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Title:
CYLINDER HEAD FOR AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE WITH A PUMP-JET UNIT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1999/028602
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a cylinder head (10) for an internal combustion engine, comprising at least one pump-jet unit (24). Said cylinder head (10) is provided with at least one support (28) consisting of one half for a cam shaft (14) and one half for a rocker-arm shaft pertaining to at least one rocker arm used to actuate the pump unit (24). A first separate lubricant supply line (52) is provided in the cylinder head. A second lubricant supply line (56) is provided in the support (28). A first end of the second lubricant supply line (56) is connected to the first lubricant supply line (52) and a second end (58) of the second lubricant supply line (56) opens out onto a bearing surface (60) for the rocker-arm shaft (32).

Inventors:
KUEHNE INGO (DE)
HADLER JENS (DE)
Application Number:
PCT/EP1998/006579
Publication Date:
June 10, 1999
Filing Date:
October 16, 1998
Export Citation:
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Assignee:
VOLKSWAGEN AG (DE)
KUEHNE INGO (DE)
HADLER JENS (DE)
International Classes:
F01M1/06; F01M9/10; F02F1/42; F02M57/02; F02M63/00; F02B75/18; (IPC1-7): F01M9/10; F02M63/00
Foreign References:
DE3146875A11982-08-19
US4538561A1985-09-03
US4836171A1989-06-06
EP0761934A21997-03-12
EP0023250A11981-02-04
DE4232783A11994-01-13
DE19634541A11997-03-13
DE3146875A11982-08-19
Other References:
See also references of EP 1034358A1
Attorney, Agent or Firm:
VOLKSWAGEN AKTIENGESELLSCHAFT (Brieffach 1770 Wolfsburg, DE)
VOLKSWAGEN AKTIENGESELLSCHAFT (Brieffach 1770 Wolfsburg, DE)
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Claims:
PATENTANSPRÜCHE
1. Zyiinderkopf (10) für eine Brennkraftmaschine mit wenigstens einer PumpedüseEinheit (24), wobei auf dem Zyiinderkopf (10) wenigstens ein Lagerbock (28) mit einer Lagerhälfte für eine Nockenwelle (14) und einer Lagerhälfte für Kipphebelachse (32) für wenigstens einen Kipphebel (22) zum Betätigen der PumpedüseEinheit (24) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß im Zylinderkopf (10) ein erster separater SchmiermittelVersorgungskanal (52) und im Lagerbock (28) ein zweiter separater SchmiermittelVersorgungskanal (56) vorgesehen ist, wobei ein erstes Ende des zweiten SchmiermittelVersorgungskanal (56) mit dem ersten SchmiermittelVersorgungskanal (52) in Verbindung steht und ein zweites Ende (58) des zweiten SchmiermittelVersorgungskanals (56) in einer Lagerfläche (60) for die Kipphebelachse (32) offen endet.
2. Zylinderkopf (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste SchmiermittelVersorgungskanal (52) im Zylinderkopf (10) mit einer Schmiermittelgalerie (54) verbunden ist.
3. Zylinderkopf (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kipphebelachse (32) zur Montage von Kipphebeln (22) für jeweilige Pumpedüse Einheiten (24) for zwei Zylinder und eine Kipphebelachse (32) zur Montage von Kipphebeln (22) für jeweilige PumpedüseEinheiten (24) für drei Zylinder vorgesehen ist.
4. Zylinderkopf (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Zylinderkopf (10) wenigstens ein dritter separater SchmiermittelVersorgungskanal (62) ausgebildet ist, welcher mit einer Schmiermittelgalerie (54) oder dem ersten Schmiermittel Versorgungskanal (52) in Verbindung steht und in einer Lagerfläche (66) for die Nockenwelle (14) im Zylinderkopf (10) offen endet.
5. Zylinderkopf (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Zylinderkopf (10) ferner wenigstens ein vierter SchmiermittelVersorgungskanal (70) zum Versorgen eines Nebenaggregats mit Schmiermittel ausgebildet ist.
6. Zylinderkopf (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der vierte SchmiermittelVersorgungskanal (10) mit der Ölgalerie (54) verbunden ist.
7. Zylinderkopf (10) nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Nebenaggregat ein Gebläse, ein Generator und/oder eine Wasserpumpe ist.
8. Zylinderkopf (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kipphebel (22) zum Betätigen von jeweiligen PumpedüseEinheiten (24) zwischen Lagerböcken (28) angeordnet sind.
9. Zylinderkopf (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schmiermittel Öl ist.
10. Zylinderkopf (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Kipphebeiachse (32) ein fünfter SchmiermittelVersorgungskanal (68) ausgebildet ist, welcher mit dem zweiten SchmiermittelVersorgungskanal (56) in Verbindung steht und Schmiermittel zu einer Lagerstelle des jeweiligen Kipphebels (22) der PumpedüseEinheit (24) leitet.
Description:
Zylinderkopf für eine Brennkraftmaschine mit Pumpedüse-Einheit Die Erfindung betrifft Zylinderkopf für eine Brennkraftmaschine mit Pumpedüse-Einheiten, wobei auf dem Zylinderkopf wenigstens ein Lagerbock mit einer Lagerhälfte für eine Nockenwelle und einer Lagerhälfte für eine Kipphebelachse für Kipphebel zum Betätigen der Pumpedüse-Einheit vorgesehen ist, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein gattungsgemäßer Zylinderkopf ist aus der DE 42 32 783 A1 bekannt. Eine Pumpedüse-Einheit wird über eine Kipphebeiachse und Lagerböcke für diese auf dem Zylinderkopf befestigt, so daß ein Befestigungsflansch entfallt und die Einheit selbst daher seitlich geringe Ausladung aufweist.

