Zylinderköpfeinheit

Die Erfindung betrifft eine Zylinderkopfeinheit nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Es sind bereits Zylinderkopfeinheiten, insbesondere einer Brennkraftmaschine, mit zumindest einer Hauptbetriebsmit- telausnehmung, die dazu vorgesehen ist, ein Betriebsmittel für ein Ventilspielausgleichs- und Ventiltriebschaltelement zu leiten, bekannt.

Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, eine kompakte Zylinderkopfeinheit bereitzustellen. Sie wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung geht aus von einer Zylinderkopfeinheit, insbesondere einer Brennkraftmaschine, mit zumindest einer Haupt- betriebsmittelausnehmung, die dazu vorgesehen ist, ein Betriebsmittel für ein Ventilspielausgleichs- und Ventiltriebschaltelement zu leiten.

Es wird vorgeschlagen, dass die Hauptbetriebsmittelausnehmung zumindest einen Versorgungsabschnitt aufweist, der dazu vor ^¬ gesehen ist, einen Versorgungsdruck bereitzustellen, und zu-

mindest einen Schaltabschnitt aufweist, der dazu vorgesehen ist, einen Schaltdruck bereitzustellen. Unter einer „Be- triebsmittelausnehmung" soll dabei insbesondere eine Ausnehmung verstanden werden, die ein unterbrechungsfreies Hohlvolumen zur Leitung eines Betriebsmittels aufweist und die vorzugsweise in einem Fertigungsschritt eingebracht wird. Unter einer „Hauptbetriebsmittelausnehmung" soll eine Betriebsmit- telausnehmung verstanden werden, die unmittelbar an eine Aufnahmevorrichtung für das Ventilspielausgleichs- und Ventil- triebschaltelements angrenzt, bzw. die unmittelbar mit einem Verbindungsausnehmung des Ventilspielausgleichs- und Ventil- triebschaltelement, über die der Schaltdruck bzw. der Versorgungsdruck in das Ventilspielausgleichs- und Ventiltrieb- schaltelement eingeleitet wird, verbunden ist. Durch eine erfindungsgemäße Ausgestaltung kann auf weitere Hauptbetriebs- mittelausnehmungen, die ebenfalls unmittelbar an die Aufnahmevorrichtung angrenzt, verzichtet werden, wodurch eine kompakte Bauweise der Zylinderkopfeinheit ermöglicht wird. Vorzugsweise sind dabei der Versorgungsabschnitt und der Schaltabschnitt dazu vorgesehen, hydraulisch voneinander getrennt zu werden. Unter einem „Fertigungsschritt" soll dabei insbesondere verstanden werden, dass die Strukturen in einem zeitlich zusammenhängenden Vorgang und/oder durch ein Werkzeug bzw. einen Bearbeitungsvorgang eingebracht werden, wie beispielsweise ein Fräsen, ein thermisches Verformen oder ein Gießen.

Weiter wird vorgeschlagen, dass der Versorgungsabschnitt und der Schaltabschnitt im Wesentlichen koaxial angeordnet sind. Dadurch ist eine besonders einfache Einbringung der Betriebs- mittelausnehmung in die Zylinderkopfeinheit möglich. Unter „im Wesentlichen" soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass Haupterstreckungsachsen der Abschnitte zu einer beliebigen Geraden einen Winkel aufweisen, der

kleiner ist als 10 Grad, wobei kleiner als 5 Grad vorteilhaft und Null Grad besonders vorteilhaft ist. Weiter soll unter „im Wesentlichen koaxial" insbesondere verstanden werden, dass sich zumindest eine Ebene senkrecht zu der Geraden findet, bei der die Abschnitte auf unterschiedlichen Seiten der Ebene liegen. Außerdem soll „unter im Wesentlichen" in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass minimale Abstände der Haupterstreckungsachsen von der Geraden kleiner sind als mittlere Radien des entsprechenden Abschnitte. Vorzugsweise sind die Haupterstreckungsachsen der Abschnitte bzw. die Abschnitte selber koaxial angeordnet.

