern der Spielausgleichselemente wirksam dadurch vermieden wird, daß der Druckölspeicher eine in Arbeitslage der Brennkraftmaschine geodätisch oberhalb der Arbeitskammer des Spielausgleichselementes angeordnete Ölkammer umfaßt, die durch bis auf den in Motorlängsrichtung verlaufenden Ölversorgungskanal weitergeführte Verschraubungsbohrungen der Nockenwellenlagerdeckel gebildet ist. Ein weiterer Vorteil liegt in der baulich einfachen und kostengünstigen Herstellung des Druckölspeichers, da lediglich die Verschraubungsbohrungen im Kerndurchmesser bis auf den Ölversorgungskanal der Spielausgleichselemente weitergeführt werden müssen, wodurch zwischen der Lagerdeckelschraube und dem Ölversorgungskanal besagte Ölkammer entsteht, die als Schmierölreservoir für die Spielausgleichselemente dient.
• Ein besonderer Vorteil der Erfindung ergibt sich bei schräg eingebauten Motoren mit versetzter Anordnung der Ventile im Zylinderkopf. Zunächst ergibt sich durch diese Anordnung bei Verwendung gleichlanger Schlepphebel für die Ventile auch ein Versatz der Spielausgleichselemente. Bei schräg eingebauten Motoren mit in Motorlängsrichtung verlaufender Hauptölversorgungsbohrung, die sowohl die obenliegenden als auch die untenliegenden Spielausgleichselemente mit Drucköl versorg, besteht die Gefahr, daß bei abgestelltem Motor durch die sich zusammenschrumpfende Ölsäule in der Hauptölversorgungsbohrung das Öl aus den obenliegenden Spielausgleichselementen herausgesogen wird. Bei einem Neustart des Motors würde sich somit Luft im Spielausgleichselement befinden und es würde in der ersten Startphase so lange klappern, bis das Spielausgleichselement wieder mit Drucköl gefüllt ist. Dies wird durch den erfindungsgemäßen Ölspeicher wirkungsvoll verhindert, indem beim Abstellen des Motors mit Abkühlung des Öles sich der Ölspiegel nur in dem Ölspeicher senkt, jedoch die Ölanteile in dem obenliegenden Spielausgleichselement erhalten bleiben.
• Weiterhin wird durch die Erfindung erreicht, daß im Erstbetrieb des Motors Luft aus der Vorrichtung entweichen kann, nicht aber das Drucköl für die Spielausgleichselemente.
• Weitere Vorteile der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen und der Beschreibung hervor.
• In der Zeichnung ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
• 1 eine Darstellung mit mehreren Ausbrüchen einer Draufsicht eines Zylinderkopfes einer nicht näher dargestellten Vierzylinder-Brennkraftmaschine mit vier Ventilen pro Zylinder, wobei lediglich die zur Erläuterung der Erfindung notwendigen Bauteile wie u.a. Nockenwelle, Nockenwellenlager, Ventile, Ölversorgungsleitungen und Spielausgleichselemente dargestellt sind,
• 2 einen Querschnitt II-II durch einen oberen Teil des Zylinderkopfes aus 1, durch zwei Nockenwellenlager nebst Verschraubungsbohrungen mit den erfindungsgemäßen Ölspeichern und
• 3 einen Querschnitt durch das Nockenwellenlager mit Ölversorgung des Ölversorgungskanals nebst Ölspeicher.
• 1 zeigt eine Draufsicht eines Zylinderkopfes 1 einer nicht näher dargestellten Vierzylinder-Brennkraftmaschine mit zwei obenliegenden Nockenwellen 2 und 3 und mit vier Ventilen 4-7 pro Zylinder. Jedem Zylinder ist ein Bereich 8-11 des Zylinderkopfes 1 zugeordnet, wobei für jeden Bereich der Übersichtlichkeit halber jeweils unterschiedliche Komponenten des Zylinderkopfes 1 sichtbar gezeichnet sind. Die Ausführung des Zylinderkopfes für jeden Bereich 8-11 ist baulich gleich.
