DE3913844A1 - Brennkraftmaschine mit mindestens einer obenliegenden nockenwelle - Google Patents
Brennkraftmaschine mit mindestens einer obenliegenden nockenwelleInfo
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- F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
- F01L1/02—Valve drive
- F01L1/04—Valve drive by means of cams, camshafts, cam discs, eccentrics or the like
- F01L1/047—Camshafts
- F01L1/053—Camshafts overhead type
- F01L1/0532—Camshafts overhead type the cams being directly in contact with the driven valve
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- F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Brennkraftmaschine
entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine Brennkraftmaschine dieser Art ist in der
US-PS 44 30 968 beschrieben. Wie in dieser Patentschrift ausge
führt, muß bei derartigen Brennkraftmaschinen häufig ein
Kompromiß zwischen der Lage der Nockenwelle(n) bzw. der
Befestigungsstellen ihrer Lagerdeckel und der Lage der
zur Befestigung des Zylinderkopfes am Zylinderblock
dienenden Schrauben getroffen werden, da diese Lagen
oftmals übereinstimmen, so daß es nicht möglich ist, den
Zylinderkopf zusammen mit der Nockenwelle bzw. den
Nockenwellen vorzumontieren und diese Einheit dann auf
den Zylinderblock aufzuschrauben. Vielmehr muß zuerst
der Zylinderkopf auf den Zylinderblock aufgeschraubt und
dann die Nockenwelle auf den Zylinderkopf montiert
werden. Ein Nachziehen der Zylinderkopfschrauben ist
dabei erst nach Demontage der Nockenwelle(n) möglich. Um
diesen Nachteil zu vermeiden, ist bei der bekannten Aus
führung an den Stellen, an denen sich die optimale Lage
für die Zylinderkopfschrauben befindet, eine Bohrung
vorgesehen, die sich durch den Lagerdeckel und quer
durch die Nockenwelle erstreckt und in eine Bohrung
größeren Durchmessers im Zylinderkopf mündet. Dadurch
ist es möglich, den Zylinderkopf und die Nockenwelle(n)
vorzumontieren und diese Einheit mit dem Zylinderblock
zu verschrauben. Allerdings wird diese Möglichkeit mit
einem erheblichen Aufwand erkauft, da sonst nicht er
forderliche Bohrungen im Lagerdeckel und in der Nocken
welle vorgesehen werden müssen, die Bohrung im Lager
deckel durch ein eigenes Bauteil abgeschlossen werden
muß und die Verschraubung des Zylinderkopfes mit dem
Zylinderblock mittels einer Mutter erfolgen muß, die vor
Montage der Nockenwelle in die Bohrung größeren Durch
messers im Zylinderkopf eingelegt wurde, da der Durch
messer der Nockenwelle nicht ausreicht, um eine so große
Querbohrung vorzusehen, daß der Schraubenkopf oder eine
Mutter hindurchgeführt werden kann. Nachteilig ist bei
dieser bekannten Ausführung auch, daß ein sehr hoher
Aufwand für eine ausreichende Schmierung der Nocken
wellenlager erforderlich ist, da durch die genannte, die
Lagerfläche durchsetzende Bohrung die tragende Fläche
des Lagers verringert wird und überdies die Bildung
eines Schmierölkeils in Frage gestellt ist.
Eine andere Möglichkeit, eine vormontierte Einheit aus
Zylinderkopf und Nockenwelle(n) auf den Zylinderblock
aufzuschrauben, ist aus der EP-PS 00 98 180 bekannt.
Hierbei ist der Lagerdeckel der Nockenwellenlager mit
einer Öffnung versehen, die zwischen der Nockenwelle und
einer Befestigungsschraube des Lagerdeckels am Zylinder
kopf angeordnet ist und für den Durchgang einer Kopf
schraube bestimmt ist, mit welcher der Zylinderkopf am
Zylinderblock befestigt wird. Nachteilig ist hierbei vor
allem, daß sich die genannte Befestigungsschraube in
einem relativ großen Abstand von der Nockenwelle be
findet und der Lagerdeckel überdies durch die Durch
gangsbohrung im Bereich zwischen dieser Schraube und der
Nockenwelle geschwächt ist, so daß Verformungen des
Lagerdeckels durch die auf die Nockenwelle wirkenden,
von den Ventilfedern und den zu beschleunigenden Massen
herrührenden Kräfte nicht ausgeschlossen werden können
und zu einer entsprechend steifen und schweren Aus
bildung des Lagerdeckels zwingen.
