DE102007053515A1

DE102007053515A1 - Vorrichtung für eine Brennkraftmaschine zum Verlagern eines Zylinderkopfs mit Zylinderrohren gegenüber einem Kurbelgehäuse

Info

Publication number: DE102007053515A1
Application number: DE102007053515A
Authority: DE
Inventors: Hermann Meindl; Johannes Emonts
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2007-11-09
Filing date: 2007-11-09
Publication date: 2009-05-14

Abstract

Vorrichtung (1) für eine Brennkraftmaschine (2) zum Verlagern eines Zylinderkopfes (3) mit Zylinderrohren gegenüber einem Kurbelgehäuse (4) mit folgender Bauart: Das Kurbelgehäuse (4) weist an seinem Oberteil zwei beiderseits der Zylinderrohre gelagerte Stellwellen (5, 5') mit Exzentern (6, 6') auf, die direkt oder indirekt in Lageraugen von Lagerstegen (7, 7') des Zylinderkopfes (3) eingreifen, wobei eine Verbindungsgerade der Lageraugen jeder Stellwelle (5, 5') etwa senkrecht zu einer Zylinderrohrachse steht, wobei die Exzenter (6, 6') eine gleiche radiale Ausrichtung aufweisen und die Lagerungen der Stellwellen (5, 5') und deren Exzenter (6, 6') im oberen, dem Zylinderkopf (3) nahen Bereich des Kurbelgehäuses (4) verlaufen und die Lageraugen der Stellwellen (5, 5') im Kurbelgehäuse (4) angeordnet sind, wobei der Zylinderkopf (3) mit den Zylinderrohren in einem Linearlager gegenüber dem Kurbelgehäuse (4) geführt ist, das in Richtung der Zylinderrohrachse ausgerichtet ist, wobei die Stellwellen (5, 5') mit einem Stellelement (8) über je ein Schneckengetriebe (9, 9') synchron antreibbar sind. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht eine einfache Verlagerung eines Zylinderkopfes mit Zylinderrohren gegenüber dem Kurbelgehäuse.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für eine Brennkraftmaschine zum Verlagern eines Zylinderkopfes mit Zylinderrohren gegenüber einem Kurbelgehäuse mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Sie geht von der europäischen Patentschrift EP 1 361 356 B1 aus. In dieser ist eine Einrichtung zum Verlagern des Zylinderblocks und -kopfs gegenüber dem Kurbelgehäuse mit folgender Bauart bekannt:
Das die Kurbelwelle aufnehmende Kurbelgehäuse weist an seinem Oberteil zwei beiderseits der Zylinder gelagerte Stellwellen mit Exzentern auf, die über die Länge des Kurbelgehäuses wechselweise verteilt angeordnet sind und in Aufnahmebohrungen von Lagerstegen oder -armen des Zylinderblocks eingreifen, mit folgenden Merkmalen:
Die Verbindungsgerade der Lageraugen oder -arme des Zylinderblocks steht etwa senkrecht zur Zylinderachse,
die Lagerungen der Stellwellen und deren Exzenter verlaufen im oberen, dem zylinderkopfnahen Bereich des Zylinderblocks,
die Lagergassen der Stellwellen sind im Kurbelgehäuse oberhalb von hohlträgerartig ausgebildeten Tragleisten, die sich über die Länge des Kurbelgehäuses erstrecken, angeordnet.
Prinzipiell weist die oben beschriebene Einrichtung keine Nachteile auf, jedoch liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Verstellmechanismus zum Verlagern des Zylinderblocks und -kopfs gegenüber dem Kurbelgehäuse aufzuzeigen.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gelöst.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist besonders einfach antreibbar und darüber hinaus äußerst robust.
Durch die Ausgestaltung gemäß Patentanspruch 2 werden Fertigungstoleranzen der Exzenter und deren Lagerungen ausgeglichen, wodurch ein Verkanten des Zylinderkopfes mit Zylinderrohren gegenüber dem Kurbelgehäuse sicher vermieden wird.
