DE3826013A1 - Zylinderkopf fuer hubkolben-brennkraftmaschinen - Google Patents
Zylinderkopf fuer hubkolben-brennkraftmaschinenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Zylinderkopf für Hubkolben-
Brennkraftmaschinen nach den gattungsbildenden Merkmalen
des Patentanspruches 1.
Ein derartiger Zylinderkopf ist beispielsweise aus der
US-A-28 63 432 bekannt. Dieser Zylinderkopf umfaßt ein
gesondertes Steuergehäuse, das im wesentlichen der
Anordnung von Steuerwellen dient. Mit den Steuerwellen
zusammenwirkende Stößel zur Betätigung der im Zylinder
kopf geführten Hubventile für Gaswechselkanäle sind in
Führungen eines weiteren, von Zylinderkopf und Steuer
gehäuse gesonderten Teiles angeordnet. Dieses für jeden
Zylinder der Brennkraftmaschine vereinzelte Teil
begrenzt über der Deckwand des Zylinderkopfes eine
vorwiegend der Anordnung von Ventilfedern dienende
Steuerkammer.
Die Ausbildung entsprechend der Zylinderzahl der Brenn
kraftmaschine vereinzelter Teile ermöglicht zwar ohne
weiteres die spanabhebende Bearbeitung der Stößel-
Führungen, sie führt jedoch zu einem beträchtlichen
Bauaufwand.
Der vorbeschriebene Zylinderkopf ist mit - in Draufsicht
gesehen - rechteckigen Stößeln ausgerüstet, die ledig
lich in einander gegenüberliegenden Umfangsteilen mit
Führungsflächen der Stößel-Führung zusammenwirken.
Eine andere Ausgestaltung eines Zylinderkopfes mit
rechteckigen und/oder ovalen Ventil-Stößeln zeigt die
US-A-46 37 357. Hierbei sind die Ventil-Stößel über den
gesamten Umfang geführt. Diese umfänglich geschlossenen
Führungen sind als Durchbrechungen in einer Leiste
ausgebildet, die oberhalb einer im Steuergehäuse inte
grierten Steuerkammer mit einer Seitenbegrenzung des
Steuergehäuses einstückig verbunden ist. Um eine ein
wandfreie spanabhebende Bearbeitung der geschlossenen
Stößel-Führungen sicherzustellen, ist die Leiste in
einem vom übrigen Steuergehäuse lösbaren Teil angeord
net.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für einen
gattungsgemäßen Zylinderkopf ein Steuergehäuse mit
integrierter Steuerkammer bei einteiliger Ausführung mit
baulich integrierten Führungen der offenen Bauart mit
paarweise einander gegenüberliegenden Führungsflächen
ohne besonderen Aufwand auszubilden, insbesondere für
Kokillen-Guß.
Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des
Patentanspruches 1 gelöst. Durch die erfindungsgemäße
Anordnung der Führungsflächen an die Steuerkammer
begrenzenden Bauteilen des Steuergehäuses können Führun
gen der offenen Bauart vorteilhaft ohne besonderen
Aufwand angeordnet werden. Weiter ergibt die erfindungs
gemäße Anordnung in Verbindung mit der offenen Bauart
der Führungen den Vorteil, die jeweils bestmögliche
einfache spanabhebende Bearbeitung der ebenen oder
gekrümmten Führungsflächen wählen zu können. Schließlich
bietet die erfindungsgemäße Anordnung einer Stößel-
Führung der offenen Bauart den weiteren Vorteil einer im
Kokillengußverfahren herstellbaren Steuerkammer bei
einem aus Zylinderkopf und Steuergehäuse bestehenden
Gußstück. Bei einem vom Zylinderkopf separat ausgebil
deten Steuergehäuse bietet die Erfindung den Vorteil,
das Steuergehäuse mit integrierten Steuerkammern im
Druckguß herzustellen. Damit erübrigen sich bei der
Guß-Herstellung des Steuergehäuses gesonderte Kerne.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unter