Aus der DE 196 34 541 A1 ist femer ein Verfahren zum Herstellen einer derartigen Lageranordnung bekannt.

Aus der DE 31 46 875 C2 ist es bekannt, in einer Kipphebelwelle selbst einen Schmiermittelweg zum Versorgen eines Lagerteiles eines Kipphebels mit Schmiermittel vorzusehen. Ferner ist eine Nut in einem Lagerbett ausgebildet, welche mit einem Ringspalt in einer Befestigungsschraube kommuniziert, über den eine Schmiermittetzuführung erfolgt. Um mehrere beabstandet voneinander angeordnete Ausnehmungen zur Schmiermittelversorgung unterschiedlicher Bauteile zu erreichen, muß diese Nut mit einer flächigen, kammerartigen Ausdehnung ausgebildet sein.

Durch diesen flächigen Charakter und durch den Abzweig mehrere Ausnehmungen von der Nut zur Schmiermittetzuführung an mehrere Bauteile ist der exakte Schmiermittelfluß und die jeweils an die verschiedenen Stellen geförderte Schmiermittelmenge bzw. der jeweilige Durchsatz nicht exakt vorbestimmbar. Femer ist es nachteilig, daß zusätziiche Dichtmaßnahmen im Bereich der von dem Ringspalt umschlossenen Schraube vorzusehen sind, um einen Austritt von Schmiermittel auch bei hohem Druck desselben zu verhindern.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Zylinderkopf der obengenannten Art zur Verfügung zu stellen, bei dem die Funktionssicherheit der Baueinheit bestehend aus Nockenwelle, Kipphebelachse, Kipphebeln, Pumpedüse-Einheit und Gaswechselventilen auf einfache Weise erhöht ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Zylinderkopf der o. g. Art mit den in Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmalen gelost. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Dazu ist es erfindungsgemäß vorgesehen, daß im Zylinderkopf ein erster separater Schmiermittel- Versorgungskanal und im Lagerbock ein zweiter separater Schmiermittel-Versorgungskanal vorgesehen ist, wobei ein erstes Ende des zweiten Schmiermittel-Versorgungskanal mit dem ersten Schmiermittel-Versorgungskanal in Verbindung steht und ein zweites Ende des zweiten Schmiermittel-Versorgungskanals in einer Lagerfläche für die Kipphebelachse offen endet.

Dies hat den Vorteil, daß auf einfache Weise eine ausreichende Schmiermittetzuführung an die Kipphebelachse sichergestellt ist, wobei die Schmiermittetzuführung ohne zusätztiche Maßnahmen gleichzeitig mit der Montage des Lagerbockes durch eine Verbindung von erstem und zweitem Schmiermittel-Versorgungskanal hergestellt wird. Im Gegensatz zu einer oben erwähnten Nut im Lagerbett erlaubt der zweite Schmiermittel-Versorgungskanal eine zielgerichtete Führung des Schmiermittels an eine genau vorbestimmte Stelle, nämlich dem zweiten Ende des zweiten Schmiermittel-Versorgungskanals, mit einem, u. a. durch einen Querschnitt des Schmiermittel- Versorgungskanals, genau vorbestimmten Durchsatz an Schmiermittel, da keine flächige Verteilung, wie in einer Nut, sondern eine zielgerichtete Führung des Schmiermittels im Kanal erfolgt. Durch die Anordnung von separaten Schmiermittet-Versorgungskanäten wird femer in diesem Bereich eine Kombination mit Schraubenbohrungen vermieden, so daß zusätzliche Dichtmaßnahmen im Bereich einer als Schmiermittelweg verwendeten Schraubenöffnung entbehrlich sind.