Besonders bevorzugt ist als Stellelement gemäß Patentanspruch 3 ein elektrisches und/oder hydraulisches Stellelement vorgesehen.
Die Ausgestaltung gemäß Patentanspruch 4 ist eine besonders platzsparende und klein bauende Anordnung.
Im Folgenden ist die Erfindung anhand eines besonders bevorzugten Ausführungsbeispieles in zwei Figuren näher erläutert.
1 zeigt eine Aufsicht auf eine dreidimensional dargestellte erfindungsgemäß ausgestaltete Brennkraftmaschine von einer Vorderseite.
2 zeigt eine Aufsicht auf die dreidimensional dargestellte erfindungsgemäß ausgestaltete Brennkraftmaschine von einer Rückseite.
Im Folgenden gelten in beiden Figuren für gleiche Bauelemente die gleichen Bezugsziffern.
1 zeigt eine Aufsicht auf eine dreidimensional dargestellte erfindungsgemäß ausgestaltete Brennkraftmaschine 2 von einer Vorderseite. Die Brennkraftmaschine 2 besteht im Wesentlichen aus einem Kurbelgehäuse 4 mit einem an das Kurbelgehäuse 4 verbauten Zylinderkopf 3, an den nicht explizit dargestellte Zylinderrohre angeordnet sind. Ferner weist die Brennkraftmaschine 2 eine Vorrichtung 1 auf, zum Verlagern des Zylinderkopfes 3 mit den Zylinderrohren gegenüber dem Kurbelgehäuse 4. Hierfür weist das Kurbelgehäuse 4 in seinem Oberteil zwei beiderseits der Zylinderrohre gelagerte Stellwellen 5, 5' mit Exzentern 6, 6' auf, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel indirekt in Lageraugen von Lagerstegen 7, 7' des Zylinderkopfes 3 eingreifen. Eine Verbindungsgerade der Lageraugen jeder Stellwelle 5, 5' steht in etwa senkrecht zu einer Zylinderrohrachse. Die Exzenter 6, 6' weisen eine gleiche radiale Ausrichtung auf. Weiter verlaufen die Lagerungen der Stellwellen 5, 5' und deren Exzenter 6, 6' im oberen, dem Zylinderkopf 3 nahen Bereich des Kurbelgehäuses 4. Die Lagergassen der Stellwellen 5, 5' sind im Kurbelgehäuse 4 angeordnet, wobei der Zylinderkopf 3 mit den Zylinderrohren in zumindest einem Linearlager gegenüber dem Kurbelgehäuse 4 geführt ist, das in Richtung der Zylinderrohrachse ausgerichtet ist.
Erfindungsgemäß sind die Stellwellen 5, 5' mit einem Stellelement 8 über je ein Schneckengetriebe 9, 9' synchron antreibbar. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Stellwellen 5, 5' mit ihren Exzentern 6, 6' nicht direkt in Lageraugen von Lagerstegen 7, 7' des Zylinderkopfes 3 im Eingriff, sondern sind indirekt über ein Führungselement 11 und eine Spielausgleichswelle 10 mit den Lagerstegen 7 im Zylinderkopf 3 verbunden. Durch die Spielausgleichswelle 10 können Fertigungstoleranzen, die bei der Exzenterherstellung oder Lagerungsherstellung auftreten, ausgeglichen werden, so dass bei einer Verstellung der Zylinderkopfes 3 gegen das Kurbelgehäuse 4 eine Verkantung der Bauelemente zueinander sicher vermieden ist. Bevorzugt ist das Stellelement 8 ein elektrisches und/oder hydraulisches Stellelement. In dem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel sind das Stellelement 8 und die Schneckengetriebe 9, 9' weitgehend stirnseitig an das Kurbelgehäuse 4 angeordnet, wodurch nur wenig Bauraum benötigt wird.
2 zeigt dieselbe Brennkraftmaschine 2 aus 1 nochmals in einer dreidimensionalen Ansicht, jedoch von einer Rückseite. in 2 ist der Exzenter 6' besonders gut erkennbar, da ein Lagerdeckel der Stellwelle 5' nicht dargestellt ist.
Eine kurze Beschreibung der Brennkraftmaschine 2 nochmals mit anderen Worten:
Die Brennkraftmaschine 2 besteht im Wesentlichen aus zwei relativ zueinander beweglichen Teilen:

⇒ Dem Zylinderkopf 3 mit Zylinderlaufbuchsen und
⇒ dem Kurbelgehäuse 4.