• Im in Motorlängsachse von links nach rechts betrachtet ersten Bereich 8 sind die beiden obenliegenden Nockenwellen 2 und 3 gezeigt, die über Nockenwellenlager 12, 13 im Zylinderkopf 1 gelagert sind. Die Nockenwelle 2 steuert über Nocken 2a und 2b nebst Schlepphebel 14, 15 die versetzt angeordneten Ventile 4 und 5 und die Nockenwelle 3 steuert über Nocken 3a und 3b nebst Schlepphebel 16, 17 die versetzt angeordneten Ventile 6 und 7.
• Im zweiten Bereich 9 sind die Nockenwellen 2, 3 weggeschnitten und es sind die Schlepphebel 14-17 mit Rollen 14a-17a erkennbar. Die Schlepphebel 14-17 dienen zur Übertragung des Hubverlaufs der Nocken 2a, 2b bzw. 3a, 3b der Nockenwellen 2 bzw. 3. Die Schlepphebel 14-17 liegen mit ihrem einen Ende 14d-17d hubkraftübertragend auf dem jeweiligen Ventilschaftende 18-21 der Ventile 4-7 auf, wobei diesen in bekannter Weise jeweils nicht näher dargestellte Schließfedern zugeordnet sind. Die anderen Enden 14b-17b der Schlepphebel 14-17 besitzen jeweils sphärisch hohl geformte Abstützflächen 14c-17c, die in sphärisch ballig geformten Auflagen 26-29 von hydraulischen Ventilspielausgleichselementen 30-33 aufliegen. Die hydraulischen Spielausgleichselemente 30-33 besitzen Arbeitsräume 30a-33a für die Arbeitsflüssigkeit (Schmieröl) und sind im Zylinderkopf 1 in Löchern 34-37 eingepreßt (siehe 2).
• Die Schlepphebel 14-17 besitzen zwischen ihren Enden 14b-17b und 14d und 17d eine quer verlaufende Ausnehmung zur Aufnahme eines Bolzens, der jeweils eine der Rollen 14a-17a trägt (siehe auch 2).
• Im dritten Bereich 10 sind die versetzten Ventile 4-7 nebst Ventilschaftenden 18-21 und die ebenfalls versetzten Spielausgleichselemente 30-33 gut sichtbar dargestellt. Die Ventilfedern sind in 1 nicht dargestellt sondern es sind lediglich die zugehörigen Federteller angedeutet.
• Die Ölversorgungskanäle 38 bzw. 39 (Hauptölversorgungskanäle) verlaufen im Zylinderkopf 1 in Motorlängsrichtung parallel zu den Nockenwellen 2 bzw. 3. Der Ölversorgungskanal 38 verläuft, der Auslaßseite der Brennkraftmaschine zugewandt, zwischen den in Längsrichtung der Brennkraftmaschine hintereinander und in Querrichtung versetzt angeordneten hydraulischen Spielausgleichselementen 30, 31 derart, daß der Ölversorgungskanal 38 jeden Arbeitsraum 30a, 31a quer anschneidet. In analoger Weise verläuft der Ölversorgungskanal 39, der Einlaßseite der Brennkraftmaschine zugewandt, zwischen den versetzt angeordneten Spielausgleichselementen 32, 33 derart, daß der Ölversorgungskanal 39 jeden Arbeitsraum 32a, 33a der Spielausgleichselemente 32, 33 quer schneidet. Bei einer Brennkraftmaschine mit vier Ventilen 4-7 pro Zylinder sind somit die hydraulischen Spielausgleichselemente 30-33 paarweise versetzt zueinander angeordnet und pro Zylinder sind zwei Arbeitsräume 30a, 31a der Spielausgleichselemente 30, 31 mit dem Ölversorgungskanal 38 und zwei Arbeitsräume 32a, 33a der Spielausgleichselemente 32, 33 mit dem Ölversorgungskanal 39 direkt verbunden.
