DE3637199A1 - Kipphebelbock fuer wassergekuehlte brennkraftmaschinen mit 3 oder 4 ventilen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Kipphebelbock für wasserge­ kühlte Brennkraftmaschinen nach dem Oberbegriff des An­ spruchs 1.

Bei Vier-Ventil-Zylinderköpfen, mit je zwei Ein- und Aus­ laßventilen ist die Steuerung komplizierter als bei Zwei-Ventil-Zylinderköpfen. Während dort die Einspritzdüse schräg zu der Zylinderachse steht und die zwei Ventile in der Zylinderkopfmitte untergebracht werden können, ist man bestrebt, bei Vier-Ventil-Zylinderköpfen das Einspritzven­ til in der Mitte senkrecht einzubauen, und die vier Gas­ wechselventile, je zwei parallel zueinander um die Ein­ spritzdüse zu verteilen. Die beim Vier-Ventil-Zylinderkopf erforderliche Optimierung der Ventilsitze bezüglich Lage und Größe sowie die Unterbringung der Kipphebelstoßstangen auf der "kalten" Einlaßseite des Zylinderkopfes erschweren den Einbau der Kipphebellagerung erheblich, da die Ventil­ federfreiräume die Kipphebelbockauflage beschneiden.

Aus der DE-AS 11 79 764 ist eine Ventilsteuerung für eine Brennkraftmaschine mit zwei Einlaß- und zwei Auslaßventi­ len pro Zylinder bekannt, wo die gleichsinnig wirkenden Arme der zwei Kipphebel ungleich lang sind und die Arme jedes Kipphebels in einer Ebene senkrecht zu seiner unter einem Winkel zur Längsmittelebene der Brennkraftmaschine angeordneten Schwingachse liegen. Durch die oben erwähnten Maßnahmen kann bei einer vorgegebenen zweckmäßigen Anord­ nung der Steuerwelle und der Ansaug- bzw. Auspuffleitungen zueinander mit geringstem Aufwand eine verschleißfeste Ventilsteuerung erreicht werden.

Mit dieser Kipphebelgestaltung hat man zwar die ver­ schleißfördernden Querkräfte eleminiert, jedoch ist das Übersetzungsverhältnis - Ventilhub zu Stößelhub - durch diese Lagerungsart merklich groß geworden, was einer Zu­ nahme der Kräfte und somit auch der Hertz′schen Pressung zwischen Nocken und Stößel entspricht, deren Größe für die Haltbarkeit der betroffenen Teile mitbestimmend ist. Durch die über den Zylinderkopf hinausragenden Konturen der Kipphebelachse und demzufolge auch die des Lagerbolzens ist eine schwingungsfreie Befestigung des Lagerbocks auf bzw. am Zylinderkopf sehr aufwendig und bedarf zusäztli­ cher Verstärkung des Zylinderkopfes an der Befestigungs­ stelle, insbesondere bei der Stelle die in der Nähe des Auslaßkanals bzw. Einlaßkanals liegt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kipphebel­ bock vorzuschlagen, der kompakt und steif ausgebildet ist, und so auf dem Zylinderkopf zu befestigen ist, daß ein di­ rekter Kraftfluß zu seinen Befestigungsschrauben stattfin­ det.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst.

Die steife Ausbildung des Kipphebelbocks mit drei senk­ rechten Wänden die in Flucht nebeneinander raumsparend stehen wird zusätzlich durch die Querverbindungswände ver­ stärkt. Ein weiterer Vorteil der Querverbindungswände be­ steht darin, daß sie die überschüssige Ölmenge, die von den Bolzenaugen abfließt, abfangen und weit von den Ven­ tilfedern durch die Durchbrüche für die Stoßstangen ins Kurbelgehäuse ableiten, da sonst in Folge von Kondenswas­ ser, das sich bei einem Ölsumpf am Federfuß bilden kann, Bruchgefahr für die Ventilfeder durch Korrosion besteht.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung werden die Lager­ bolzen von außen durch den Kipphebelbock und den jeweili­ gen Kipphebel geschoben und vorzugsweise mit einer Kappe öldicht verschlossen. Diese vorteilhafte Anordnung er­ leichtert die Montage und den Wechsel des Lagerbolzens, sowie den Zustand der Schmierung des Teiles zu kontrollie­ ren, ohne die Zylinderkopf-Haube abzubauen.