Auf jeder Seite der Brennkraftmaschine 2 ist eine längs der Brennkraftmaschine 2 angeordnete Exzenterwelle, bestehend jeweils aus einer Stellwelle 5, 5' mit den Exzentern 6, 6', in seitlichen Angüssen im Kurbelgehäuse 4 gelagert. Ebenso ist auf jeder Seite eine Achse in nach unten gerichteten Angüssen am Zylinderkopf 3 gelagert. Die Exzenterwelle und die Spielausgleichswelle 10 sind über mindestens ein Führungselement 11 pro Seite verbunden.
Die beiden Exzenterwellen werden über je ein erfindungsgemäßes Schneckengetriebe synchron von einem Stellmotor, dem Stellelement 8, angetrieben. Beim Verstellen der Exzenterwellen (maximal 180°) bewegt sich der Zylinderkopf 3 relativ zum Kurbelgehäuse 4 (maximale Verstellung = 2 × Exzentrizität) in Richtung der Zylinderrohrachsen.
Der Zylinderkopf 3 ist auf jeder Seite mit mindestens einem Linearlager, in den 1 und 2 nicht dargestellt, im Kurbelgehäuse 4 geführt. Diese Linearlager haben einen Freiheitsgrad nur in Zylinderrohrachsrichtung. Eine Kolbenwegkurve ist somit unabhängig von einer eingestellten Verdichtung, dies bedeutet, dass keine unerwünschte Schränkung im Kurbeltrieb eintritt.
Das Kurbelgehäuse 4 und der Zylinderkopf 3 sind vorzugsweise umlaufend über bewegliche Dichtungen, die ebenfalls in den 1 und 2 nicht dargestellt sind, verbunden.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung wird eine besonders robuste und einfache Vorrichtung 1 für die Brennkraftmaschine 2 erzielt, zur Verlagerung des Zylinderkopfes 3 mit den Zylinderrohren gegenüber dem Kurbelgehäuse 4.

1.: Vorrichtung
2.: Brennkraftmaschine
3.: Zylinderkopf
4.: Kurbelgehäuse
5, 5': Stellwelle
6, 6': Exzenter
7.: Lagersteg
8.: Stellelement
9, 9': Schneckengetriebe
10.: Spielausgleichswelle
11.: Führungselement

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- EP 1361356 B1 [0002]

Claims

Vorrichtung (1) für eine Brennkraftmaschine (2) zum Verlagern eines Zylinderkopfs (3) mit Zylinderrohren gegenüber einem Kurbelgehäuse (4) mit folgender Bauart: – das Kurbelgehäuse (4) weist in seinem Oberteil zwei beiderseits der Zylinderrohre gelagerte Stellwellen (5, 5') mit Exzentern (6, 6') auf, die direkt oder indirekt in Lageraugen von Lagerstegen (7, 7') des Zylinderkopfs (3) eingreifen, wobei – eine Verbindungsgerade der Lageraugen jeder Stellwelle (5, 5') etwa senkrecht zu einer Zylinderrohrachse steht, – wobei die Exzenter (6, 6') eine gleiche radiale Ausrichtung aufweisen und – die Lagerungen der Stellwellen (5, 5') und deren Exzenter (6, 6') im oberen, dem Zylinderkopf (3) nahen Bereich des Kurbelgehäuses (4) verlaufen und – die Lagergassen der Stellwellen (5, 5') im Kurbelgehäuse (4) angeordnet sind, wobei – der Zylinderkopf (3) mit den Zylinderrohren in einem Linearlager gegenüber dem Kurbelgehäuse (4) geführt ist, das in Richtung der Zylinderrohrachse ausgerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellwellen (5, 5') mit einem Stellelement (8) über je ein Schneckengetriebe (9, 9') synchron antreibbar sind.
Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass parallel zu einer Stellwelle (5, 5') auf einer Seite des Zylinderkopfes (3) eine Spielausgleichswelle (10) vorgesehen ist, die zum einen in den Lagerstegen (7) im Zylinderkopf (3) und zum anderen in zumindest einem Führungselement (11), das mit den Exzentern (6, 6') der benachbarten Stellwelle (5, 5') in Wirkverbindung steht, gelagert ist.
Vorrichtung nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellelement (8) ein elektrisches und/oder hydraulisches Stellelement ist.
Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellelement (8) und die Schneckengetriebe (9, 9') weitgehend stirnseitig an das Kurbelgehäuse (4) angeordnet sind.