• Die versetzte Anordnung der Einlaßventile 4, 7 wird gewählt, um über die Kanalführung von Einlaßkanälen 40, 41 eine möglichst gute Drallbeeinflussung der angesaugten Frischluft bzw. des angesaugten Kraftstoff-Luftgemisches zu erhalten. Durch die versetzte Anordnung der Einlaßventile 4, 7 ist die Lage der Auslaßventile 5, 6 im wesentlichen festgelegt, weshalb diese ebenfalls versetzt angeordnet sind. Im vierten Bereich 11 des Zylinderkopfes 1 sind die gedrehten Einlaßkanäle 40, 41 und die Auslaßkanäle 42, 43 gezeigt, die zu den versetzt angeordneten Ventilen 4, 7 bzw. 5, 6 führen.
• In jedem der vier Bereiche 8-11 sind die Nockenwellenlager 12, 13 nebst Nockenwellenlagerdeckel 22, 23 zu sehen.
• In 2 ist einen Querschnitt II-II von 1 durch einen oberen Teil des Zylinderkopfes aus 1 durch zwei Nockenwellenlager nebst Verschraubungsbohrungen mit den erfindungsgemäßen Ölspeichern gezeigt. Für gleiche Bauteile aus 1 werden gleiche Bezugszeichen verwendet. Der Zylinderkopf 1 ist in 2 und 3 in einer möglichen, relativ stark geneigten Arbeitslage dargestellt.
• Die Nockenwellenlager 12, 13 der Nockenwellen 2, 3 sind oberhalb der hydraulischen Spielausgleichselemente 30-33 angeordnet und umfassen im Zylinderkopf 1 integrierte untere Lagerschalen 44, 45 und Nockenwellenlagerdeckel 22, 23, die mit Lagerdeckelschrauben 48, 49 und 50, 51 mit in dem Zylinderkopf 1 angeordneten Gewindelöchern 52, 53, 54 und 55 verschraubt sind.
• Die Arbeitsräume 30a, 31a der Spielausgleichselemente 30, 31 sind über den Ölversorgungskanal 38 quer angeschnitten, sodaß eine hydraulische Verbindung zwischen Ölversorgungskanal 38 und Spielausgleichselementen 30, 31 hergestellt ist und die Arbeitsräume 30a, 31a mit Schmieröl gefüllt sind. In analoger Weise sind die Arbeitsräume 32a, 33a der Spielausgleichselemente 32, 33 durch den Ölversorgungskanal 39 angeschnitten. Die Ölversorgungskanäle 38, 39 sind an den Schmierkreislauf der Brennkraftmaschine angeschlossen.
• In Arbeitslage der Brennkraftmaschine ist geodätisch oberhalb der Arbeitsräume 30a, 31a bzw. 32a, 33a der Spielausgleichselemente 30, 31 bzw. 32, 33 ein Druckölspeicher 57 bzw. 58 angeordnet, der eine Ölkammer 57a bzw. 58a umfaßt, die durch bis auf den Ölversorgungskanal 38 bzw. 39 weitergeführte Kernlochbohrungen 59 bzw. 60 der Gewindelöcher 52, 55 für die Lagerdeckelschrauben 48, 50 im Nockenwellenlager 12 bzw. 13 gebildet ist.
• In der Lagerdeckelschraube 48, 50 des Nockenwellenlagerdeckels 22, 23 ist ein Entlüftungsschlitz 24 bzw. 25 angeordnet, der die Ölkammer 57a bzw. 58a mit einer Schraubenkopfunterseite der Lagerdeckelschraube 48, 50 verbindet.