Die senkrechte Mittelwand ist zweckmäßigerweise so ausge­ bildet, daß sie den aus dem Zylinderkopf kommenden Haupt­ wasserübertritt überdeckt und bietet somit neben Zugäng­ lichkeit der Anschlußstelle an der Hauptleitung, eine merkliche Erhöhung der Austrittsstelle über der Zylinderkopf-Deckplatte, was insbesondere bei V-Motoren wünschenswert ist, und zudem wird der Kipphebelbock durch das in der mittleren Wand durchfließendes Wasser gekühlt.

Die mittlere Wand ist auf die notwendige Länge zur Aufnah­ me der beiden Kipphebelbolzen verkürzt und niedriger ge­ staltet, damit sie bei der Bearbeitung der Außenwände, zwecks Schaffung der entsprechenden Haubendichtflächen entlang der Kante, nicht stört, was eine Erleichterung und Vereinfachung bei der Herstellung der Sitzflächen bedeutet.

Der Kipphebelbock ist auf dem Zylinderkopf mit 3 Schrauben befestigt. Bei den außenliegenden Schrauben handelt es sich um Stiftschrauben mit Muttern, die zweckmäßigerweise parallel in einer Ebene zu den Zylinderkopfbefestigungs­ schrauben liegen. Dadurch wird ein optimaler Kraftfluß von diesen Schrauben in den Zylinderkopfboden bzw. zu den Zy­ linderkopfbefestigungsschrauben erreicht, was eine optima­ le Steifheit der Verbindung bringt. Durch die vorteilhafte Anordnung der seitlich angebrachten Stiftschrauben in Be­ zug auf der Lage der Kipphebelbolzen werden diese für die Bolzen und für die dort darauf angebrachten Kappen als zu­ sätzliche Sicherung gegen Herausfallen dienen.

Der Kipphebelbock ist so ausgestaltet und auf dem Zylin­ derkopf befestigt, daß dieser nach seiner Befestigung bei Montagearbeiten (z. B. Zylinderkopfabbau) nicht vorher entfernt werden muß, wodurch eine wiederholte Einstellung des Ventilspiels in diesem Fall sich erübrigt. Zudem dient der Kipphebelbock nach seiner Montage auf dem Zylinderkopf als Gegenlager für die Düsenhalterbefestigung und somit kann auf die sonst üblichen Fixierteile (zusätzlich auf der Zylinderkopfdeckplatte angebrachten Stifte und ähnli­ ches) verzichtet werden.

Die Zugänglichkeit zu den Ventilen ist durch die vorteil­ hafte Konstruktion der senkrechten Wände gewährleistet, da der Kipphebelbock nur einen Einlaß- und einen Auslaßven­ tilbereich zum Teil umschließt und somit die Zylinderkopf-Deckplatte nur zum geringen Anteil überdeckt. Die Außenwände dämmen die Ventilgeräusche nach außen und tragen zur Herabsetzung des gesamten Schallabstrahlung bei. Sie sind in vorteilhafterweise nach außen gewölbt und weisen eine bearbeitete Fläche aus, die zusammen mit dem Zylinderkopf mittels Dichtung einen Sitz für die Zylinder­ kopf-Haube bietet. Durch die anteilige Verlegung der Dichtfläche auf die Außenwände des Kipphebelbocks wird die Berührungsfläche der Dichtung mit dem auf der Zylinderkopf-Deckplatte stehenden Schmieröl merklich ver­ ringert, was zu einer guten und langlebigen Dichtungswir­ kung beiträgt.