Insbesondere wird vorgeschlagen, dass die Hauptbetriebsmit- telausnehmung als eine Tieflochbohrung ausgeführt ist, wodurch eine koaxiale Anordnung besonders einfach erreicht werden kann.

Grundsätzlich können der Versorgungsabschnitt und der Schaltabschnitt beliebig angeordnet werden. Insbesondere bei Be- triebsmittelausnehmungen, die mittels Gießen hergestellt sind, ist es dabei denkbar, ungeradlinig verlaufende Be- triebsmittelausnehmungen herzustellen, die in einem beliebigen Winkel aufeinander treffen und dort eine Kavität bilden, die eine Unterteilung in den Versorgungsabschnitt und den Schaltabschnitt ermöglicht.

Ferner wird vorgeschlagen, dass die Hauptbetriebsmittelaus- nehmung im Wesentlichen in einer Zylinderkopflängsrichtung verläuft. Unter einer „Zylinderkopflängsrichtung" soll dabei insbesondere eine Richtung verstanden werden, in der Zylinder der Brennkraftmaschine angeordnet sind. Dadurch kann der Schaltdruck, bzw. der Versorgungsdruck einfach an Ventiltriebe aller Zylinder herangeführt werden. Grundsätzlich kann die Hauptbetriebsmittelausnehmung aber auch im Wesentlichen in

einer Zylinderkopfquerrichtung verlaufen, wodurch der Schaltdruck bzw. der Versorgungsdruck einfach an verschiedene Ventiltriebe eines einzelnen Zylinders, beispielsweise an einen Ventiltrieb für eine Gaseinlassseite und einen Ventiltrieb für eine Gasauslassseite, herangeführt werden kann.

Vorzugsweise weist die Zylinderkopfeinheit zumindest eine Aufnahmevorrichtung auf, an die der Versorgungsabschnitt und der Schaltabschnitt der Hauptbetriebsmittelausnehmung angrenzen und die dazu vorgesehen ist, das Ventilspielausgleichsund Ventiltriebschaltelement aufzunehmen. Dadurch kann einfach über die beiden Abschnitte das Ventilspielausgleichsund Ventiltriebschaltelement mit Betriebsmittel versorgt werden.

Weiter wird vorgeschlagen, dass die Ventiltriebvorrichtung zumindest ein Trennelement aufweist, das dazu vorgesehen ist, den Versorgungsabschnitt und den Schaltabschnitt hydraulisch voneinander zu trennen. Dadurch ist eine hydraulische Trennung einfach und flexibel erreichbar.

Insbesondere wird vorgeschlagen, dass das zumindest eine Trennelement als zumindest ein Ventilspielausgleichs- und Ventiltriebschaltelement ausgeführt ist, das den Versorgungsabschnitt und den Schaltabschnitt hydraulisch voneinander trennt. Durch ein Ventilspielausgleichs- und Ventiltriebschaltelement ist eine Trennung besonders einfach erreichbar. Insbesondere kann dadurch auch Bauraum eingespart werden.

Ferner wird zumindest eine Verbindungsbetriebsmittelausneh- mung vorgeschlagen, die mit einem der Abschnitte der Hauptbetriebsmittelausnehmung verbunden ist. Dadurch kann ein Betriebsmittel einfach in die einzelnen Abschnitte eingeleitet werden. Vorzugsweise ist die Verbindungsbetriebsmittelausneh-

