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Title:
CYLINDER HEAD FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES AND METHOD FOR PRODUCING SAME
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1999/066176
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a cylinder head for internal combustion engines, comprising one or more passages for mounting camshafts and bearing axles for rocker arms which preferably also actuate a pump-nozzle unit. The cylinder head has the following structure: at least one camshaft is mounted in the cylinder head in divided bearings having screwed on bearing bridges; next to and above the camshaft bearings seats are arranged at the level of the bearing bridges for bearing axles of rocker arms driven by the adjacent camshafts; the bearing axles are held tightly against the bearing bridge by means of screws projecting through them. The aim of the invention is to provide a way of deflecting the tensile forces from the cylinder head which occur at the level of the bearing axle of the rocker arms and are transmitted by their fixing screws. This is achieved by the following characteristics: next to the camshaft bearing (3) a tightening screw (5) with a longer cylindrical head (6) is arranged which is supported by the cylinder head (1) and extends as far as the cylinder block and engages same; the longer cylindrical head (6) has an internal profile (7) and, behind it, an inner thread (8) which is adjusted to the core cross-section of the internal profile (7); the screws (9) projecting through the bearing axles (4) are screwed into the inner thread (8) of the head (6) of the tightening screws (5).

Inventors:
DITSCHUN ERWIN (DE)
Application Number:
PCT/EP1999/002576
Publication Date:
December 23, 1999
Filing Date:
April 16, 1999
Export Citation:
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Assignee:
VOLKSWAGEN AG (DE)
DITSCHUN ERWIN (DE)
International Classes:
F01L1/04; F01L1/053; F02F1/00; F02F1/24; F02F1/38; F02M57/02; F16B35/00; (IPC1-7): F01L1/053; F02F1/38; F02M57/02
Foreign References:
DE4232783A11994-01-13
EP0228533A21987-07-15
US4538561A1985-09-03
US4430968A1984-02-14
GB143898A1921-03-31
EP0255707A21988-02-10
DE4232783A11994-01-13
Attorney, Agent or Firm:
VOLKSWAGEN AKTIENGESELLSCHAFT (Brieffach 1770 Wolfsburg, DE)
VOLKSWAGEN AKTIENGESELLSCHAFT (Brieffach 1770 Wolfsburg, DE)
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Claims:
PATENTANSPRÜCHE
1. Zylinderkopf für Verbrennungsmotoren mit einer oder mehreren Lagergassen für Nockenwellen und Lagerachsen für Kipphebel, die vorzugsweise auch eine Pumpe DüseEinheit betätigen, der folgenden Aufbau aufweist : mindestens eine Nockenwelle ist im Zylinderkopf in geteilten Lagern mit aufge schraubten Lagerbrücken gelagert, neben und oberhalb der Lager der Nockenwelle sind an den Lagerbrücken Auf nahmen für die Lagerachsen der Kipphebel angeordnet, die Lagerachsen sind mittels sie durchragender Schrauben gegen die Lagerbrük ke verspannt gehalten, gekennzeichnet durch folgende Merkmale, neben dem Nockenwellenlager (3) ist eine sich am Zylinderkopf (1) abstützende und zum Motorblock durchragende und dort eingereifende Spannschraube (5) mit einem längeren zylindrischen Kopf (6) angeordnet, der längere zylindrische Kopf (6) weist ein Innenprofil (7) und dahinterliegend ein dem Kernquerschnitt des Innenprofils (7) angepaßtes Innengewinde (8) auf, die die Lagerachsen (4) durchragenden Schrauben (9) sind im Innengewinde (8) des Kopfes (6) der Spannschrauben (5) eingeschraubt.
2. Zylinderkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Zylinderkopf (1) unterhalb einer Deckfläche (ZK) neben dem Nockenwellenlager (3) eine Spannfläche (13) angeordnet ist, die einen größeren Außendurchmesser als der Kopf (6) der Spannschraube (5) aufweist, wobei die Spannschraube (5) über ei nen, dem größeren Außendurchmesser der Spannfläche (13) angepaßten Druckring (14) gegen den Zylinderkopf (1) verspannt ist.
3. Zylinderkopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Zylinderkopf (1) unterhalb der Spannfläche (13) ein Innengewinde (16) angeord net ist, dessen Innendurchmesser größer als der Außendurchmesser des Außen gewindes (17) oder des Schaftes der Spannschraube (5) ist.
4. Zylinderkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich um die Spannschraubenachse (SA) neben den Nockenwellenlagern (3) eine Hilfsspannfläche (20) in der Lagerbrücke (2) erstreckt, die vorzugsweise in der Spannebene (Sp) weiterer Befestigungsschrauben (21) liegt.
5. Zylinderkopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ölzuführungskanal (25) für Nockenwellenlager (3) im Zylinderkopf (1) in einem Spannschraubendurchgang (11) oberhalb der inneren Spannfläche (13) mündet und die Lagerachsen (4) für Kipphebel eine zentrale Verteilungsbohrung aufweisen.
6. Zylinderkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerbrücken (2) intergraler Bestandteil eines am Zylinderkopf (1) befestigten Lagerrahmens sind.
7. Verfahren zum Herstellen von Zylinderköpfen nach einem oder mehreren der vorhe rigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung der Lager (3) für Nockenwellen und der Aufnahmen (31) von La gerachsen (4) die Lagerbrücke (2) am Zylinderkopf (1) mittels Befestigungsschrau ben (23) und Montageschrauben (30) verspannt ist, wobei ausgehend von im Zylin derkopf (1) unterhalb einer Deckfläche (ZK) angeordneten Innengewinden (16) die se Montageschrauben (30) gegen eine Hilfsspannflächen (20) der Lagerbrücke (1) verspannt sind.
Description:
Zylinderkopf für Verbrennungsmotoren und Verfahren zu seiner Herstellung Die Erfindung betrifft einen Zylinderkopf für Verbrennungsmotoren mit einer oder mehre- ren Lagergassen für Nockenwellen und Lagerachsen für Kipphebel gemäß dem Oberbe- griff des Hauptanspruches sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung.

