EP1998024B1 - Brennkraftmaschine mit Zylinderkopf und Nebenaggregat sowie Verfahren zur Herstellung einer derartigen Brennkraftmaschine - Google Patents

Brennkraftmaschine mit Zylinderkopf und Nebenaggregat sowie Verfahren zur Herstellung einer derartigen Brennkraftmaschine Download PDF

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EP1998024B1
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EP
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pump
end plate
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Matthias Krause
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Bayerische Motoren Werke AG
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B67/00—Engines characterised by the arrangement of auxiliary apparatus not being otherwise provided for, e.g. the apparatus having different functions; Driving auxiliary apparatus from engines, not otherwise provided for
    • F02B67/04—Engines characterised by the arrangement of auxiliary apparatus not being otherwise provided for, e.g. the apparatus having different functions; Driving auxiliary apparatus from engines, not otherwise provided for of mechanically-driven auxiliary apparatus

Definitions

  • the invention relates to an internal combustion engine comprising a cylinder head with bearing lanes for the storage of camshafts and at least one associated with the cylinder head accessory. Furthermore, the invention relates to a method for producing such an internal combustion engine.
  • a drive device for a liquid pump wherein arranged in a cylinder head, a rotating part of the liquid pump coaxial with a camshaft and rotatably connected to it.
  • the cylinder head has an outer wall which is separate from the pump, with the result that this arrangement has an additional element.
  • the object of the invention is therefore to develop an aforementioned internal combustion engine so that additional joints are avoided, a reliable and highly accurate assignment of camshafts and at least one accessory is guaranteed and a simplified assembly and a component reduction can be achieved.
  • a structurally separate bearing plate is provided, which also fulfills a flange function for the at least one accessory and with a method having the features of claim 6, in which Cylinder head and the bearing plate first processed separately and then joined together.
  • Particularly preferred embodiments and further developments of the invention are the subject of the dependent claims. It is particularly advantageous if the flange-forming end shield and a housing of the auxiliary unit are integrally formed integrally. Alternatively, the flange-forming end shield and a housing of the auxiliary unit can be non-positively and / or positively connected with each other.
  • the at least one accessory is a pump driven by a camshaft.
  • a particularly preferred embodiment of the method according to the invention is characterized in that the separate processing of the bearing plate comprises the production of an assembly bearing plate / accessory.
  • a cylinder head 100 of an internal combustion engine not shown here has two bearing lanes 102, 104 for supporting an intake and an exhaust camshaft.
  • a structurally separate bearing plate 106 is connected to the cylinder head 100.
  • the bearing plate 106 is screwed to the cylinder head 100, indicated in the drawing by bores 103.
  • the bearing plate 106 has two openings for further storage of the camshafts, wherein in the illustration only one opening 108 is visible, the other opening is from the housing 112 of a pump 110 hidden.
  • a pump 110 Connected to the bearing plate 106 is the housing 112 of a pump 110.
  • This may be a delivery pump, which may be designed, for example, as a gear pump, a high-pressure pump, which may be in the form of a piston pump or a vacuum pump.
  • the pump may be part of a fuel supply system of the internal combustion engine or provide a vacuum required for braking force assistance.
  • the Lagergasse 102 associated pump 110 is shown in the figure, of course, according to the invention, a further, the Lagergasse 104 associated pump can be provided.
  • the housing 112 of the pump 110 and the bearing plate 106 are integrally formed cohesively, the bearing plate 106 also forms a mounting flange of the pump 110.
  • the bearing plate 106 and the housing 112 of the pump 110 are non-positively and / or positively connected to each other, for example, by the housing 112 is placed on the bearing plate 106 and bolted from the inside to the bearing plate 106.
  • the bearing plate 106 and the housing 112 of the pump 110 can be glued together, welded, soldered or pressed. If necessary, provide a seal between bearing plate 106 and accessory 110.
  • the bearing plate 106 forms a mounting flange of the pump 110, a always required in known constructions separate pump flange is superfluous. In this way, space and material can be saved, the assembly is simplified. In addition, the number of components is reduced and the seal between the cylinder head 100 and bearing plate / pump 106/110 must not survive the stresses of chemical, thermal and / or mechanical nature of further processing of the cylinder head 100 and / or the bearing plate 106 and therefore can be targeted be adapted to the requirements of the tightness. The sealing of the cylinder head 100 can be made more robust.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine umfassend einen Zylinderkopf mit Lagergassen zur Lagerung von Nockenwellen sowie wenigstens ein dem Zylinderkopf zugeordnetes Nebenaggregat. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Brennkraftmaschine.