mung weiter mit einer Betriebsmittelquelle verbunden. Unter einer „Betriebsmittelquelle" soll dabei insbesondere eine Vorrichtung verstanden werden, die dazu vorgesehen ist, einen Betriebsmitteldruck und insbesondere eine Schalt- und/oder Versorgungsdruck zu erzeugen. Vorzugsweise ist die Betriebsmittelquelle räumlich getrennt von der Zylinderkopfeinheit angeordnet und ist über Leitungen mit der Zylinderkopfeinheit verbunden, wobei diese Leitungen grundsätzlich auch als Be- triebsmittelausnehmungen ausgebildet sein können. Vorzugsweise ist die Verbindungsbetriebsmittelausnehmung mit genau einem Abschnitt, insbesondere einem Schaltabschnitt, verbunden, wobei es Verbindungsbetriebsmittelausnehmungen geben kann, die mit jeweils einem Abschnitt, insbesondere genau einem Schaltabschnitt, der Hauptbetriebsmittelausnehmung verbunden sind.

Vorteilhafterweise ist die Verbindungsbetriebsmittelausneh- mung mit dem Schaltabschnitt verbunden und dazu vorgesehen, einen Schaltdruck für das Ventilspielausgleichs- und Ventil- triebschaltelement bereitzustellen. Dadurch ist insbesondere eine Versorgung mit dem Schaltdruck einfach möglich. Ist weiter die Verbindungsbetriebsmittelausnehmung als eine Tieflochbohrung ausgeführt, kann die Verbindungsbetriebsmit- telausnehmung besonders einfach in die Zylinderkopfeinheit eingebracht werden.

Außerdem wird vorgeschlagen, dass die Verbindungsbetriebsmit- telausnehmung im Wesentlichen senkrecht zu der Hauptbetriebsmittelausnehmung verläuft. Dadurch kann eine kurze Verbindung zu einer Betriebsmittelleitung, die den Schaltdruck bereitstellt, gefunden werden.

Weiter wird eine Schaltbetriebsmittelausnehmung vorgeschlagen, die mittels der Verbindungsbetriebsmittelausnehmung mit

einem Abschnitt der Hauptbetriebsmittelausnehmung verbunden ist. Dadurch kann auf einen außen liegenden Betriebsmittelkanal verzichtet werden, wodurch ein Bauraum weiter verringert werden kann.

Vorzugsweise verläuft die Schaltbetriebsmittelausnehmung im Wesentlichen parallel zu der Hauptbetriebsmittelausnehmung. Dadurch kann eine Versorgung aller Zylinder einfach erreicht werden. Insbesondere wird dabei vorgeschlagen, die Schaltbetriebsmittelausnehmung ebenfalls als eine Tieflochbohrung auszuführen.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.

Dabei zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer ölführung einer

ZyIinderköpfeinheit,

Fig. 2 eine Darstellung der Zylinderkopfeinheit und Fig. 3 einen Querschnitt durch die Zylinderkopfeinheit .

Figur 1 zeigt schematisch eine ölführung in einer erfindungsgemäßen Zylinderkopfeinheit einer Brennkraftmaschine. Die Zylinderkopfeinheit ist für eine Zylinderbank der Brennkraftmaschine vorgesehen. Eine zweite Zylinderbank ist nicht dargestellt. Die Zylinderbank, für die die Zylinderkopfeinheit vorgesehen ist, weist vier Zylinder 24, 25, 26, 27 auf. In der Zylinderkopfeinheit sind für jeden Zylinder 24, 25, 26, 27 vier Gaswechselventile 28 vorgesehen. In der Zylinderkopf-

einheit sind dazu Ventilführungen 29 angeordnet, wobei jeweils zwei Ventilführungen 29 auf einer Gaseinlassseite 30 und zwei Ventilführungen 29 auf einer Gasauslassseite 31 angeordnet sind. Für die beiden äußeren Zylinder 24, 27 der Zylinderbank: ist dabei auf der Gaseinlassseite 30 ein schaltbarer Ventiltrieb vorgesehen.

