Mit der DE 39 40 845 C1 ist ein Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine mit einem horizontal zweigeteilten rahmenartigen Träger zur Nockenwellenlagerung bekannt, geworden. Das Unterteil des beschriebenen Trägers weist Querstege auf, welche jeweils Lagerunterteile zur Lagerung der Einlass-und Auslassnockenwelle umfassen, in den zwischen den Querstegen gebildeten Räumen sind weitere Streben und Stützen sowie Aufnahmen für Tassenstößel angeordnet. Das Oberteil des Trägers weist ebenfalls Querstege auf, welche jeweils mit den Lagerunterteilen des Unterteils korrespondierende Lageroberteile zur Lagerung der Einlass-und Auslassnockenwelle umfassen ; auch das Oberteil des Trägers ist rahmenartig nach oben offenen ausgebildet.

Bei dem Nockenwellenträger gemäß der DE'39 40 845 C1 sind die zwischen den Querstegen gebildeten Räume beispielsweise zur Einbringung von Stützlagern bei der Bearbeitung der Lagergassen aufgrund der Anordnung zur Aufnahme der Tassenstößel und den Mittelstegen ausschließlich von oben durch das Trägeroberteil zugänglich ; notwendigerweise ist das Trägeroberteil nach oben offenen ausgebildet, so dass die Anordnung beim Betrieb der Brennkraftmaschine keinerlei Schutz für von den Nocken abspritzendes Öl bietet und das Öl direkt an die Zylinderkopfhaube geschleudert wird, wobei insbesondere die Dichtungen zwischen Zylinderkopfhaube und Zylinderkopfgehäuse sowie Dichtungen im Bereich des Zündkerzendomes beansprucht werden. Darüber hinaus weist der Träger auf Grund seiner rahmenartigen Ausgestaltung ein nur geringes Widerstandsmoment auf, so dass insbesondere in Längsrichtung eine ausreichende Steifigkeit nicht gegeben ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Zylinderkopf der Eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, dass auf einfache und kostengünstiger Weise eine besonders hoher Steifigkeit erreicht wird sowie eine fertigungstechnisch günstige Herstellung insbesondere des Nockenwellenträgers ermöglicht wird. Weiterhin soll der Zylinderkopf leicht sein und nur wenige Bauteile umfassen.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, wobei der zu Grunde liegende Gedanke eine haubenartig geschlossene Ausbildung des Oberteils der Nockenwellenlagerleiste insbesondere im Bereich zwischen den Lagerdeckeln umfasst.

Von besonderem Vorteil ist es dabei, wenn die Nockenwellenlagerleiste integrierte Ölkanäle zur Ölbeaufschlagung der Nockenwellenlager. und/oder der Nocken umfasst. Eine Beaufschlagung der Ölkanäle erfolgt

beispielsweise von unten durch das Unterteil der Nockenwellenlagerleiste, wobei Kanäle in Längsrichtung der Lagerleiste das Schmieröl zu den Lagerstellen respektive zu den Nocken leiten.

Als sehr zweckmäßig wird es angesehen, die Nockenwellenlagerleiste aus Druckguss in Magnesiumlegierung zu fertigen und unabhängig von den weiteren Bauteilen des Zylinderkopfes vor dem Einbau zumindest annähernd fertig zu bearbeiten.

Vorteilhafterweise sind zur Bearbeitung der Lagergasse der Nockenwellenlagerleiste Stützlager von unten durch das Unterteil einbringbar.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführung der Erfindung sind zur Befestigung der Nockenwellenlagerleiste am Zylinderkopfgehäuse insbesondere bei einer Ausführung der Nockenwellenlagerleiste in Magnesiumslegierung und einem Zylinderkopfgehäuse aus Stahl bzw.

Aluminium Aluminiumschrauben vorgesehen, wobei ein besonderer Vorteil in den geringen Vorspannverlusten dieser Verbindung liegt.

Besonders zweckmäßig ist es, wenn die Trennflächen zwischen Nockenwellenlagerleiste und Zylin. derkopfgehäuse sowie zwischen Zylinderkopfhaube und Zylinderkopfgehäuse in einer Ebene liegen, so dass eine Fertigbearbeitung des Zylinderkopfgehäuses in einer Ebene erfolgen kann.

Bevorzug ist zur Lagerung einer Einlass-oder Auslassnockenwelle jeweils eine eigene Nockenwellenlagerleiste vorgesehen, wodurch sich besondere konstruktive Freiheiten ergeben.

Weiterhin wird es als sehr vorteilhaft angesehen, wenn die Zündkerzendome zur Aufnahme der Zündkerzen angegossen in die Zylinderkopfhaube integriert sind ; gegenüber einer Ausführung mit in der Zylinderkopfhaube eingebrachten separaten Rohrstutzen zur Aufnahme der Zündkerzen entfällt somit eine zusätzliche Verbindung und Dichtung, gegenüber Zündkerzendomen, welche mit dem Zylinderkopfgehäuse gegossen sind, ergibt sich der Vorteil, dass eine Ausführung zusammen mit der Zylinderkopfhaube in Magnesiumslegierung möglich ist.