  • Aus der DE 196 24 240 A1 ist eine Brennkraftmaschine mit stirnseitig am Zylinderkopf, in Verlängerung der Nockenwellen angeordneten Pumpen bekannt. Die Pumpen weisen jeweils einen Flansch auf, mit dem sie am Zylinderkopf befestigt sind. So ist eine zusätzliche Trennfuge gebildet, welche gesondert abgedichtet werden muss. Außerdem ist es problematisch, die Lagergassen zur Aufnahme der Nockenwellen und die Pumpenaufnahme so genau zu bearbeiten, dass die für die Pumpe geforderten Schnittstellenvorgaben erreicht werden. Aus diesem Grunde sind gemäß der DE 196 24 240 A1 Gleitstückkupplungen vorgesehen.
  • Aus der DE 42 42 871 ist eine Antriebsvorrichtung für eine Flüssigkeitspumpe bekannt, wobei in einem Zylinderkopfe ein rotierendes Teil der Flüssigkeitspumpe koaxial zu einer Nockenwelle angeordnet und drehfest mit ihr verbunden ist. Der Zylinderkopfe weist eine Außenwand auf, die von der Pumpe getrennt ist,was zur Folge hat, dass diese Anordnung ein zusätzliches Element aufweist.
  • Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine eingangs genannte Brennkraftmaschine so weiterzubilden, dass zusätzliche Trennfugen vermieden werden, eine prozesssichere und hochgenaue Zuordnung von Nockenwellen und wenigstens einem Nebenaggregat gewährleistet ist und eine vereinfachte Montage sowie eine Bauteilreduktion erreicht werden können.
  • Die Lösung der Aufgabe erfolgt mit einer Brennkraftmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1, indem stirnseitig des Zylinderkopfes ein baulich gesondertes Lagerschild vorgesehen ist, das für das wenigstens eine Nebenaggregat zugleich eine Flanschfunktion erfüllt sowie mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 6, in dem der Zylinderkopf und das Lagerschild zunächst gesondert bearbeitet und dann zusammengefügt werden. Besonders zu bevorzugende Ausführungsbeispiele und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Von besonderem Vorteil ist es, wenn das flanschbildende Lagerschild und ein Gehäuse des Nebenaggregats stoffschlüssig einteilig ausgestaltet sind. Alternativ können das flanschbildende Lagerschild und ein Gehäuse des Nebenaggregates kraft- und/oder formschlüssig miteinander verbunden sein.
  • Vorzugsweise ist das wenigstens eine Nebenaggregat eine von einer Nockenwelle angetriebene Pumpe.
  • Eine besonders bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass die gesonderte Bearbeitung des Lagerschilds die Herstellung einer Baugruppe Lagerschild/Nebenaggregat umfasst.
  • Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die einzige Figur, welche schematisch und beispielhaft einen Zylinderkopf mit Lagerschild-Pumpeneinheit zeigt, ein besonders zu bevorzugendes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.
  • Ein Zylinderkopf 100 einer hier nicht näher dargestellten Brennkraftmaschine weist zwei Lagergassen 102, 104 zur Lagerung einer Einlass- und einer Auslassnockenwelle auf. An der Stirnseite 101 des Zylinderkopfes 100 ist mit dem Zylinderkopf 100 ein baulich gesondertes Lagerschild 106 verbunden.
  • Vorzugsweise ist das Lagerschild 106 mit dem Zylinderkopf 100 verschraubt, in der Zeichnung angedeutet durch Bohrungen 103. Das Lagerschild 106 weist zwei Öffnungen zur weiteren Lagerung der Nockenwellen auf, wobei in der Darstellung nur eine Öffnung 108 sichtbar ist, die andere Öffnung ist von dem Gehäuse 112 einer Pumpe 110 verdeckt.
  • Mit dem Lagerschild 106 verbunden ist das Gehäuse 112 einer Pumpe 110. Dabei kann es sich um eine Förderpumpe, die beispielsweise als Zahnradpumpe ausgeführt sein kann, eine Hochdruckpumpe, die als Kolbenpumpe ausgebildet sein kann oder eine Unterdruckpumpe handeln. Die Pumpe kann Bestandteil eines Kraftstoffversorgungssystems der Brennkraftmaschine sein oder einen zur Bremskraftunterstützung erforderlichen Unterdruck bereitstellen. Auch wenn vorliegend in der Figur nur eine einzige, der Lagergasse 102 zugeordnete Pumpe 110 dargestellt ist, kann erfindungsgemäß selbstverständlich auch eine weitere, der Lagergasse 104 zugeordnete Pumpe vorgesehen sein.
  • Das Gehäuse 112 der Pumpe 110 und das Lagerschild 106 sind stoffschlüssig einteilig ausgestaltet, das Lagerschild 106 bildet zugleich einen Befestigungsflansch der Pumpe 110. Einem anderen Ausführungsbeispiel zufolge sind das Lagerschild 106 und das Gehäuse 112 der Pumpe 110 kraft- und/oder formschlüssig miteinander verbunden, beispielsweise indem das Gehäuse 112 auf das Lagerschild 106 aufgesetzt und von innen mit dem Lagerschild 106 verschraubt wird. Zusätzlich oder alternativ können das Lagerschild 106 und das Gehäuse 112 der Pumpe 110 miteinander verklebt, verschweißt, verlötet oder verpresst werden. Gegebenenfalls ist zwischen Lagerschild 106 und Nebenaggregat 110 eine Dichtung vorzusehen.
  • Bei der Herstellung der Brennkraftmaschine wird zunächst der Zylinderkopf 100 ohne Lagerschild 106 und Pumpe 110 weitgehend oder sogar vollständig fertig bearbeitet. Gesondert wird eine Baugruppe Lagerschild/Nebenaggregat 106/110 hergestellt, welche dann mit dem bearbeiteten Zylinderkopf verbunden wird. Eine gemeinsame Bearbeitung von Zylinderkopf 100 und Lagerschild 106 ist nicht mehr erforderlich.
  • Indem das Lagerschild 106 zugleich einen Befestigungsflansch der Pumpe 110 bildet, wird ein bei bekannten Konstruktionen immer erforderlicher separater Pumpenflansch überflüssig. Auf diese Weise können Bauraum und Material eingespart werden, die Montage vereinfacht sich. Außerdem wird die Anzahl der Bauteile verringert und die Dichtung zwischen Zylinderkopf 100 und Lagerschild/Pumpe 106/110 muss nicht die Belastungen chemischer, thermischer und/oder mechanischer Art einer im weiteren Bearbeitung des Zylinderkopfes 100 und/oder des Lagerschilds 106 überstehen und kann daher gezielt den Anforderungen an die Dichtheit entsprechend angepasst werden. Die Abdichtung des Zylinderkopfes 100 kann robuster gestaltet werden.