Vorbekannt ist die gattungsgemäße Ausführung eines Zylinderkopfes durch die Schrift DE 42 32 783 A1, bei der einer Lagergasse für die Nockenwelle jeweils für jeden Zylinder eine Lagerachse für einen Kipphebel zum Antreiben einer Pumpe-Düse-Einheit zugeord- net ist.

Die Nockenwelle läuft in geteilten Lagern des Zylinderkopfes mit aufgeschraubten Lager- brücken. Oberhalb, jedoch neben den Nockenwellenlagern, sind an den Lagerbrücken Aufnahmen für Lagerachsen von Kipphebeln angeordnet, die durch die benachbarte Nok- kenwelle angetrieben werden.

Zwischen den Mittelachsen von der Lagergasse der Nockenwelle und den Aufnahmen für die Lagerachsen der Kipphebel ist jeweils eine Schraube positioniert, welche die jeweilige Lagerbrücke mit dem Zylinderkopf verbindet. Um eine Lage ihres Kopfes unterhalb der Lagerachse zu realisieren ist eine Einsenkung notwendig, die die jeweilige Aufnahme der Lagerachse durchdringt. Unmittelbar neben dieser Schraube ist die die Lagerachse der Kipphebel durchreichende Befestigungsschraube in der Lagerbrücke verschraubt,-siehe Fig. 3 der eingangs genannten Schrift.

Nachteilig ist, daß hohe Zugkräfte über die Befestigungsschraube von der Lagerachse der Kipphebel auf die Lagerbrücke und den Zylinderkopf übertragen werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem gattungsgemäßen Zylinderkopf eine günstige Ableitung der Zugkräfte vom Zylinderkopf, die an der Lagerachse der Kipphebel auftreten und von deren Befestigungsschrauben übertragen werden, zu erzielen.

Die Lösung dieser Aufgaben gelingt mit den Merkmalen des Patentanspruches 1. Die Zugkräfte aus dem Kipphebeltrieb werden direkt und ohne Belastung des Zylinderkopfes am Zylinderblock gegengelagert. Durch das erfindungsgemäße Verfahren gemäß Neben- anspruch, wird bei der Herstellung von Zylinderkopf und Lagerbrücken durch ein betriebs- gerechtes Verspannen eine genaue Bearbeitung der Lagergasse der Nockenwelle sowie der Aufnahmen für die Lagerachsen der Kipphebel erzielt.

Anhand einer Zeichnung wird nachfolgend ein Ausführungsbeispiel der Erfindung be- schrieben.

Es zeigt : Fig. 1 beidseitige Ausschnitte eines erfindungsgemäßen Zylinderkopfes im Querschnitt einer Ebene quer zu den Mittelachsen der Nockenwelle mit der Verschraubung einer Lagerbrücke, Fig. 2 den linksseitigen Ausschnitt, gemäß Fig. 1, im montierten Zustand zum Bearbei- ten der Lager für die Nockenwellen und der Aufnahme für die Lagerachse der Kipphebel.

In Fig. 1 sind beidseitig Ausschnitte von einem Querschnitt des erfindungsgemäßen Zylin- derkopfes 1 gezeigt, der durch eine Ebene mit der Verschraubung einer Lagerbrücke 2 für eine zweigeteilte Nockenwellenlagerung 3 verläuft.