Nachfolgend ist ein besonders zu bevorzugendes Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf Figuren näher erläutert, dabei zeigen schematisch und beispielhaft Figur 1 einen Schnitt durch einen Zylinderkopf, Figur 2 eine zweigeteilte Nockenwellenlagerleiste in Draufsicht, Figur 3 einer zweigeteilten Nockenwellenlagerieiste von unten sowie Figur 4 Schnitte durch eine zweigeteilte Nockenwellenlagerleiste.

Figur 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Zylinderkopf 100 am Beispiel einer Brennkraftmaschine mit variablem Ventiltrieb, bei welcher eine quantitative Zumessung der Zylinderladung mittels eines variablen Hubes der Einlassventile erfolgt. Der Zylinderkopf 100 weist ein Zylinderkopfgehäuse 102, eine Nockenwelle 106 zur Betätigung von hier nicht näher dargestellten Einlassventilen mit unteren Nockenwellenlagerböcken 112 und oberen Nockenwellenlagerdeckeln 116, welche mittels Schrauben 122 mit dem Zylinderkopfgehäuse 102 verbunden sind, eine Nockenwelle 104 zur Betätigung von hier nicht näher dargestellten Auslassventilen mit unteren Nockenwellenlagerböcken 114 und oberen Nockenwellenlagerdeckeln 118,

welche mittels Schrauben 120 mit den Zylinderkopfgehäuse 102 verbunden sind sowie eine Zylinderkopfhaube 110 auf. Im Bereich der Einlassnockenwelle 106 ist eine Exzenterwelle 108 zur Steuerung der Hubveränderung der Einlassventile angeordnet und gelagert. Die Zylinderkopfhaube 110 umfasst integriert Dome 126 zur Aufnahme von Zündkerzen. Zur Ölversorgung der Nocken und Nockenwellenlager sind Ölkanäle 124 vorgesehen.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Zylinderkopfgehäuse 102 in Stahl-bzw. Aluminiumguss ausgeführt, insbesondere die die Lagerböcke 112, 114 und Lagerdeckel 116, 118 umfassenden Anordnungen sowie die Zylinderkopfhaube 110 bestehen aus einer Magnesiumlegierung, wodurch eine besondere Gewichtsersparnis bei gleichzeitig hoher Steifigkeit erreicht wird. Die (spanende) Bearbeitung der Bauteile unterschiedlicher Materialien erfolgt voneinander getrennt, so dass aufgrund des Werkstoffmixes kein zusätzlich erhöhter Bearbeitungsaufwand entsteht. Darüber hinaus ist es- da die Anordnungen zur Lagerung der Nockenwelle fertig bearbeitet einbaubar sind-nicht notwendig, im Bereich der Zylinderkopfhaube eine Bearbeitungsöffnungen beispielsweise zur Bearbeitung der Lagergassen vorzusehen, welche nach erfolgter Bearbeitung dicht auch bezüglich einer Diffusion von Kohlenwasserstoffen zu verschließen sind.

Bedingt durch die Integration der Zündkerzendome 126 in die Zylinderkopfhaube 110 wird gegenüber anderen Ausführungen, bei welchen die Zündkerzendomen gemeinsam mit dem Zylinderkopfgehäuse gegossen sind, auch deren Ausführung in Magnesiumslegierung möglich, zudem ist gegenüber Ausführungsbeispielen mit in die Zylinderkopfhaube eingesetzten separaten rohrförmigen Aufnahmen für die Zündkerzen der Entfall der sonst notwendigen Dichtung sowie die vereinfachte Herstellung vorteilhaft.

Vorliegend werden zur Befestigung der Nockenwellenlageranordnungen am Zylinderkopfgehäuse 102 Aluminiumschrauben 120,122 verwendet, wobei ein besonderer Vorteil in deren ähnlicher Wärmedehnung gegenüber der verwendeten Magnesiumslegierung liegt. Die verwendeten Aluminiumschrauben 120,122 können zudem nicht übermäßig fest angezogen werden und weisen einen sehr vorteilhaftes Verhalten bzgl.

Vorspannverlusten der Verbindung auf.