Zur Versorgung mit Schmiermittel des ersten Schmiermittel-Versorgungskanals ist dieser in vorteilhafter Weise mit einer Schmiermittetgaterie verbunden.

Eine einfache Kombination von lediglich zwei verschiedenen Bauteilen zur Realisation einer Betätigungsanordnung von Pumpedüse-Einheiten bei der Herstellung von Brennkraftmaschinen mit unterschiedlicher Zylinderzahl erzielt man dadurch, daß eine Kipphebelachse zur Montage von Kipphebeln für jeweilige Pumpedüse-Einheiten für zwei Zylinder und eine Kipphebelachse zur Montage von Kipphebeln für jeweilige Pumpedüse-Einheiten für drei Zylinder vorgesehen ist.

Durch entsprechende Kombination lediglich dieser zwei Kipphebelachsen sind Brennkraftmaschinen mit jeder beliebige Anzahl von Zyiindern, insbesondere mit zwei, drei, vier, fünf, sechs, acht oder zwölf Zylindem, bestückbar.

Zur Schmiermitteiversorgung der Nockenwelle ist in besonders vorteilhafter Weise im Zylinderkopf wenigstens ein dritter separater Schmiermittel-Versorgungskanal ausgebildet, welcher mit einer Schmiermitteigalerie oder dem ersten Schmiermittel-Versorgungskanal in Verbindung steht und in einer Lagerfläche der Nockenwelle im Zylinderkopf offen endet.

Für eine einfache Schmiermittelversorgung eines Nebenaggregats ist in einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Zylinderkopfes in diesem femer wenigstens ein vierter Schmiermittel-Versorgungskanal ausgebildet.

Hierbei wird eine besonders einfache und in der Herstellung besonders kostengünstige Anordnung dadurch erzielt, daß der vierte Schmiermittel-Versorgungskanal mit der Ölgalerie verbunden ist.

Das Nebenaggregat ist dabei vorzugsweise ein Gebläse, ein Generator und/oder eine Wasserpumpe.

Zweckmäßigerweise sind die Kipphebel zum Betätigen von jeweiligen Pumpedüse-Einheiten zwischen Lagerböcken angeordnet. Dies reduziert in vorteilhafter Weise einen von der Anordnung beanspruchten Bauraum.

Zweckmäßigerweise ist das Schmiermittel Öl.

Für eine optimale Schmiermittelversorgung des Kipphebels der Pumpedüse-Einheit ist in vorteilhafter Weise in der Kipphebelachse ein fünfter Schmiermittel-Versorgungskanal ausgebildet, welcher mit dem zweiten Schmiermittel-Versorgungskanal in Verbindung steht und Schmiermittel zu einer Lagerstelle des Kipphebels der Pumpedüse-Einheit leitet.

Weitere Merkmale, Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, sowie aus der nachstehenden Beschreibung der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen. Diese zeigen in Fig. 1 eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Zytinderkopfes in Aufsicht, Fig. 2 in einer Ansicht in Richtung S von Fig. 1, Fig. 3 in einer Schnittansicht entlang der Linie A-A von Fig. 1, Fig. 4 in einer teilweise geschnittenen Aufsicht in unmontiertem Zustand, Fig. 5 in einer Schnittansicht entlang der Linie B-B von Fig. 4 und Fig. 6 in einer weiteren Schnittansicht entlang der Linie C-C von Fig. 4.

Die in Fig. 1 bis 3 dargestellte bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Zylinderkopfes 10 umfaßt ein Nockenwellenrad 12, eine Nockenwelle 14 mit Nocken 16 zum Betätigen von nicht dargestellten Kipphebeln für Tassenstößel 18 (Fig. 3) und mit Nocken 20 zum Betätigen von Kipphebeln 22, welche wiederum eine jeweilige Pumpedüse-Einheit 24 betätigen, die in Fig. 3 lediglich schematisch angedeutet ist.