• Eine Ölversorgung des Ölversorgungskanals 38 bzw. 39 erfolgt in Arbeitslage der Brennkraftmaschine geodätisch im oberen Bereich der Druckölspeicher 57 bzw. 58 über eine in 3 dargestellte Verbindungsleitung 47.
• 3 zeigt einen Querschnitt durch das Nockenwellenlager 12 mit Ölversorgung des Ölversorgungskanals 38 nebst Druckölspeicher 57 und Verbindungsleitung 47. Für gleiche Bauteile aus den 1 und 2 werden gleiche Bezugszeichen verwendet.
• In einer bevorzugten Verwendung wird die Vorrichtung bei schräg eingebauten Brennkraftmaschinen eingesetzt, deren Neigungswinkel zwischen Hochachse der Brennkraftmaschine und der Senkrechten 30 bis 50 Grad beträgt.
• In einer nicht dargestellten Ausgestaltung der Erfindung sind bei einer mehrzylindrigen Brennkraftmaschine mit drei Ventilen pro Zylinder mindestens zwei Spielausgleichselemente derart versetzt angeordnet, daß mindestens zwei Arbeitskammern der Spielausgleichselemente mit einem sich in Längsrichtung der Brennkraftmaschine erstreckenden Ölversorgungskanal direkt verbunden sind.

Claims (4)

1. Vorrichtung zur Ölzuführung für ein hydraulisches Spielausgleichselement (30,31,32,33) für ein Ventil einer Brennkraftmaschine mit mehreren im Zylinderkopf (1) angeordneten Ventilen, wobei das Spielausgleichselement (30,31,32,33) einen durch Schmieröl ausgefüllten Arbeitsraum (30a,31a,32a,33a) aufweist, der einen in Motorlängsrichtung verlaufenden Ölversorgunskanal (38,39) anschneidet, der mehrere Spielausgleichselement (30,31,32,33) mit dem Schmierkreislauf der Brennkraftmaschine verbindet, wobei in Arbeitslage der Brennkraftmaschine geodätisch oberhalb des Arbeitsraumes (30a,31a,32a,33a) ein Druckölspeicher (57,58) angeordnet ist, wobei der Druckölspeicher (57,58) eine Ölkammer (57a,58a) umfaßt, die durch bis auf den Ölversorgungskanal (38,39) weitergeführte Verschraubungsbohrungen (59,60) der Nockenwellenlagerdeckel (22,23) gebildet ist, wobei in einer Lagerdeckelschraube (48,50) des Nockenwellenlagerdeckels (22,23) ein Entlüftungsschlitz (24,25) angeordnet ist, mit dem die Ölkammer (57a,58a) entlüftbar ist und der die Ölkammer (57a,58a) mit einer Schraubenkopfunterseite der Lagerdeckelschraube (48,50) verbindet.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ölversorgung des Ölversorgungskanals (38,39) durch eine Verbindungsleitung (47) in Arbeitslage der Brennkraftmaschine geodätisch im oberen Bereich des Druckölspeichers (57,58) erfolgt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Brennkraftmaschine mit mindestens drei Ventilen pro Zylinder die Spielausgleichselemente (30,31) derart versetzt angeordnet sind, daß mindestens zwei Arbeitsräume (30a,31a) der Spielausgleichselemente (30,31) mit dem sich in Längsrichtung der Brennkraftmaschine erstreckenden Ölversorgungskanal (38) direkt verbunden sind.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Brennkraftmaschine mit vier Ventilen pro Zylinder zwei sich in Längsrichtung der Brennkraftmaschine erstreckende Ölversorgungskanäle (38;39) im Zylinderkopf (1) angeordnet sind, wobei die Spielausgleichselemente (30,31;32,33) paarweise versetzt derart angeordnet sind, daß pro Zylinder zwei Arbeitsräume (30a,31a;32a,33a) der Spielausgleichselemente (30,31;32,33) mit einem der Ölversorgungskanäle (38;39) direkt verbunden sind.