Claims (7)

  1. Brennkraftmaschine umfassend einen Zylinderkopf (100) mit Lagergassen (102, 104) zur Lagerung von Nockenwellen sowie wenigstens ein dem Zylinderkopf (100) zugeordnetes Nebenaggregat (110), dadurch gekennzeichnet, dass stirnseitig des Zylinderkopfes (100) ein baulich gesondertes Lagerschild (106) vorgesehen ist, das für das wenigstens eine Nebenaggregat (110) zugleich eine Flanschfunktion erfüllt.
  2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das flanschbildende Lagerschild (106) und ein Gehäuse (112) des Nebenaggregates (110) stoffschlüssig einteilig ausgestaltet sind.
  3. Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das flanschbildende Lagerschild (106) und ein Gehäuse (112) des Nebenaggregates (110) kraft- und/oder formschlüssig miteinander verbunden sind.
  4. Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Nebenaggregat (110) von einer Nockenwelle angetrieben ist.
  5. Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Nebenaggregat (110) eine Pumpe ist.
  6. Verfahren zur Herstellung einer Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinderkopf (100) und das Lagerschild (106) zunächst gesondert bearbeitet und dann zusammengefügt werden.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die gesonderte Bearbeitung des Lagerschilds (106) die Herstellung einer Baugruppe Lagerschild/Nebenaggregat (106/110) umfasst.
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