Der schaltbare Ventiltrieb der Gaseinlassseite 30 der beiden äußeren Zylinder 24, 27 wird mittels Ventilspielausgleichsund Ventiltriebschaltelementen 11, 12 realisiert, die zum einen ein Ausgleichselement aufweisen, mittels dem ein Ventilspiel selbstständig ausgeglichen wird, und die zum anderen ein Schaltelement aufweisen, mittels der der Ventiltrieb umgeschaltet werden kann. Der Ventiltrieb der Gaseinlassseite 30 der beiden mittleren Zylinder 25, 26 sowie der Ventiltrieb für alle Zylinder 24, 25, 26, 27 der Gasauslassseite 31 sind als herkömmliche Ventiltriebe, die nur Ventilspielausgleichs- elemente 38, 39, 40, 41, 42, 43 aufweisen, ausgebildet. Grundsätzlich können aber alle Zylinder 24, 25, 26, 27 mit einem Ventiltrieb mit Ventilspielausgleichs- und Ventiltriebschaltelementen 11, 12 ausgestattet werden.

Aufnahmevorrichtung 19, 20 für die Ventilspielausgleichs- und Ventiltriebschaltelemente 11, 12, bzw. Aufnahmevorrichtung 32, 33, 34, 35, 36, 37 für die Ventilspielausgleichselemente 38, 39, 40, 41, 42, 43 sind gleich ausgestaltet, wodurch eine flexible Ausgestaltung der Ventiltriebe ermöglicht wird. Die Aufnahmevorrichtungen 19, 20 an der Gaseinlassseite 30 der beiden äußeren Zylinder 24, 27 sind dabei dazu vorgesehen, die Ventilspielausgleichs- und Ventiltriebschaltelemente 11, 12 aufzunehmen, die restlichen Aufnahmevorrichtung 32, 33, 34, 35, 36, 37 sind dazu vorgesehen, die nicht schaltbaren Ventilspielausgleichselemente 38, 39, 40, 41, 42, 43 aufzu ^¬ nehmen (vgl. Figur 2).

Um für die beiden äußeren Zylinder 24, 27 auf der Gaseinlassseite 30 einen schaltbaren Ventiltrieb mit einem selbstständigen Ventilspielausgleich zu realisieren, werden zweiflutige Ventilspielausgleichs- und Ventiltriebschaltelemente 11, 12 verwendet, die über zwei Betriebsmittelzuleitungen mit einem Versorgungsdruck für den selbständigen Ventilspielausgleich und einen Schaltdruck für den schaltbaren Ventiltrieb versorgt werden.

Um eine kompakte zweiflutige Betriebsmittelversorgung zu realisieren, weist die Zylinderkopfeinheit eine Hauptbetriebs- mittelausnehmung 10 auf, die als eine Tiefbohrung ausgeführt ist und die im Wesentlichen in einer Zylinderkopflängsrich- tung 18, in der auch die Zylinder 24, 25, 26, 27 angeordnet sind, verläuft. Die Hauptbetriebsmittelausnehmung 10 ist als ein unterbrechungsfreies Volumen in einem Arbeitsschritt in die Zylinderkopfeinheit eingebracht (vgl. Figur 3).

Die Hauptbetriebsmittelausnehmung 10 weist insgesamt fünf Abschnitte 13, 14, 15, 16, 17 auf. Der erste Abschnitt 13, der dritte Abschnitt 15 und der fünfte Abschnitt 17 sind als Versorgungsabschnitte 13, 15, 17 ausgebildet, die den Versorgungsdruck für die Ventilspielausgleichs- und Ventiltriebschaltelemente 11, 12 bereitstellen. Der zweite Abschnitt 14 und der vierte Abschnitt 16 sind als Schaltabschnitte 14, 16 ausgebildet und stellen einen Schaltdruck für die Ventilspielausgleichs- und Ventiltriebschaltelemente 11, 12 bereit. Die einzelnen Abschnitte 13, 14, 15, 16, 17 bilden somit die Betriebsmittelzuleitungen für die Ventilspielausgleichs- und Ventiltriebschaltelemente 11, 12.