Zur Vermeidung der geschilderten Nachteile ist es auch
bekannt (DE-OS 35 41 700), mindestens eine Lagerdeckel
schraube und mindestens eine Zylinderkopfschraube mit
einander fluchtend anzuordnen und die Lagerdeckel
schraube mit einer axialen Durchgangsbohrung zu ver
sehen, durch welche die Zylinderkopfschraube oder ein
zum Festziehen dieser Schraube dienendes Werkzeug hin
durchführbar ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Brenn
kraftmaschine der gattungsgemäßen Art zu schaffen, bei
der die Nockenwellenlagerung von der Verschraubung der
aus Zylinderkopf und Nockenwelle(n) bestehenden Einheit
am Zylinderblock völlig unbeeinflußt ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß
die Zylinderkopfschrauben schräg zur Längsmittelebene
des Zylinderblocks angeordnet sind.
Durch diese Schrägstellung der Zylinderkopfschrauben
wird es möglich, diese Schrauben bzw. ein zum Festziehen
dieser Schrauben dienendes Werkzeug an der Nockenwelle
bzw. den Nockenwellen seitlich vorbeizuführen. Dadurch,
daß die Lage der Zylinderkopfschrauben von der Lage der
Nockenwellen-Lagerdeckel und deren Verschraubung unab
hängig ist, können die Zylinderkopfschrauben in
optimalen Positionen angeordnet werden.
Die Zylinderkopfschrauben können derart schräg gestellt
sein, daß sie zum Zylinderblock hin relativ zur Längs
mittelebene nach innen oder nach außen verlaufen. Be
sonders vorteilhaft ist es, die Schrauben nach außen zu
verlaufend anzuordnen, also derart, daß ihr Abstand von
der Längsmittelebene im Bereich der Abstützflächen am
Zylinderkopf kleiner ist als im Bereich der Gewinde
löcher im Zylinderblock. Dadurch ergibt sich eine Reihe
von Vorteilen. So ist der Abstand zwischen den Auflage
flächen gegenüberliegender Zylinderkopfschrauben am
Zylinderkopf gegenüber einer Parallelanordnung der
Zylinderkopfschrauben erheblich verringert, was eine
hohe Steifigkeit des Zylinderkopfes und eine geringere
Verformung des Kopfes im Stegbereich zwischen zwei
Zylindern aufgrund der Zünddrücke zur Folge hat. Durch
den genannten geringeren Abstand kann die Baubreite und
damit auch das Gewicht des Zylinderkopfes verringert
werden, zumal durch den schrägen Verlauf der Schrauben
im Zylinderkopf der Abstand des Saugrohrflansches und
des Auspuffflansches zur Zylinderkopfmitte verringert
werden kann.
Vorzugsweise sind die Gewindelöcher im Zylinderblock
nicht, wie üblich, im direkten Anschluß an die Fläche
des Zylinderblocks angeordnet, auf dem der Zylinderkopf
sitzt, sondern in einem Abstand von dieser Fläche. Durch
die Schrägstellung der Zylinderkopfschrauben ergibt sich
damit ein mit größer werdendem Abstand von der genannten
Fläche immer größer werdender Abstand der Gewindelöcher
von der Zylinderbohrung, so daß ein freier Querschnitt
für den Durchtritt eines Kühlmittels zwischen der Wand
der Zylinderbohrung, gegebenenfalls auch einer Lauf
büchse, und der das Gewindeloch aufnehmenden Pfeife
entsteht. Das Gewindeloch ist vorzugsweise in der Ebene
des Bodens des Kühlwassermantels, gegebenenfalls sogar
erst im Zylinderkurbelgehäuse im Bereich der
Hauptlagerstühle für die Kurbelwelle angeordnet.