Die Lagerbrücke 2 ist zusätzlich als Träger einer Lagerachse 4 für Kipphebel-nicht dar- gestellt-ausgeführt, die vorzugsweise auch zum Antrieb von Pumpe-Düse-Einheiten dienen. Die Lagerachse 4 veriäuft unmittelbar neben und unterhalb der Nockenwellenlager 3 und ist mittels durch diese geführte Schrauben 9 gegen Aufnahmen 31 in der Lager- brücke 2 verspannt gehalten.

Unmittelbar neben dem Nockenwellenlager 3 ist eine am Zylinderkopf 1 abgestützte, zur Deckfläche ZB eines Zylinderblocks-nicht dargestellt-reichende und dort einge- schraubte Spannschraube 5 mit einem längeren zyiindrischen Kopf 6 angeordnet. In die- sem Kopf 6 der Spannschraube 5 ist ein Innenprofil 7 und hinter diesem liegend ein dem Kernquerschnitt des innenprofils 7 angepaßtes Innengewinde 8 ausgeführt. Die die La- gerachse 4 und Lagerbrücke 2 durchragende Schraube 9 ist im Innengewinde 8 des Kopfes 6 der Spannschrauben 5 eingeschraubt.

Der Zylinderkopf 1 weist unterhalb der Deckfläche ZK neben dem Nockenwellenlager 3 in einer Einsenkung 11 eine Spannfläche 13 auf, die einen größeren Außendurchmesser als der Kopf 6 der Spannschraube 5 hat. Die Spannschraube 5 drückt im verspannten Zu- stand über einen, dem größeren Außendurchmesser der Spannfläche 13 angepaßten Druckring 14 gegen den Zylinderkopf 1. Ausgehend von der Spannfläche 13 ist ein Innen- gewinde 16 im Zylinderkopf 1 angeordnet, dessen Innendurchmesser mindestens größer als der Außendurchmesser des Außengewindes 17 oder des ggf. größeren Schaftdurch- messers der Spannschraube 5 ist.

Eine gleichartige Anordnung mit einer Spannschraube 5 ist auch am rechten Nockenwel- leniager 3 in Fig. 1 vorhanden. In diesem Bereich wird die Lagerbrücke 2 mit einer in die Spannschraube 5 eingreifenden Schraube 21 unter Zwischenschalten eines Druckringes 22 gegen den Zylinderkopf 1 verspannt.

Die Spannschrauben 5 übertragen die Kräfte zum Verspannen von Zylinderkopf 1 und Lagerbrücke 2 bzw. auch der Lagerachse 4 direkt zum Zylinderblock. Verformungen des Zylinderkopfes 1 oder der Lagerbrücke 2 durch an der Lagerachse 4 auftretende hohe Kräfte werden vermieden. Durch diese Wirkung ist die erfindungsgemäße Lösung beson- ders für Gestaltungen des Zylinderkopfes 1 oder der Lagerbrücke 2 aus Leichtmetall gün- stig.

Eine unmittelbar neben und oberhalb der Nockenwellenlager 3 liegende Hilfsspannfläche 20 an der Lagerbrücke 2 erstreckt sich um die Spannschraubenachse SA. Sie liegt vor- zugsweise in der Spannebene Sp von weiteren Schrauben 21 und 23 zum Befestigen der Lagerbrücke 2 am Zylinderkopf 1.

Im Zylinderkopf 1 ist ein mit Drucköl beaufschlagter Olkanal 24 vorhanden. Von ihm ver- läuft ein Ölzuführungskanal 25 zum Nockenwellenlager 3, der auch in einer Einsenkung 11 im Durchgangsbereich der Spannschraube 5 mündet. Drucket gelangt von dort zur Lagerachse 4, die eine zentrale Verteilungsbohrung-nicht dargestellt-zur Versorgung der Schmierstellen an den Kipphebeln aufweist. <BR> <BR> <BR> <BR> <P>Lagerbrücken 2 können intergraler Bestandteil eines am Zylinderkopf 1 befestigten Lager- rahmens sein, der die gesamte Kontur des Zylinderkopfes 1 umfaßt. <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <P>Erfindungsgemaf3 wird zur Herstellung der Nockenwellenlager 3 und der Aufnahme 31 für die Lagerachse 4 die Lagerbrücke 2 am Zylinderkopf 1 mittels der Befestigungsschrauben 23 und Montageschrauben 30 verbunden. Die Montageschrauben 30 wirken gegen die Hilfsspannflächen 20 an der Lagerbrücke 2 und sind im unterhalb der Spannflächen 13 angeordneten Innengewinde 16 im Zylinderkopf 1 verschraubt.

Mit dieser Art der Vormontage von Zylinderkopf 1 und Lagerbrücke 2 wird eine funktions- gerechte Verspannung gewährleistet, so daß eine paßgerechte Herstellung der Nocken- wellenlagerungen 3 und Aufnahmen 31 für die Lagerachse 4 der Kipphebel erfolgen kann.