Durch die Ventilspielausgleichs- und Ventiltriebschaltelemente, durch die Trennelemente gebildet werden, werden die Ab ^¬ schnitte 13, 14, 15, 16, 17 der Hauptbetriebsmittelausnehmung

10 in hydraulisch voneinander getrennte Abschnitte 13, 14, 15, 16, 17 unterteilt. Die Ventilspielausgleichs- und Ventil- triebschaltelemente 11, 12 sind lagefest in den Aufnahmevorrichtungen 19, 20 angeordnet. Die Ventilspielausgleichs- und Ventiltriebschaltelemente 11, 12 weisen dabei jeweils eine definierte erste Seite, von der aus sie mit dem Schaltdruck versorgt werden, und eine definierte zweite Seite, von der aus sie mit dem Grundversorgungsdruck versorgt werden, auf. Vorrichtung an den Ventilspielausgleichs- und Ventiltrieb- schaltelementen 11, 12 für einen Anschluss der Betriebsmittelzuleitungen sind dabei auf gleicher Höhe an gegenüberliegenden Seiten der Ventilspielausgleichs- und Ventiltriebschaltelemente 11, 12 angeordnet.

Werden die Ventilspielausgleichs- und Ventiltriebschaltelemente 11, 12 in die entsprechenden Aufnahmevorrichtung 19, 20 eingesetzt, werden sie entsprechend einer Anordnung der angrenzenden Schaltabschnitte 14, 16 bzw. Versorgungsabschnitte 13, 15, 17 der Hauptbetriebsmittelausnehmung 10 ausgerichtet und dann durch die lagefeste Anordnung in dieser Stellung gehalten.

Jeweils einer der Versorgungsabschnitt 13, 15, 17 und einer der Schaltabschnitt 14, 16 grenzen an eine der Aufnahmevorrichtung 19, 20 für eines der Ventilspielausgleichs- und Ventiltriebschaltelemente 11, 12 an, wobei der Versorgungsabschnitt 13, 15, 17 und der Schaltabschnitt 14, 16 jeweils an gegenüberliegenden Seiten der Aufnahmevorrichtungen 19, 20 angrenzen.

Der erste und der dritte Abschnitt 13, 15 grenzen unmittelbar an die Aufnahmevorrichtungen 19 für die Ventilspielausgleichs- und Ventiltriebschaltelemente 11 des ersten Zylin ^¬ ders 24 an. Sie versorgen die Ventilspielausgleichs- und Ven-

tiltriebschaltelemente 11 mit dem Versorgungsdruck;. Der zweite Abschnitt 14 grenzt ebenfalls unmittelbar an die Aufnahmevorrichtungen 19 für die Ventilspielausgleichs- und Ventil- triebschaltelemente 11 des ersten Zylinders 24 an. Er ist in Zylinderkopflängsrichtung 18 zwischen den Aufnahmevorrichtungen 19 angeordnet und versorgt die Ventilspielausgleichs- und Ventiltriebschaltelemente 11 des ersten Zylinders 24 mit dem Schaltdruck.

Der dritte Abschnitt 15 versorgt neben einem der Ventilspielausgleichs- und Ventiltriebschaltelemente 11 des ersten Zylinders 24 die Ventilspielausgleichselemente 39, 41 der beiden mittleren Zylinder 25, 26 und eines der Ventilspielausgleichs- und Ventiltriebschaltelemente 12 des vierten Zylinders 27 mit dem Versorgungsdruck. Die Ventilspielausgleichselemente 39, 41 der beiden mittleren Zylinder 25, 26 sind dabei durchlässig ausgestaltet, wodurch der dritte Abschnitt 15 über Aufnahmevorrichtung 34, 36 für die Ventilspielaus- gleichselement 39, 41 der beiden mittleren Zylinder 25, 26 hinweggeht .

