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Hintergrund
der Erfindung
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Gebiet der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Lagerungsvorrichtung für eine Nockenwelle
in einem Motor und betrifft insbesondere zum Positionieren eine Ölaustrittsbohrung,
die in einer Lagerungskappe der Lagerungsvorrichtung positioniert
ist.
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Hintergrund
der Technik
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Es
gibt eine frühere
Lagerungsvorrichtung für
eine Nockenwelle in einem Zylinderkopf in einem Motor mit einem
Wellenlagerabschnitt, gebildet in einem Zylinderkopf und einer Lagerungskappe,
wo die Lagerungskappe die Nockenwelle durch Verbinden mit dem Wellenlagerabschnitt
hält. Eine
großformatige
Lagerungskappe solch einer Lagerungsvorrichtung ist mit einem Kettengehäuse davor
verbunden. Diese Lagerungskappe ist außerhalb einer Kipphebelabdeckung,
montiert an dem Zylinderkopf, platziert.
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Demzufolge
ist ein Kopf einer Kappenschraubenbefestigung der Lagerungskappe
an dem Zylinderkopf in einen Motorraum freigelegt. Demzufolge dringt
das Schmieröl
in einen Begegnungsabstand zwischen der Lagerungskappe und dem Zylinderkopf
ein und entweicht durch eine Einsetzbohrung der Kappenschraube,
die in der Lagerungskappe in dem Motorraum gebildet ist.
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Um
mit dieser Ölleckage
umzugehen ist eine Nut in der Zylinderkopf-Passoberfläche der
Lagerungskappe gebildet und das in der Einsetzbohrung vorrätige Schmieröl wird durch
die Nut abgegeben und zu einer Ölwanne
zurückgeführt. Verschiedene Beispiele
der Lagerungskappenanordnungen sind z. B. in der US-A-6 186 105
oder der
EP 1046 793 gezeigt.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Das
Vorsehen einer Nut in einer Zylinderkopf-Passoberfläche einer
Lagerungskappe bringt das folgende Problem hervor. Zwischen der
Lagerungskappe und dem Zylinderkopf ist eine dichte und feste Verbindung
erforderlich. Jedoch ist in der oben vorher erwähnten Technik eine Ecke in
der Zylinderkopf-Passoberfläche
durch Vorsehen einer Nut in der Zylinderkopf-Passoberfläche der
Lagerungskappe gebildet und beim Abdichten der Lagerungskappe an dem
Zylinderkopf konzentriert sich der Druck an der Ecke zwischen der
Lagerungskappe und dem Zylinderkopf.
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Als
ein Ergebnis ist es möglich,
dass die Lagerungskappe beschädigt
wird und es ist ein Montieren der Lagerungskappe an dem Kopf mit
hoher Sorgfalt erforderlich. Und es ist auch erforderlich eine Zylinderkopf-Passoberfläche von
ausreichender Dicke vorzusehen, um eine gute Abdichtleistung zwischen
der Lagerungskappe und dem Zylinderkopf und eine gute Lagerungsleistung
der Lagerungskappe zu erreichen. Demzufolge wird der Umfang der spanenden
Bearbeitung für
die Nut in der Lagerungskappe durch Schaffen der Nut auf der Zylinderkopf-Passoberfläche groß.
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Die
vorliegende Erfindung sieht eine Lagerungsvorrichtung für eine Nockenwelle
in einem Motor vor, wo eine Vorrichtung, um Schmieröl abzugeben,
das in einer Einsetzbohrung einer Kappenschraube vorrätig ist,
angeordnet wird, ohne die Montageleistung einer Lagerungskappe an
dem Zylinderkopf zu beschädigen.