Wie sich insbesondere aus Fig. 2 ergibt, ist die Nockenwelle 14 in einem Lager 26 gelagert, welches zur einen Halte vom Zylinderkopf 10 und zur anderen Halte von einem Lagerbock 28 gebildet wird. Ferner weist der Lagerbock 28 eine Hälfte eines Lagers 30 für eine Kipphebelachse 32 für die Kipphebel 22 der Pumpedüse-Einheiten 24 auf. Die Kipphebelachse 32 ist auf dem Lagerbock 28 mittels Schrauben 46 festgelegt. Die Lagerböcke 28 sind femer mit Schrauben 48 befestigt und eine Montage des Zylinderkopfes 10 erfolgt mit Zylinderkopfschrauben 50.

Eine elektrische Anschlußeinrichtung 34 (Fig. 1 und 2) dient zum extemen Anschtuß einer elektrischen Verkabelung 36 des Zylinderkopfes 10. Die Tassenstößel 18 öffnen oder schließen wahlweise Gaswechselventile 38 mit jeweiligen Luftein-bzw. Abgasausiässen 40 (Fig. 3). Zur Verstärkung und Herstellung eines symmetrischen Lagers 30 der Kipphebelachse 32 weist der Lagerbock 28 seitliche Ansätze 42 auf (Fig. 2). Diese sind beispielsweise aus dem einstückigen Lagerbock 30 spanabhebend ausgearbeitet.

Die Fig. 3 zeigt einen Schnitt im wesentlichen entlang der Linie A-A von Fig. 1, wobei jedoch die Schnittebene in Richtung senkrecht zur Linie A-A und senkrecht zur Zeichenebene der Fig. 1 nicht glatt ist, sondern zur Darstellung verschiedener Bauteile, welche nicht in einer Ebene liegen, ebenfalls Stufenübergänge aufweist. Der Schnitt in Fig. 3 ist derart gewählt, daß eine erfindungsgemäße Ausgestaltung der Schmiermittelversorgung genauer sichtbar ist. Hierzu ist im Zylinderkopf 10 ein erster separater Schmiermittel-Versorgungskanal 52 vorgesehen, welcher mit einer Schmiermittelgalerie 54 in Verbindung steht und von dieser mit Schmiermittel, beispielsweise Öt, versorgt wird.

Hierin bedeutet"separater Schmiermittel-Versorgungskanal"im wesentlichen, daß der Schmiermittel-Versorgungskanal von allen Schraubenbohrungen oder sonstigen den Lagerbock bzw. den Zylinderkopf durchsetzenden Bohrungen beabstandet ist. Mit anderen Worten sind "separate"Schmiermittel-Versorgungskanäle nicht mit Schraubenbohrungen kombiniert. Der Lagerbock 28 weist einen zweiten separaten Schmiermittel-Versorgungskanal 56 auf, dessen in der Fig. 3 unteres Ende bei montiertem Lagerbock 28 mit dem ersten Schmiermittel- Versorgungskanal 52 fluchtet, so daß Schmiermittel vom ersten Schmiermittel-Versorgungskanal 52 in den zweiten Schmiermittel-Versorgungskanal 56 fließen kann.

Der zweite Schmiermittel-Versorgungskanal 56 im Lagerbock 28 endet mit einer dem ersten Schmiermittel-Versorgungskanal 52 gegenüberliegenden Öffnung 58 in einer Lagerfläche 60 des Lagers 30 im Lagerbock 28. Über diese Öffnung 30 wird der Kipphebelachse 32 Schmiermittel zugeführt. In der Kipphebelachse ist ein fünfter separater Schmiermittel-Versorgungskanal 68 ausgebildet, welcher bei montierter Kipphebelachse 32 mit dem zweiten Schmiermittel- Versorgungskanal 56 fluchtet, so daß Schmiermittel vom zweiten Schmiermittel-Versorgungskanal 56 in den fünften Schmiermittel-Versorgungskanal 68 fließen kann. Dieser fünfte Schmiermittel- Versorgungskanal 68 führt das Schmiermittel dann an eine Lagerstelle des Kipphebels 22, an welcher dieser eine hin-und herschwenkende Bewegung um die Kipphebelachse 32 ausführt.