Neben dem dritten Abschnitt 15 grenzen an die Aufnahmevorrichtung 19 für die Ventilspielausgleichs- und Ventiltrieb ^¬ schaltelemente 12 des vierten Zylinders 27 der vierte Abschnitt 16 und der fünfte Abschnitt 17 an. Der vierte Ab ^¬ schnitt 16 liegt in Zylinderkopflängsrichtung 18 zwischen den Aufnahmevorrichtungen 19 für die Ventilspielausgleichs- und Ventiltriebschaltelemente 12 des vierten Zylinders 27 und versorgt die Ventilspielausgleichs- und Ventiltriebschaltelemente 12 mit dem Schaltdruck. Der fünfte Abschnitt 17 ver ^¬ sorgt das äußere der Ventilspielausgleichs- und Ventiltrieb ^¬ schaltelemente 12 des vierten Zylinders 27 mit dem Versor ^¬ gungsdruck.

Die verschiedenen Abschnitte 13, 14, 15, 16, 17 der Hauptbe- triebsmittelausnehmung 10 werden über unterschiedliche Betriebsmittelzuleitungen mit dem Schaltdruck bzw. dem Versorgungsdruck versorgt.

Der erste Abschnitt 13 ist über eine senkrecht verlaufende Betriebsmittelausnehmung 44 und einen nicht näher dargestellten Querkanal mit einer Betriebsmittelquelle verbunden und wird über diese Betriebsmittelausnehmung 44 mit dem Versorgungsdruck versorgt (vgl. Figur 3).

Der dritte Abschnitt ist über Betriebsmittelausnehmung 45, die in einer Einlassnockenwelle 49 verläuft, mit der Betriebsmittelquelle verbunden. Dargestellt ist ein übergangs ^¬ element 46, mittels dem die Betriebsmittelausnehmung 45 in der Einlassnockenwelle 49 mit dem dritten Abschnitt 15 der Hauptbetriebsmittelausnehmung 10 verbunden ist und mit dem Versorgungsdruck versorgt wird.

Der fünfte Abschnitt 17 ist über eine Betriebsmittelausnehmung 47 versorgt, mittels der die Ventilspielausgleichsele- raente 38, 40, 42, 43 der Gasauslassseite 31 mit dem Versorgungsdruck versorgt werden, und eine Querverbindung 48 mit der Betriebsmittelquelle verbunden. Die Betriebsmittelausnehmung 47 ist ebenfalls über die senkrecht verlaufende Betriebsmittelausnehmung 44 und einen nicht näher dargestellten Querkanal mit der Betriebsmittelquelle verbunden.

Für die Versorgung des zweiten Abschnitts 14 und des vierten Abschnitts 16, die als Schaltabschnitte 14, 16 ausgebildet sind, weist die Zylinderkopfeinheit eine Schaltbetriebsmit- telausnehmung 23 auf, die parallel zu der Hauptbetriebsmit ^¬ telausnehmung 10 verläuft. An der Schaltbetriebsmittelausneh- mung 23 liegt der Schaltdruck an.

Die Schaltbetriebsmittelausnehmung 23 ist über eine erste Verbindungsbetriebsmittelausnehmung 21 mit dem zweiten Abschnitt 14 der Hauptbetriebsmittelausnehmung 10 verbunden. über eine zweite Verbindungsbetriebsmittelausnehmung 22 ist die Schalbetriebsmittelausnehmung 23 mit dem vierten Abschnitt 16 der Hauptbetriebsmittelausnehmung 10 verbunden. über die Verbindungsbetriebsmittelausnehmungen 21, 22 werden die Ventilspielausgleichs- und Ventiltriebschaltelement 11, 12 der beiden äußeren Zylinder 24, 27 mit dem Schaltdruck versorgt .

Die Verbindungsbetriebsmittelausnehmungen 21, 22 sind dabei ebenfalls als Tiefbohrungen ausgeführt und verlaufen senkrecht zu der Hauptbetriebsmittelausnehmung 10, bzw. der Schaltmittelbetriebsausnehmung 23.