Figur 2 zeigt näher eine zweigeteilte Nockenwellenlagerleiste 200, welche ein Unterteil 252 mit mehreren unteren Lagerböcken 240 und ein Oberteil 254 mit mehreren oberen Lagerdeckeln umfasst. Zwischen den Lagerstellen sind jeweils kammerartige Abschnitte 242 gebildet, durch die haubenartige Ausbildung der oberen Lagerleiste 254 sind diese Kammerabschnitte 242 jeweils nach oben abgeschlossen, so dass ein wirksamer Spritzschutz gegen abgeschleudertes Öl von in den Kammerabschnitten 242 rotierenden Nocken gegeben ist. Die Kammerabschnitte 242 erfüllen außerdem die Funktion eines Vorölabscheiders. Einen weiteren wesentlichen Punkt stellt die durch die geschlossene Ausbildung der oberen Lagerleiste 254 maßgeblich erhöhte Steifigkeit insbesondere in Längsrichtung dar.

Wie bereits beschrieben besteht die Nockenwellenlagerleiste 200 aus einer Magnesiumslegierung ; die verwendete Magnesiumslegierung zeichnet sich durch einen besonders gutes Kriechverhalten insbesondere bei Öltemperaturen bis 150°C aus. Zur Verbindung sowohl der oberen Lagerleiste 254 mit der unteren Lagerleiste 252 als auch beider Lagerleisten 252,254 mittels Schrauben am Zylinderkopfgehäuse sind im Bereich der Lagerböcke Bohrungen 244,246, 248, 250 vorgesehen.

Figur 3 zeigt die untere Lagerleiste 352 und die oberen Lagerleiste 354 von unten. Die nach oben abgeschlossenen Kammerabschnitten 342 sind nach unten geöffnet und durch die untere Lagerleiste 352 von unten zugänglich.

Jeder Kammerabschnitt 342 wird durch ist durch Stege 360 in der oberen Lagerleiste 354 und Stege 362,364, 366 in der unteren Lagerleiste 352 in zwei den Lagerböcken 340 benachbarte Teileabschnitte 368,370 unterteilt, in welchen die hier nicht näher dargestellten Nocken bei Betätigung der Ventile rotieren. Zur Schmierung der Nocken sind Ölaustrittsstellen 256 in der oberen Lagerleiste 354 vorgesehen, durch welche Öl in Richtung der Nocken austritt. Zur Ölübergabe zwischen den Ölaustrittsstellen 356 und weiteren Ölaustrittsstellen zur Schmierung der Nockenwellenlager sind die in Figur 2 dargestellten Taschen 290 mit integrierten Ölkanälen vorgesehen.

Figur 4 zeigt Schnitte A-A durch den Bereich einer Ölspritzdüse 456 und B-B durch den Bereich eines Nockenwellenlagers der Lagerleiste 400. Eine Schmierung der Nockenwellenlager erfolgt über Ölaustrittsstellen 482 ; über eine Öffnung 480 und einen sich außen an der Nockenwellenagerleiste im wesentlichen in axialer Richtung erstreckenden Ölkanal 484 sind Ölspritzdüsen 456 zur Schmierung der Nocken mit Öl beaufschlagbar. Die Öffnung 480 befindet sich in etwa mittig im Trennbereich zwischen oberer Lagerleiste 452 und unterer Lagerleiste 454, die Ölspritzdüsen 456 liegen im Bereich der oberen Lagerleiste 452, wobei der austretende Ölstrahl schräg nach unten in Richtung des Nockens gerichtet ist. Eine Beaufschlagung des gesamten Schmiersystems mit Öl erfolgt von unten durch das Zylinderkopfgehäuse und die untere Lagerleiste.

Die beschriebene Nockenwellenlagerleiste eignet sich in besonderem Maße zur Verwendung bei einer Brennkraftmaschine, deren Ventilbetätigung nach dem Schlepphebelkonzept erfolgt, da hier gegenüber einer Bestätigung mittels Tassenstößel im Bereich der unteren Lagerleiste 252,352 keine Führung für Tassenstößel vorgesehen ist und die Kammerabschnitte 242, 342 von unten frei zugänglich sind. Bei der Fertigung der Lagergasse lassen sich notwendige Stützlager von unten einbringen, so dass eine nach oben geschlossene Ausbildung der Kammerabschnitte 242,342 möglich ist.

Die bauliche Trennung der Lageanordnungen zur Lagerung der Einlass-und der Auslassnockenwelle wird insbesondere durch die besondere Steifigkeit der Konstruktion ermöglicht, so dass keine rahmenartigen Konstruktion zur gemeinsamen Lagerung der Einlass-und der Auslassnockenwelle notwendig ist und eine wesentlich freiere Gestaltung-beispielsweise eine um 90° bzgl. ihrer Längsachse gedrehte Anordnung der Einlassnockenwellenlagerleiste wie in Figur 1 dargestellt-möglich ist.

Besonders vereinfacht wird die Herstellung der Nockenwellenlagerleiste gegenüber einer Konstruktion zur gemeinsamen Lagerung sowohl der Einlass-als auch der Auslassnockenwelle weiterhin dadurch, dass eine Bearbeitungsmaschine mit nur einer Spindel an Stelle einer Maschine mit zwei parallelen Spindeln notwendig ist.