Um einen festen Sitz der Haube im Übergangsbereich vom Kipphebelbock zur Zylinderkopf-Deckplatte zu schaffen, werden die an dieser Stelle vorgesehenen Befestigungs­ schrauben der Haube in unmittelbarer Nähe der zur Boden­ platte hin schräg abfallenden Bockkontur angebracht.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird ein Teilstück der Kühlwassersammelleitung in den Kipphebelbock inte­ griert. Dieses Teilstück ist stirnseitig so ausgebildet, daß es mit den benachbarten Teilen durch Zwischenschaltung von Verbindungselementen, z. B. Steckstücke, eine einfache und wirtschaftliche Kühlwasserleitung bildet. Die auf die­ se Weise hergestellte Kühlwassersammelleitung kann belie­ big bei jeder Zylinderzahl sowie bei Reihen- und V-Motoren eingesetzt werden. Auf die sonst am Motor angepaßten, und daher bei der Herstellung und Ersatzteilhaltung relativ teuren Kühlwasserleitungen kann verzichtet werden. Durch diese vorteilhafte Ausführung sind die erforderlichen Mon­ tage und Demontagearbeiten erheblich vereinfacht. Die obe­ re Fläche des Kühlwasser-Teilstücks, die über die Zylin­ derkopfkontur hinausgeht kann zusätzlich als geeignete Träger- bzw. Anschraubfläche für Kabel und Meßinstrumente dienen.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die vor­ liegenden Zeichnungen verwiesen:

Es zeigen:

Fig. 1 einen Zylinderkopf mit Ein- und Auslaßventilen 6 und 7 sowie mit Einspritzventil 10 mit den Stoßstangen 11 auf der "Kalten" Saugseite angeordnet.

Fig. 2 einen Zylinderkopf mit dem darauf befestigten Kipphebelbock.

Fig. 3 eine Seitenansicht X, des auf dem Zylinderkopf aufgeschraubten Kipphebelbocks und der daran befestigten Zylinderkopfhaube mit einem Teilschnitt nach der Linie II-II in Fig. 2.

In Fig. 1, und soweit mit anderen Figuren übereinstimmend, ist ein Zylinderkopf 1 gezeigt mit vier Durchgangsbohrun­ gen 2 zur Aufnahme der Zylinderkopfbefestigungsschrauben 3, mit zwei Einlaßkanälen 4 und einem Auslaßdoppelkanal 5. Die Einlaßventile 6 und die Auslaßventile 7 sind in be­ kannter Weise aus der senkrechten Achse des Zylinderkopfs gedreht und umgeben das in der Zylinderkopfmitte mündende Einspritzventil 10. Der Hochdruckanschluß 10′ ist seitlich auf der "Kalten" Saugseite des Zylinderkopfes herausge­ führt. Die Stoßstangen 11 und 12 sind auf der "Kalten" Einlaßseite im Freiraum zwischen den beiden Einlaßkanälen 4 und in dem daneben freiliegenden Raum parallel zueinan­ der untergebracht.

Fig. 2 zeigt eine Draufsicht des Zylinderkopfes mit dem darauf befestigtem Kipphebelbock 13. Der erfindungsgemäße Kipphebelbock ist als Gußteil aus drei senkrechten Wänden 20, 21, 22 geformt, die in der waagerechten Ebene im un­ teren Bereich in der Nähe der Zylinderkopfdeckplatte mit Querverbindungswänden 23 versteift sind. Die Querverbin­ dungswände 23 sind so geformt, daß sie für die Stoßstangen 12 Durchtrittsöffnungen 32 aufweisen, durch die auch das aus den Lagerbolzen 16 abtropfende Öl zum Kurbelgehäuse hin abgeleitet wird.

Jede der senkrechten Außenwände 20, 21 des Kipphebelbocks 13 hat eine durchgehende Querbohrung, welche mit dem je­ weils in der Mittelwand 22 gegenüberliegenden Sacklock ei­ nen Lagerbolzen 16 aufnimmt, auf dem jeweils der Einlaß­ kipphebel 14 und der Auslaßkipphebel 15 gelagert sind.

Der Kipphebelbock ist so konstruiert, daß die Außenwände 20, 21 nur einen Teil vom Einlaßventilfederbereich 8 und einen Teil vom Auslaßventilfederbereich 9 umschließen, und die mittlere Wand 22 ist so kurz gestaltet, so daß das Einspritzventil 10 senkrecht nach oben ohne zusätzliche Montagearbeiten aus- und eingebaut werden kann. Der Kühl­ wasserübertritt 27 ist in der Mittelwand 22 integriert und mündet in der Hauptwasserleitung.