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Ein
Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht eine Lagerungsvorrichtung
für eine
Nockenwelle vor, die in einem Zylinderkopf in einem Motor angeordnet ist,
die aufweist:
eine Lagerungskappe, befestigt an dem Zylinderkopf, um
eine relative Position der Nockenwelle an dem Zylinderkopf zu fixieren;
und
eine Kappenschraube, die die Lagerungskappe an dem Zylinderkopf
befestigt, wobei die Lagerungskappe aufweist:
eine Zylinderkopf-Passoberfläche, verbunden
mit dem Zylinderkopf;
eine erste Wand, die eine Schraubeneinsetzbohrung darin
bildet, in die die Kappenschraube eingesetzt ist;
eine zweite
Wand, die einen Teil der ersten Wand bildet, wobei die zweite Wand
bildet;
eine Ölaustrittsbohrung
mit einem Abstand über
und von der Zylinderkopf-Passoberfläche und die Ölaustrittsbohrung
mit der Schraubeneinsetzbohrung an einem Außenraum der Lagerungskappe
verbindet; und ...
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Diese
und weitere Aspekte und Merkmale dieser Erfindung werden aus der
folgenden Beschreibung mit den beigefügten Zeichnungen verstanden.
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Kurze Erläuterung
der Zeichnungen
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1 ist
eine Darstellung, teilweise geschnitten, eines Motors, der eine
erste Lagerungskappe eines Ausführungsbeispieles
entsprechend der Erfindung hat.
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2 ist
eine Vorderansicht der ersten Lagerungskappe.
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3 ist
eine Montageansicht der ersten Lagerungskappe.
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4 ist
eine schematische Ansicht, die einen Austrittsvorgang von Schmieröl aus einer
Einsetzbohrung einer Kappenschraube zeigt.
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Ausführliche
Erläuterung
der bevorzugten Ausführungsbeispiele
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Die
bevorzugten Ausführungsbeispiele
entsprechend der Erfindung werden in Bezug auf die Zeichnungen wie
folgt erläutert.
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1 ist
eine Ansicht, teilweise geschnitten, einer Brennkraftmaschine (nachstehend
als Motor bezeichnet) 1 für ein Kraftfahrzeug, die eine
Lagerungskappe 2a (nachstehend als erste Lagerungskappe
bezeichnet), angeordnet in der vordersten Position des Motors 1,
ohne dass eine Kipphebelabdeckung montiert ist. In dem Ausführungsbeispiel
weist eine Lagerungsvorrichtung eine erste Lagerungskappe 2a und
eine Kappenschraube 21 auf, was später beschrieben wird. In der
Figur ist eine linke Seite eine Vorderseite des Motors 1.
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Ein
Zylinderkopf 3 ist an einem Zylinderblock (nicht gezeigt)
des Motors 1 montiert. Der Zylinderkopf 3 hat
eine Wellenlageroberfläche
einer halbrunden Form, die einen Zapfen einer Nockenwelle 4 aufnimmt.
Die Nockenwelle 4 ist auf der Wellenlageroberfläche platziert
und ist in der oberen und unteren Richtung und in der rechten und
linken Richtung des Motors 1 durch Montieren einer ersten
Lagerungskappe 2a und einer zweiten Lagerungskappe 2b befestigt – die fünfte Lagerungskappe
(nicht gezeigt) ist in der Rückseite
der ersten Lagerungskappe 3a an dem Zylinderkopf 3 von
oben des Motors 1 angeordnet.
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Die
erste Lagerungskappe 2a und die anderen Lagerungskappen
sind an dem Zylinderkopf 3 durch jeweilige Kappenschrauben
befestigt. Eine Einsetzbohrung 22 (nachstehend als Schraubeneinsetzbohrung
bezeichnet) einer Kappenschraube 21 ist in einer ersten
Wand 29 der ersten Lagerungskappe 2a gebildet.
Die Kappenschraube 21 verschraubt die erste Lagerungskappe 2a an
dem Zylinderkopf 3. Die Schraubeneinsetzbohrung 22 hat
einen unteren Abschnitt 222, der einen ersten Durchmesser
an der Seite des Zylinderkopfes 3 hat, und einen oberen
Abschnitt 223, der einen zweiten Durchmesser, von dem ersten
Abschnitt verschieden, hat. Der erste Durchmesser ist größer als
der zweite Durchmesser. Außerdem
weist der untere Abschnitt 222 einen ersten Abschnitt 221 auf,
gebildet in der ersten Wand 29 der ersten Lagerungskappe 2a,
und einen zweiten Abschnitt 311, gebildet in dem Zylinderkopf 3.