ansprüchen beschrieben. So beschreibt Anspruch 2 eine
materialsparende Anordnung einer Führungsfläche an einer
die Steuerkammer begrenzenden Seitenbegrenzung des
Steuergehäuses. Die zugehörige Gegen-Führungsfläche ist
an einem zungenartig gestalteten Wandteil im Steuerge
häuse vorgesehen. Anspruch 4 bezieht sich auf zwei
lateral beabstandete Stößel-Führungen, deren Wandteile
zwischen den Stößel-Führungen über einen Verbindungssteg
mit der Seitenbegrenzung des Steuergehäuses bzw. der
Steuerkammer in Verbindung stehen. Diese Ausgestaltung
dient der Aussteifung des Steuergehäuses und bei mit dem
Zylinderkopf einteilig verbundenem Steuergehäuse der
Aussteifung des gesamten Gußstückes. Im Hinblick auf
eine den Stößel-Führungen eng benachbarte Zylinderkopf
verschraubung bei geringem Zylinderabstand ist die
vorbeschriebene Ausgestaltung vorteilhaft wirksam. Die
Aussteifung des Steuergehäuses bzw. des gesamten Zylin
derkopfes kann nach Anspruch 5 weiter dadurch gesteigert
werden, daß ein Wandteil gegen eine Schachtwand eines
etwa zylinderaxialen Schachtes für eine Zündkerze oder
eine Einspritzdüse zusätzlich abgestützt ist. Bei einem
Mehrventil-Querstromkopf können nach Anspruch 6 die
einander gegenüberliegenden Wandteile auch gegeneinander
abgestützt sein.
Zur Versorgung von hydraulischen Ventilspiel-Ausgleichs
elementen in den Ventil-Stößeln mit Schmieröl der
Brennkraftmaschine ist nach Anspruch 7 in der Seitenbe
grenzung ein Schmieröl-Kanal vorgesehen, der mit Öffnun
gen in den benachbarten Führungsflächen ölführend in
Verbindung steht. Mit einer nach Anspruch 8 über die
Führungsfläche vorstehend angeordneten Spannhülse ist
ein relativ einfach zu erstellender Drehsicherungsan
schlag erreicht.
Wie weiter vorne bereits erwähnt, kann ein vom Zylinder
kopf separates Steuergehäuse in Druckguß ausgeführt
werden. Weiter ermöglicht die Erfindung nach Anspruch 9
Zylinderkopf und Steuergehäuse einstückig in Kokillenguß
zu fertigen. In beiden Fällen können die Bereiche für
die Führungsflächen mit geringem Übermaß für eine
nachfolgende spanabhebende Bearbeitung ausgestattet
sein. Mit der Anordnung relativ schmaler, ovaler Stößel
in den seitlich offenen Führungen können deren Führungs
flächen mittels drehender Werkzeuge vorteilhaft bearbei
tet werden. Benachbarte Führungen für zueinander unter
schiedlich gerichtete Ventile sind ebenfalls einwandfrei
zu bearbeiten.
Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung darge
stellten Ausführungsbeispiels beschrieben.
Es zeigen:
Fig. 1 einen Mehrventil-Zylinderkopf der
Querstrombauart mit Steuergehäuse im Quer
schnitt im Bereich einer Stößel-Führung,
Fig. 2 Stößel-Führungen für zwei gleichartige Ventile
des Zylinderkopfes in Draufsicht gemäß Ansicht
"X".
Ein Zylinderkopf 1 für eine nicht weiter dargestellte
Hubkolben-Brennkraftmaschine umfaßt Gaswechselkanäle 2
und 3, die mittels Hubventilen 4 und 5 gesteuert sind.
Die Hubventile 4 und 5 sind im Zylinderkopf 1 geführt,
wobei deren freie Schaftenden 6 in Steuerkammern 7
angeordnet sind. Steuerkammern 7 sind dem Zylinderkopf 1
in einem mit diesem verbundenen Steuergehäuse 8 benachbart
angeordnet. Die federbelasteten Hubventile 4 und 5 sind
jeweils über einen Stößel 9 von einer Steuerwelle 10
betätigt.