Der Kipphebelbock ist seitlich mit zwei Stiftschrauben 26 mit Muttern 18 und einer durch die Mittelwand gezogenen Schraube 34 befestigt. Die seitlich angebrachten Stift­ schrauben 26 mit den Muttern sind so plaziert, daß jede Schraube jeweils in einer Ebene mit der benachbarten Zy­ linderkopfbefestigungsschraube 3 liegt und zugleich als Sicherung für die Lagerbolzen 16 gegen Herausfallen dienen.

Der in den Kipphebelbock integrierte Teil der Kühlwasser­ leitung 19 ragt aus der Zylinderkopfkontur heraus und bil­ det so mit dem benachbarten Teil verbunden durch das Ver­ bindungsstück 25 eine vollständige Kühlwassersammellei­ tung. Die freie Auflagefläche 33 kann als Anschraubfläche für Kabelbahnen und/oder Meßinstrumente verwendet werden.

In Fig. 3 ist die Zylinderkopfhaube 28 im Teilschnitt dar­ gestellt. Die Abschlußkonturen der Haube mit der darun­ terliegenden Gummidichtung 30 verlaufen zum Teil auf den senkrechten Außenwänden 20, 21 des Kipphebelbocks und zum Teil auf der Zylinderkopfoberkante 31 und schließen den Kipphebel- und Ventilbereich nach außen öldicht ab. Die Haube ist in ihrer Lage mit den Schrauben 29 befestigt, von denen jeweils eine Schraube im Übergangsbereich vom Kipphebelbock zum Zylinderkopf in unmittelbarer Nähe der abfallenden Bockkontur angebracht ist.

Zwischen Kipphebelbock 13 und Zylinderkopfoberkante 31 wird eine Flüssigdichtung verwendet!

Claims (9)

1. Kipphebelbock für wassergekühlte Bren­ nkraftmaschinen mit mehr als zwei im Zylinderkopf angeord­ neten Gaswechselventilen je Zylindereinheit, die von einer Nockenwelle über Stoßstangen und in einem Lagerbockaufsatz gelagerten Kipphebelböcken betätigt werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Kipphebelbock aus drei senkrechten Wänden (20, 21, 22) besteht, die auf ihrem dem Zylinderkopf benachbarten Bereich mit Querverbindungswän­ den (23) versteift sind, welche Durchtrittsöffnungen (32) für die Stoßstangen (11, 12) aufweisen.

2. Kipphebelbock nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die senkrechten Wände (20, 21, 22) etwa in Flucht nebeneinanderstehend angeordnet sind.

3. Kipphebelbock nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die die Außenwände bildenden senkrechten Wände (20, 21) durchgehende Querbohrungen ha­ ben, deren Achsen seitlich versetzt zueinander liegen, und die die Mittelwand bildende senkrechte Wand (22) jeweils, einer Querbohrung gegenüberliegend ein Sackloch hat, in die Lagerbolzen (16) seitlich eingeschoben sind.

4. Kipphebelbock nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die senkrechte Mitttelwand (22) so ausgebildet ist, daß sie den aus dem Zylinderkopf kommenden Hauptwasserübertritt (27) überdeckt.

5. Kipphebelbock nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelwand (22) in ihrer Länge kürzer und niedriger als die beiden Außenwände (20, 21) ist.

6. Kipphebelbock nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die den Kipphebelbock (13) auf dem Zylinderkopf befestigenden Befestigungselemente, ins­ besondere Stiftschrauben (26) mit Muttern (18) derart an­ geordnet sind, daß sie in ihrer Einbaulage die Lagerbolzen gegen Herausfallen sichern.

7. Kipphebelbock nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß der Kipphebelbock sowohl in der senkrechten als auch in der waagerechten Ebene jeweils nur einen Einlaß- und einen Auslaßventilbereich (8, 9) zum Teil umschließt.

8. Kipphebelbock nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Außenwände (20, 21) nach außen gewölbt und mit daran anschließender auf die Zylinderkopf-Oberkante (31) zulaufender Schräge ausgebil­ det sind, und zusammen mit dem Zylinderkopf (1) mittels Dichtung (30) einen Sitz für die Zylinderkopf-Haube (28) bildet.

9. Kipphebelbock nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß der Kipphebelbock über die Zy­ linderkopf-Kontur hinausgehend ein integriertes Teilstück (19) der Kühlwasser-Sammelleitung (24) aufweist.