Wie femer aus Fig. 3 ersichtlich, ist ein dritter separater Schmiermittel-Versorgungskanal 62 vorgesehen, welcher mit der Schmiermittelgaierie 54 oder dem ersten Schmiermittel-Versorgungs- kanal 52 in Verbindung steht und mit einem offenen Ende 64 in einer Lagerfläche 66 in der Lagerhälfte des Zylinderkopfes 10 endet. Auf diesem Weg wird das Lager 26 der Nockenwelle 14 mit Schmiermittel versorgt.

Fig. 2 veranschaulicht femer, daß im Zylinderkopf 10 ein vierter separater Schmiermittel- Versorgungskanal 70 vorgesehen ist, welcher einerseits mit der Schmiermitteigalerie 54 verbunden ist und andererseits Schmiermittet zu einem nicht dargestellten Nebenaggregat zu dessen Schmiermittelversorgung leitet.

Fig. 4 zeigt den Zylinderkopf 10 in unmontiertem Zustand, d. h. ohne Nockenwelle, Kipphebelachse, Tassenstöße !, Pumpedüse-Einheiten und Lagerböcke. In der teilweise geschnittenen Aufsicht von Fig. 4 sind die paarweise angeordneten Gaswechselventile 38, die Öffnung 58 der zweiten Schmiermittel-Versorgungskanäle 56, die Lagerfläche 66 des Nockenwelieniagers 26 und die offenen Enden 64 der dritten Schmiermittel-Versorgungskanäle 62 erkennbar. Mit 72 sind Öffnungen in einen nicht weiter dargestellten Brennraum von Zylindern der Brennkraftmaschine bezeichnet, in denen entsprechende, in Fig. 4 nicht dargestellte, Pumpedüse-Einheiten angeordnet werden. Für die in Fig. 1 bis 3 dargestellten Schrauben 46,48 und 50 sind entsprechende Schraubenlöcher 47,49 und 51 erkennbar.

Fig. 5 zeigt in einem Schnitt entlang Linie B-B von Fig. 4 die Anordnung des dritten Schmiermittel- Versorgungskanals 62 für die Schmiermittelzuführung an die in Fig. 5 nicht dargestellte Nockenwelle und Fig. 6 zeigt in einem Schnitt entlang Linie C-C von Fig. 4 die Anordnung des vierten Schmiermittel-Versorgungskanals 70 zur Schmiermittelversorgung eines nicht dargestellten Nebenaggregats. Alle weiteren Bauteile sind mit entsprechenden Bezugsziffem wie in den Figuren 1 bis 4 versehen, so daß bezüglich einer weiteren Beschreibung auf die obigen Ausführungen bezüglich der Figuren 1 bis 4 verwiesen wird.

Die Herstellung der Betätigungsanordnung der Pumpedüse-Einheiten bestehend aus Kipphebelachse 32 und Kipphebeln 22 wird bei Brennkraftmaschinen mit unterschiedlicher Zylinderzahl dadurch optimiert, daß lediglich zwei verschiedene Kipphebelachsen 32 mit unterschiedlicher Länge vorgesehen sind : Eine kürzere Kipphebelachse zur Montage von Kipphebeln für jeweilige Pumpedüse-Einheiten für zwei Zylinder und eine längere Kipphebelachse zur Montage von Kipphebein für jeweilige Pumpedüse-Einheiten für drei Zylinder. Dabei ist die kürzere Kipphebelachse 32 auf drei Lagerböcken 28 und die längere Kipphebelachse 32 auf vier Lagerböcken 28 gelagert. Durch entsprechende Kombination lediglich dieser zwei verschiedenen Kipphebelachsen 32 sind Brennkraftmaschinen mit jeder beliebige Anzahl von Zylindern, insbesondere mit zwei, drei, vier, fünf, sechs, acht oder zwölf Zylindem, bestückbar. So wird beispielsweise bei einem 5-Zylindermotor eine Kipphebelachse 32 für drei Kipphebel 22 mit einer Kipphebelachse 32 für zwei Kipphebel 22 kombiniert, wobei eine Stoßstelle der beiden Kipphebelachsen 32 im Lagerbereich eines Lagerbockes 28 angeordnet ist. Dazu sind die jeweiligen Längen der beiden unterschiedlich langen Kipphebelachsen 32 derart gewähtt. daß sie in die jeweils beiden äußeren Lagerböcke nur zur Hälfte hinein ragen.