Jeder Stößel 9 gleitet in einer der Steuerkammer 7
zugeordneten Führung 11. Jede Führung 11 ist so gestal
tet, daß sie lediglich mit einander gegenüberliegenden
Teilumfängen des Stößels 9 zusammenwirkende Führungs
flächen 12, 13 aufweist. Die Führungsflächen 12, 13 der
Stößelführung 11 sind an die Steuerkammer 7 begrenzenden
Bauteilen angeordnet. Ein die Steuerkammer 7 begrenzen
des Bauteil ist eine Seitenbegrenzung 14 des Steuerge
häuses 8, an dem die Führungsfläche 12 ausgebildet ist.
Ein weiteres, die Steuerkammer 7 begrenzendes Bauteil
ist ein der Seitenbegrenzung 14 des Steuergehäuses 8
gegenüber angeordnetes, zungenartig gestaltetes Wand
teil 15, an dem die Führungsfläche 13 angeordnet ist.
Die im Steuergehäuse 8 integrierte Steuerkammer 7 mit
paarweise angeordneten Führungsflächen 12 und 13 an den
die Steuerkammer 7 begrenzenden Bauteilen einer Seiten
begrenzung 14 des Steuergehäuses 8 und eines gegenüber
liegenden, im wesentlichen freistehend angeordneten
Wandteiles 15 kann bei einstückiger Ausführung von
Zylinderkopf 1 und Steuergehäuse 8 im Kokillenguß
vorteilhaft durch einen Stahlkern ausgeformt werden.
Nach dem Gießen werden die Führungsflächen 12 und 13 der
seitlich offenen Stößel-Führung 11 spanabhebend bear
beitet, vorzugsweise mit einem Drehwerkzeug bei zylin
drisch gekrümmten Führungsflächen 12 und 13, wie aus
Fig. 2 erkennbar.
Die lediglich in Teilumfängen geführten Stößel 9 in den
seitlich offenen Führungen 11 mit relativ schmalen
Führungsflächen 12 und 13 sind demgemäß im Querschnitt
rechteckig bis oval gestaltet. Mit dem zur Nockendreh
ebene schmalbauenden Ventil-Stößel 9 können Hubventile 4
bzw. 5, wie aus Fig. 2 erkennbar, relativ eng beabstan
det angeordnet werden. Ein geringer gegenseitiger
Abstand der Hubventile 4 bzw. 5 ermöglicht einen kleinen
Zylinderdurchmesser und einen geringen Zylinderabstand.
Um den Einfluß der bei 16 nahe den Stößel-Führungen 11
angreifenden Zylinderkopf-Verschraubung geringzuhalten,
ist zwischen den Stößelführungen 11 ein die Wandteile 15
mit der Seitenbegrenzung 14 des Steuergehäuses 8 ver
bindender Verbindungssteg 17 angeordnet. Der Verbin
dungssteg 17 kann ferner zur Ausbildung des unteren
Teiles eines Nockenwellenlagers 18 dienen. Zur weiteren
Aussteifung des Steuergehäuses 8 können die Wandteile 15
mit einer Schachtwand 19 eines etwa zylinderaxialen
Schachtes 20 für eine Zündkerze 21 über Stützstege 22 in
Verbindung stehen. Bei dem 4-Ventil-Querstrom-Zylinder
kopf 1 können einander gegenüberliegende Wandteile 15
auch gegeneinander abgestützt sein, Stützwand 23.
Die Führungsflächen 12 an den Seitenbegrenzungen 14
weisen Öffnungen 24 auf, die mit einem in der Seitenbe
grenzung 14 angeordneten Schmierölkanal 25 in Verbindung
stehen. Diese Ausgestaltung dient der Versorgung von in
den Stößeln 9 vorgesehenen hydraulischen Ventilspiel-
Ausgleichselementen mit Schmieröl.