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Andererseits
ist eine Schraubenbohrung 31 einer Kappenschraube 21 in
dem Zylinderkopf 3 gebildet und ein Durchmesser der Schraubenbohrung 31 ist
kleiner als der zweite Durchmesser der Schraubeneinsetzbohrung 22A.
Ein zylindrischer Positionierungskragen 5 ist in den unteren
Abschnitt 222 (vergrößerte Durchmesserabschnitte 221, 311)
der Schraubeneinsetzbohrung 22 in die erste Lagerungskappe 2a und
in den Zylinderkopf 3 eingesetzt. Der Positionierungskragen 5 hat
einen Außendurchmesser
so groß wie
der erste Durchmesser des unteren Abschnittes 221, 311,
der sich zwischen dem unteren Ende der ersten Lagerungskappe 2a und
dem oberen Ende des Zylinderkopfes 3 erstreckt. Demzufolge positioniert
der Positionierungskragen 5 die erste Lagerungskappe 2a an
dem Zylinderkopf 3, wenn die erste Lagerungskappe 2a an
dem Zylinderkopf 3 montiert wird. Die Kappenschraube 21 ist
in die Schraubeneinsetzbohrung 22 von oberhalb des Motors 1 eingesetzt
und durchdringt den Positionierungskragen 5 in der oberen
und unteren Richtung und ist in der Schraubenbohrung 31 des
Zylinderkopfes 3 verschraubt, wo ein Kappenschraubenkopf 21a einer
Kappenschraube 21 eine Schulter (einen Sitz) 26 der
ersten Lagerungskappe 2a berührt.
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Eine Ölaustrittsbohrung 23 ist
oberhalb einer Zylinderkopf-Passoberfläche 24 mit einem Abstand eines
Abschnittes 25 von der Zylinderkopf-Passoberfläche 24 in
einer zweiten Wand 291 gebildet, die eine Motor-Vorderseite
der ersten Wand 29 der Lagerungskappe 2a ist.
Die Ölaustrittsbohrung 23 hat
in dem ersten Abschnitt 221 der Schraubeneinsetzbohrung 22 und
in einer Innenseite eines Kettengehäuses 7, angeordnet
in einer Vorderseite des Motors 1, Öffnungen, um die zweite Wand 291 zu
durchdringen. Die zweite Wand 291, die die Ölaustrittsbohrung 23 bildet,
ist dünner
als eine Motor-Rückseitenwand 292 der
ersten Wand 29. Die Öffnung
der Ölaustrittsbohrung 23 in
dem ersten Abschnitt (vergrößerter Durchmesserabschnitt) 221 ist
oberhalb des Positionierungskragens 5, eingesetzt innerhalb
des unteren Abschnittes 222 (vergrößerte Durchmesserabschnitte 221, 311)
positioniert.
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Eine
Kipphebelabdeckung (gezeigt in der Doppelpunktlinie) 6,
die eine Ventilbetätigungsvorrichtung
des Motors 1 abdeckt, die die Nockenwelle 4 enthält, ist
mit dem Zylinderkopf 3 verbunden. Die Kipphebelabdeckung 6 ist
mit einer Zylinderkopf-Oberseitenoberfläche rechts und links und der Rückseite
derselben verbunden. Die andere Vorderseite ist mit einer Schulter 27 der
Lagerungskappe 2a, angeordnet in der Rückseite von dem Sitz 26 für die Kappenschraube 21,
verbunden. Als ein Ergebnis ist, nachdem die Kipphebelabdeckung 6 an
dem Zylinderkopf 3 montiert ist, die erste Lagerungskappe 2a außerhalb
der Kipphebelabdeckung 6 angeordnet und der Kopf 21a der
Kappenschraube 21, die die erste Lagerungskappe 2a an
dem Zylinderkopf 3 verschraubt, ist zu dem Motorraum ausgesetzt.