Die bevorzugte Schrägstellung der Zylinderkopfschrauben,
also ein Verlauf vom Zylinderkopf zum Zylinderblock
schräg nach außen, ermöglicht auch die Anordnung der
Zylinderkopfschrauben in den Zwickeln zwischen be
nachbarten Zylinderbohrungen, so daß eine besonders
günstige Aufnahme der auf den Zylinderkopf wirkenden
Zünddrücke im Stegbereich der Zylinder erreicht wird.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden
unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es
zeigt:
Fig. 1 eine Teil-Draufsicht einer Mehrzylinder-Brenn
kraftmaschine mit abgenommenem Zylinderkopf
deckel, und
Fig. 2 einen Schnitt entlang Linie 2-2 in Fig. 1.
Die in den Zeichnungen dargestellte Brennkraftmaschine
weist einen Zylinderblock 1 mit Zylinderbohrungen 2 und
diese teilweise umgebenden Kühlwasserräumen 3 auf, auf
dessen Planfläche 4 ein Zylinderkopf 5 unter Zwischen
schaltung einer Zylinderkopfdichtung 6 aufgesetzt ist.
Der Zylinderkopf 5 wird am Zylinderblock 1 mit Schrauben
7 befestigt, die mit ihren Köpfen 8 auf Abstützflächen 9
am Zylinderkopf 5 aufliegen, sich durch Bohrungen 10 im
Zylinderkopf 5 erstrecken und in Gewindelöcher 11 im
Zylinderblock 1 eingeschraubt sind. Auf dem Zylinderkopf
5 sind im Ausführungsbeispiel eine Einlaßnockenwelle 12
und eine Auslaßnockenwelle 13 gelagert, deren Nocken 14
bzw. 15 die jeder Zylinderbohrung zugeordneten Einlaß- bzw.
Auslaßventile betätigen. Die von den Einlaßventilen
beherrschten Einlaßkanäle 16 gehen von einem Saugrohr
flansch 17 aus, und die von den Auslaßventilen be
herrschten Auslaßkanäle 18 münden in einen
Auspuffflansch 19. Die Nockenwellen 12 und 13 sind in
Lagern gelagert, deren Lagerdeckel mit 20 bzw. 21 be
zeichnet sind.
Die Zylinderkopfschrauben 7 sind in üblicher Weise zu
beiden Seiten einer durch die Mittelachsen der Zylin
derbohrungen 2 gelegten Längsmittelebene L angeordnet,
verlaufen jedoch nicht wie üblich parallel, sondern,
wie insbesondere aus Fig. 2 ersichtlich ist, schräg zu
dieser Ebene, und zwar derart, daß ihr Abstand von der
Längsmittelebene L im Bereich der Abstützflächen 9 am
Zylinderkopf 5 kleiner ist als im Bereich der Gewinde
löcher 11 im Zylinderblock 1. Durch diese Schräg
stellung wird eine Reihe von Vorteilen erzielt. So
können die Zylinderkopfschrauben auch bei kleinem
Ventilwinkel von z.B. jeweils 13° an den optimalen
Stellen plaziert werden, ohne daß besondere Maßnahmen
getroffen werden müssen, um das Einführen und Festziehen
der Schrauben zu ermöglichen. Kleine Ventilwinkel er
geben kompakte Brennräume mit kleinem Oberflächen-
Volumenverhältnis, wodurch der Verbrennungsablauf be
günstigt wird. Durch den geringen Abstand zwischen den
Auflageflächen 9 gegenüberliegender Schraubenköpfe 8
erhält der Zylinderkopf eine hohe Steifigkeit, womit
insbesondere die Verformung im Stegbereich zwischen zwei
Zylinderbohrungen durch den Zünddruck verringert wird.
Die Schrägstellung der Zylinderkopfschrauben gestattet
es ferner, den Saugrohrflansch 17 und den Auspuffflansch
19 in geringerem Abstand von der Längsmittelebene L als
bisher anzuordnen, wodurch die Gesamtbreite des Zylin
derkopfes und damit auch dessen Gewicht verringert wird.