Zur Drehsicherung der rechteckig bis ovalen Stößel 9
dient jeweils ein als Spannhülse ausgebildeter Dreh
sicherungsanschlag 26, wobei die jeweilige Spannhülse
mit ihrem freien Ende über die Führungsfläche 13 vor
steht.
Unabhängig von der Anzahl der jeweiligen Hubventile zur
Steuerung der Gaswechselkanäle ermöglicht die erfin
dungsgemäße Anordnung der Führungen 11 bzw. der Füh
rungsflächen 12 und 13 für die Ventil-Stößel 9 vorteil
haft enge Ventilwinkel mit der günstigen Folge eines
flachen Brennraumes für schnelle und saubere Verbren
nung.
Claims (9)
1. Zylinderkopf für Hubkolben-Brennkraftmaschinen,
- - mit einer in einem Steuergehäuse (8) benachbart angeordneten Steuerkammer (7), und
- - einer der Steuerkammer (7) im Steuergehäuse (8) zugeordneten Führung (11) für einen Stößel (9) eines federbelasteten, im Zylinderkopf (1) ge führten Hubventils (4, 5) eines Gaswechselka nals (2, 3),
- - wobei die Stößel-Führung (11) an beabstandet angeordneten Teilen ausgebildete, lediglich mit einander gegenüberliegenden Teilumfängen des Stößels (9) zusammenwirkende Führungsflä chen (12, 13) aufweist, dadurch gekennzeichnet,
- - daß die Führungsflächen (12, 13) der Stößel- Führung (11) an die Steuerkammer (7) begrenzenden Bauteilen (Seitenbegrenzung 14, Wandteil 15) der im Steuergehäuse (8) integrierten Steuerkammer ange ordnet sind.
2. Zylinderkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net,
daß ein die Steuerkammer (7) begrenzendes Bauteil
eine Seitenbegrenzung (14) des Steuergehäuses (8)
ist.
3. Zylinderkopf nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß ein weiteres, die Steuerkammer (7)
begrenzendes Bauteil ein der Seitenbegrenzung (14)
des Steuergehäuses (8) gegenüber angeordnetes,
zungenartig gestaltetes Wandteil (15) ist.
4. Zylinderkopf nach den Ansprüchen 1-3, dadurch
gekennzeichnet,
- - daß zwei Stößel-Führungen (11) mit Abstand benach bart angeordnet sind, und
- - daß ein Verbindungssteg (17) zwischen den Stößel- Führungen (11) die Wandteile (15) mit der Seiten begrenzung (14) des Steuergehäuses (8) verbindet.
5. Zylinderkopf nach einem oder mehreren der Ansprü
che 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Wand
teil (15) mit einer Schachtwand (19) eines etwa
zylinderaxialen Schachtes (20) für eine Zündker
ze (21) oder eine Einspritzdüse über einen Stütz
steg (22) in Verbindung steht.
6. Zylinderkopf nach einem oder mehreren der Ansprü
che 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß einander
gegenüberliegende Wandteile (15) eines Mehrventil-
Querstromkopfes (1) gegeneinander abgestützt sind.
7. Zylinderkopf nach den Ansprüchen 1-6, dadurch
gekennzeichnet, daß die Führungsflächen (12) der
Seitenbegrenzung (14) Öffnungen (24) aufweisen, die
mit einem in der Seitenbegrenzung angeordneten
Schmierölkanal (25) in Verbindung stehen.
8. Zylinderkopf nach den Ansprüchen 1-7, dadurch
gekennzeichnet, daß als Drehsicherungsanschlä
ge (26) dienende Spannhülsen mit ihren freien
Enden über die Führungsflächen (13) vorstehend
angeordnet sind.
9. Zylinderkopf nach einem oder mehreren der Ansprü
che 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuer
gehäuse (8) mit der Steuerkammer (7) und der
Zylinderkopf (1) einstückig im Kokillenguß ausge
bildet sind.
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---|---|
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EP0353577A3 (en) | 1990-04-04 |
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