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Die
Nockenwelle 4 ist, wie oben beschrieben, an dem Zylinderkopf 3 an
jedem Zapfen befestigt, sowie das vordere Ende derselben erstreckt
sich über
einer Kante der Motorvorderseite vom Zylinderkopf 3 hinaus
und ist in ein Inneres des Kettengehäuses 7, verbunden
mit der Vorderseite des Motors 1, vorspringend. In einem
Kettengehäuse 7 ist
ein Nockenkettenrad 8 an dem Vorderende der Nockenwelle 4 montiert
und eine Steuerkette 9 ist zwischen dem Nockenkettenrad 8 und
einem Nockenkettenrad (nicht gezeigt) gelegt. Das Kettengehäuse 7 bildet den
Unterbringungsraum für
die Steuerkette 9 und jedes Kettenrad und ist auch mit
einer Ölwanne 10 an dem
unteren Ende verbunden.
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2 ist
eine Vorderansicht einer ersten Lagerungskappe 2a, gesehen
von der Motorvorderseite. Die erste Lagerungskappe 2a ist
der Integrierungstyp mit Lagerkappen auf einer Einlassseite und einer
Auslassseite.
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Die
Zylinderkopf-Passoberfläche 24 der
ersten Lagerungskappe 2a bildet halbrunde Wellenlageroberflächen 241, 242,
die mit einem Zapfen einer Eingangsnockenwelle oder einer Ausgangsnockenwelle
in Eingriff sind. Andererseits hat eine erste Lagerungskappe 2a einen
Umfang, der einen Flansch 28 zum Verbinden des Kettengehäuses 7 hat.
Die erste Lagerungskappe 2a und das Kettengehäuse 7 sind
gemeinsam durch Schrauben, eingesetzt in Schraubeneinsetzbohrungen 281a–281c des
Flansches 28, befestigt.
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Die
erste Lagerungskappe 2a hat drei Schraubeneinsetzbohrungen 22a–22c für die Kappenschrauben 21,
die die erste Lagerungskappe 2a an dem Zylinderkopf 3 verschrauben.
Diese Schraubeneinsetzbohrungen 22a–22c enthalten jeweils Ölaustrittsbohrungen 23a–23c.
Jede der Ölaustrittsbohrung 23a–23c ist
in derselben hohen Position von der Zylinderkopf-Passoberfläche 24 platziert
und bildet eine Verbindung zwischen den Schraubeneinsetzbohrungen 22a–22c und
einem Inneren des Kettengehäuses 7.
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3 ist
eine Montageansicht einer ersten Lagerungskappe 2a und
zeigt eine Querschnittsansicht, genommen entlang einer Linie A-A
von 1, die eine erste Lagerungskappe 2a enthält.
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In
dem Ausführungsbeispiel
ist der erste und zweite (vergrößerte Durchmesser)
Abschnitt 221, 311 der Schraubeneinsetzbohrung 22 in
zwei Schraubeneinsetzbohrungen 22a, 22c vorgesehen, von
vorn gesehen positioniert in der rechten und linken Seite, und der
Positionierungskragen 5 ist in den Schraubeneinsetzbohrungen 22a, 22c angeordnet. Wie
oben beschrieben sind Ölaustrittsbohrungen 23a, 23c,
angeordnet in jeder der Schraubeneinsetzbohrung 22a, 22c oberhalb
der zwei Positionierungskragen 5 angeordnet, 5 bei
jeder Austrittsbohrung, die dieselbe von der Zylinderkopf-Passoberflä che 24 entfernte
Höhe haben.
Der Positionierungskragen 5 kann in zumindest zwei Schraubeneinsetzbohrungen 22a–22c angeordnet
werden und ist nicht auf die rechte und linke Seite, wie in der 3 gezeigt,
begrenzt, kann in einer mittleren Schraubeneinsetzbohrung 22b,
die die rechtsseitige oder linksseitige Bohrung enthält, angeordnet
sein.
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Die
Lagerungsvorrichtung für
die Nockenwelle entsprechend des Ausführungsbeispieles hat die folgenden
Wirkungen.
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In
einem Motor 1 wird ein in der Ölwanne 10 zurückgehaltenes Öl durch
eine Ölpumpe
angesaugt und zirkuliert durch die zu schmierenden Teile innerhalb
des Motors 1, der die Nockenwelle 4 enthält. Das
zu der Nockenwelle 4 zugeführte Schmieröl dringt
in einen Begegnungsraum zwischen der ersten Lagerungskappe 2a und
dem Zylinderkopf 3 ein und fließt dann in die Schraubeneinsetzbohrung 22. Ohne
eine Ölaustrittsbohrung 23 füllt ein
solch geflossenes Öl
die Schraubeneinsetzbohrung 22 und tritt in dem Motorraum
zwischen dem Kopf 21a der Kappenschraube 21 und
deren Sitz 26 durch. da die erste Lagerungskappe 2a außerhalb
des Kipphebelgehäuses 6 ist,
wird das ausgetretene Schmieröl nach
außen
abgegeben, ohne zu der Ölwanne 10 zurückgeführt zu werden.
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Jedoch
in dem Ausführungsbeispiel
ist die Ölaustrittsbohrung 23 in
einer ersten Lagerungskappe 2a angeordnet, um die zweite
Wand 291 zu durchdringen, und, bei der Ölaustrittsbohrung 23 ist
die Schraubeneinsetzbohrung 22 mit dem Inneren des Kettengehäuses 7 und
dann mit der Ölwanne 10 verbunden.
Dadurch wird das in der Schraubeneinsetzbohrung 22 zurückgehaltene
Schmieröl
durch die Ölaustrittsbohrung 23 abgegeben
und zu der Ölwanne 10 über das
Kettengehäuse 7 zurückgeführt.
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4 ist
eine schematische Erläuterungsdarstellung
des Abgabevorgangs von in der Schraubeneinsetzbohrung 22 zurückgehaltenem
Schmieröl. Das
Schmieröl
(Pfeilkennzeichnung eine 1) dringt in den Begegnungsraum
zwischen der ersten Lagerungskappe 2a und dem Zylinderkopf 3 ein
und fließt in
die Schraubeneinsetzbohrung 22 (Pfeilkennzeichnung eine 2).
Wenn ein Niveau des in der Schraubeneinsetzbohrung 22 zurückgehaltenen
Schmieröls
bis zu einer Ölaustrittsbohrung 23 ansteigt,
wird das Schnieröl
aus der Schraubeneinsetzbohrung 22 durch die Ölaustrittsbohrung 23 (Pfeilkennzeichnung eine 3)
abgegeben. Das abgegebene Öl
wird in die Ölwanne 10 über das
Kettengehäuse 7 (Pfeilkennzeichnung
eine 4) zurückgeführt.
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Überdies
hat in diesem Ausführungsbeispiel die
Schraubeneinsetzbohrung 22 einen vergrößerten Durchmesserabschnitt 222 (erste
und zweite Abschnitte 221, 311). Demzufolge hat
der Schmierölfluss
der Schraubeneinsetzbohrung 22 in der Richtung zu dem Schraubenkopf 21a mehr
Widerstand, der den Öldruck
in dem unteren Abschnitt 222 (erste und zweite Abschnitte 221, 311)
erhöht.
Andererseits ist die Ölaustrittsbohrung 23 in
den ersten Abschnitt 221 geöffnet. Als ein Ergebnis wird
das Schmieröl aus
der Schraubeneinsetzbohrung 22 glatt abgegeben.
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Die Öffnung der Ölaustrittsbohrung 23 in
die Schraubeneinsetzbohrung 22 kann in dem zweiten Abschnitt 223 derselben
angeordnet werden (oberhalb des unteren Abschnittes 222).
In diesem Fall wird ein innerer Durchmesser der Ölaustrittsbohrung 23 auf
einen Wert minimiert, der infolge des Positionierungskragens 5 notwendig
ist, der die Ölaustrittsbohrung 23 nicht
schließt
und auch das spanende Bearbeiten der Ölaustrittsbohrung 23 ist
infolge eines größeren Abstandes
zwischen der Ölaustrittsbohrung 23 und
dem Positionierungskragen 5 leichter.
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Als
ein Ergebnis der Verbindung zwischen der Schraubeneinsetzbohrung 22 und
dem Inneren des Kettengehäuses 7 kann
Beiblasgas, das in das Kettengehäuses 7 strömt, in die
Schraubeneinsetzbohrung 22 durch die Ölaustrittsbohrung 23 strömen. Wenn
das Beiblasgas, das schaumiges Öl
enthält,
in die Schraubeneinsetzbohrung 22 fließt, verändert sich das schaumige Öl in flüssiges Öl in der
Schraubeneinsetzbohrung 22 zurück und tritt dann zwischen dem
Kopf 21a der Kappenschraube 21 und dem Sitz 26 derselben
aus.
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Um
mit diesem oben angesprochenen Problem umzugehen hat die Kappenschraube 21 zusätzlich zu
dem oben vorgestellten Aufbau einen Eingriffsabschnitt 211 mit
der Schraubenbohrung 31 des Zylinderkopfes 3 und
einen Nicht-Eingriffsabschnitt 212, angeordnet in dem unteren
Abschnitt 222 und dem oberen Abschnitt 223. Die Ölaustrittsbohrung 23 wird
in den vergrößerten Durchmesserabschnitt 221 geöffnet. Wie
in der 4 bei dieser Konstruktion gesehen, berührt das
in die Schraubeneinsetzbohrung 22 geströmte Beiblasgas den Nicht-Eingriffsabschnitt 212 (Pfeilkennzeichnung
b2) innerhalb des vergrößerten Durchmesserabschnittes 221,
um das meiste des schaumigen Öls,
das in dem Beiblasgas an einer Oberfläche der Kappenschraube 21 enthalten
ist, zu binden. Als ein Ergebnis kann das flüssige Öl durch die Ölaustrittsbohrung 23 (Pfeilkennzeichnung
b3) abgegeben werden. Die Ölaustrittsbohrung 23 kann in
den oberen Abschnitt 223 geöffnet werden, wodurch im Wesentlichen
dieselbe Wirkung, wie oben bereits beschrieben, erhalten werden
kann.
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Außerdem ist
in dem Ausführungsbeispiel die Ölaustrittsbohrung 23 mit
einem Abstand von einem Abschnitt 25 der zweiten Wand 291 oberhalb und
von der Zylinderkopf-Passoberfläche 24 gebildet.
Demzufolge wird die Zylinderkopf-Passoberfläche 24 flach gehalten
und durch das Montieren der ersten Lagerungskappe 2a an
dem Zylinderkopf 3 treten keine Spannungsbeanspruchungen
auf und die Montageleistung wird nicht beeinträchtigt. Und in dem Fall der
ersten Lagerungskappe 2a, die durch Gießen herge stellt ist, verbessert
sich die Kühlwirkung,
um dadurch das Auftreten von Einsinkriefen zurück zu halten.
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Überdies
ist die Ölaustrittsbohrung 23 in
der dünnen
ersten Wand 291 der ersten Lagerungskappe 2a gebildet
und das spanende Bearbeiten der Ölaustrittsbohrung 23 wird
dank der Reduzierung der Bearbeitungsmenge derselben reduziert.
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In
dem Ausführungsbeispiel
ist die Ölaustrittsbohrung 23 in
der dünnen
ersten Wand 291 in der Vorderseite des Motors 1 gebildet
und ist in das Innere des Kettengehäuses 7 in dem vorderen
Ende des Motors 1 geöffnet,
aber nicht auf den Aufbau begrenzt, die Schraubeneinsetzbohrung 22 und
ein Inneres des Kipphebelgehäuses 6 können als
ein Ergebnis der sich verlängerten Ölaustrittsbohrung 23 aus
der Schraubeneinsetzbohrung 22 in die Richtung zu der Richtung
einer Motorrückseite
verbunden werden.
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Während nur
ausgewählte
Ausführungsbeispiele
ausgewählt
worden sind, um die vorliegende Erfindung zu veranschaulichen, wird
es für
den Fachmann aus dieser Offenbarung deutlich, dass hierin verschiedene
Veränderungen
vorgenommen werden können,
ohne vom Umfang der Erfindung, wie in den beigefügten Ansprüchen definiert, abzuweichen.
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Überdies
ist die vorhergehende Beschreibung der Ausführungsbeispiele entsprechend
der vorliegenden Erfindung nur für
die Veranschaulichung und nicht für den Zweck des Begrenzens
der Erfindung vorgesehen, wie durch die angefügten Ansprüche und ihre Entsprechungen
definiert ist. Überdies
können
die Merkmale der verschiedenen Ausführungsbeispiele kombiniert
werden.