Ein weiterer Vorteil der schräggestellten Zylinderkopf
schrauben besteht darin, daß sich die Gewindelöcher 11
mit größer werdendem Abstand von der Planfläche 4 immer
weiter von den Zylinderbohrungen 2 entfernen, wodurch
zwischen den Gewindelöchern und der Wand der Zylinder
bohrung ein freier Querschnitt für den Durchtritt von
Kühlwasser in Längsrichtung entsteht. Daher sind, wie
aus Fig. 2 ersichtlich, die Gewindelöcher 11 in einem
verhältnismäßig großen Abstand von der Planfläche 4
angeordnet, und zwar vorzugsweise im Bodenbereich der
Kühlwasserräume 3.
Besonders kleine Ventilwinkel lassen sich verwirklichen,
wenn die Nockenwelle oder die Nockenwellen im Bereich
der Zylinderkopfschrauben mit Abflachungen versehen ist
bzw. sind. Dies ist für die Einlaßnockenwelle 12 vorge
sehen, die, wie ersichtlich, zwei gegenüberliegende Ab
flachungen 22 aufweist, welche das Einführen und Fest
ziehen der in Fig. 2 rechten Zylinderkopfschrauben 7 er
möglichen, wie dies durch die gestrichelten Linien 23
veranschaulicht ist.
Die Zugänglichkeit der Zylinderkopfschrauben bei kleinen
Ventilwinkeln ließe sich grundsätzlich auch dann er
reichen, wenn die Schrauben nicht, wie dargestellt, nach
außen, sondern nach innen schräggestellt sind, also ihr
Abstand von der Längsmittelebene L im Bereich der
Schraubenköpfe größer ist als im Bereich der Gewinde
löcher. Allerdings gehen damit die erwähnten Vorteile
hinsichtlich der Baubreite und der Steifigkeit verloren.
Andererseits werden die Verhältnisse im Zylinderblock
hinsichtlich der Anordnung der Kühlflüssigkeitsräume
verbessert.
Die Erfindung ist auch für eine Brennkraftmaschine mit
nur einer obenliegenden Nockenwelle verwendbar, wie dies
in Fig. 2 bei 24 gestrichelt angedeutet ist.
Claims (5)
1. Brennkraftmaschine mit einem Zylinderblock (1) und
einem Zylinderkopf (5), auf dem mindestens eine
Nockenwelle (12, 13) gelagert ist und der mit dem
Zylinder (1) durch Schrauben (7) verbunden ist, die
zu beiden Seiten einer durch die Mittelachsen der
Zylinderbohrungen (2) gelegten Längsmittelebene (L)
vorgesehen sind und einerseits mit Abstützflächen (9)
am Zylinderkopf (5) zusammenwirken und sich anderer
seits durch den Zylinderkopf (5) hindurch in Gewinde
löcher (11) im Zylinderblock (1) erstrecken,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Schrauben (7) schräg zur Längsmittelebene
(L) angeordnet sind.
2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der Abstand der Schrauben (7) von
der Längsmittelebene (L) im Bereich der Abstütz
flächen (9) am Zylinderkopf (5) kleiner ist als im
Bereich der Gewindelöcher (11) im Zylinderblock (1).
3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Gewindelöcher (11) in einem
Abstand von der Fläche (4) des Zylinderblocks (1)
angeordnet sind, auf der der Zylinderkopf (5) sitzt.
4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2 oder 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Schrauben in den Zwickeln
zwischen benachbarten Zylinderbohrungen (2) ange
ordnet sind.
5. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 2 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die Nockenwelle (12) in
der Ebene der benachbarten Zylinderkopfschrauben (7)
mindestens eine Abflachung (22) aufweist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19893913844 DE3913844A1 (de) | 1989-04-27 | 1989-04-27 | Brennkraftmaschine mit mindestens einer obenliegenden nockenwelle |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19893913844 DE3913844A1 (de) | 1989-04-27 | 1989-04-27 | Brennkraftmaschine mit mindestens einer obenliegenden nockenwelle |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3913844A1 true DE3913844A1 (de) | 1990-10-31 |
Family
ID=6379546
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19893913844 Withdrawn DE3913844A1 (de) | 1989-04-27 | 1989-04-27 | Brennkraftmaschine mit mindestens einer obenliegenden nockenwelle |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3913844A1 (de) |
Cited By (6)
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-
1989
- 1989-04-27 DE DE19893913844 patent/DE3913844A1/de not_active Withdrawn
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |