DE3620090C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine entsprechende Befestigung des Zylinderkopfes mit dem Zylinderkurbelgehäuse ist bspw. aus der DE-PS 5 46 536 beschrieben.

Bei den desweiteren bekannten Brennkraftmaschinen dieser Art erfolgt die Befestigung des Zylinderkopfes am Zylinderkurbelge­ häuse entweder zumeist durch Sechskantschrauben oder durch in das Zylinderkurbelgehäuse eingeschraubte Stiftschrauben, wo­ bei die Schraubenköpfe bzw. die Muttern über Beilagscheiben an einer Planfläche des Zylinderkopfes anliegen. Bei Brenn­ kraftmaschinen mit vier oder mehr Ventilen pro Zylinder und relativ kleiner Zylinderbohrung ist jedoch diese Art der Befestigung des Zylinderkopfes am Zylinderkurbelge­ häuse oftmals problematisch, da insbesondere bei Verwen­ dung von Ventilen mit Tassenstößeln kein ausreichender Platz für die Unterbringung der Auflageflächen für die Schraubenköpfe bzw. Muttern an den üblichen Stellen vor­ handen ist. Man muß daher einen Kompromiß hinsichtlich der Anordnung der Zylinderkopfschrauben und der Ventile bzw. deren Gaswechselkanäle eingehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Brenn­ kraftmaschine zu schaffen, bei der eine optimale Anordnung der Schraubverbindungen zwischen Zylinderkopf und Zylinder­ kurbelgehäuse ermöglicht wird, auch wenn die Zylinder eine verhältnismäßig kleine Bohrung haben und pro Zylinder vier oder mehr Ventile vorgesehen sind.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Einrichtung durch die im Kenn­ zeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Da Differentialschrauben keine Schraubenköpfe oder Muttern haben, müssen am Zylinderkopf keine Auflageflächen für diese Teile vorgesehen werden, so daß es möglich ist, auch bei sehr beengten Platzverhältnissen die Ver­ schraubung an Stellen vorzusehen, an denen für Auflage­ flächen von Schraubenköpfen bzw. Muttern kein Platz vorhanden wäre.

Vorzugsweise ist der Schaft der Differentialschraube zwischen den Gewindeabschnitten mit einer an sich be­ kannten Profilierung versehen, die die Fließlänge der Schraube erhöht. Derartige Schrauben können nach Er­ reichen der Streckgrenze noch um beispielsweise bis zu 600° angezogen werden, ohne daß die Schraubenkraft absinkt. Dadurch lassen sich in gewissen Grenzen Her­ stellungstoleranzen hinsichtlich der Lage der Innenge­ winde in den Bohrungen des Zylinderkopfes und des Zylinderkurbelgehäuses relativ zueinander auf einfache Weise ausgleichen. Eine "Passdehnschraube" dieser Art ist beispielsweise in den "VDI-Nachrichten" Nr. 41, vom 12. 10. 1984 beschrieben.

Da es zur Erzielung der nötigen Schraubenvorspannung notwendig ist, daß bei angezogener Schraube eine ge­ wisse Mindestzahl von Gewindegängen beider Gewinde­ abschnitte der Differentialschraube trägt, ist es er­ forderlich, daß das Innengewinde in der Bohrung im Zylinderkopf in einem bestimmten Abstand von dem Ge­ winde der Gewindebohrung im Zylinderkurbelgehäuse liegt. Um diesen Abstand unabhängig von Fertigungstoleranzen einhalten zu können, ist es zweckmäßig, das mit dem ersten Gewindeabschnitt der Differentialschraube zu­ sammenwirkende Innengewinde in einer Gewindehülse vor­ zusehen, die mit einem Außengewinde in ein entsprechen­ des Innengewinde in der Bohrung im Zylinderkopf einge­ schraubt ist. Um zu vermeiden, daß die Gewindehülse beim Eindrehen und Festziehen der Differentialschraube mitgedreht und weiter eingeschraubt wird, ist das Außen­ gewinde der Gewindehülse und das mit diesem zusammen­ wirkende Innengewinde andersgängig als die Gewinde der Differentialschraube, also linksgängig, wenn die Gewinde der Differentialschraube rechtsgängig sind. Abgesehen von der genauen Einstellbarkeit des Abstandes der mit den Gewindeabschnitten der Differentialschraube zusammen­ wirkenden Gewinde kann mit der Gewindehülse die Aufnahme­ fläche für die Schraubenkraft im normalerweise aus einer Leichtmetallegierung bestehenden Zylinderkopf vergrößert werden, da die Gewindehülse fast beliebig lang ausge­ führt werden kann und die Aufnahmefläche von der Projek­ tion der Flanke eines Gewindeganges multipliziert mit der Anzahl der Gewindegänge gebildet ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 einen Teilschnitt eines Zylinderkopfes und des benachbarten Bereiches eines Zylinder­ kurbelgehäuses,

Fig. 2 einen Schnitt des Zylinderkopfes entlang der Linie 2-2 in Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt entlang Linie 3-3 in Fig. 2 und

Fig. 4 einen Schnitt ähnlich Fig. 2 mit einer Abwandlung.

Es sei zunächst auf Fig. 1 Bezug genommen, in der mit 1 ein Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine und mit 2 ein Zylinderkurbelgehäuse bezeichnet sind. Der Zylinderkopf 1 weist im Ausführungsbeispiel für jeden Zylinder zwei Einlaßventile und zwei Auslaßventile auf, von denen in den Zeichnungen nur die beiden Einlaßventile ange­ deutet sind, die Tassenstößel 3 bzw. 4 aufweisen, welche von Nocken 5 bzw. 6 einer obenliegenden Nockenwelle 7 betätigt werden.

Der Zylinderkopf 1 ist mit dem Zylinderkurbelgehäuse 2 unter anderem zwischen benachbarten Ventilen durch Differentialschrauben verschraubt, von denen lediglich eine Differentialschraube 8 dargestellt ist. Zur Auf­ nahme jeder Differentialschraube 8 ist der Zylinderkopf 1 mit einer Bohrung 9 und das Zylinderkurbelgehäuse 2 mit einer Gewindebohrung 10 versehen. Die Differential­ schraube 8 weist zwei Gewindeabschnitte 11 und 12 auf, von denen der erste Gewindeabschnitt 11 einen größeren Außendurchmesser und eine kleinere Steigung hat als der zweite Gewindeabschnitt 12. In der Bohrung 9 im Zylinder­ kopf 1 ist ein dem ersten Gewindeabschnitt 11 ent­ sprechendes Innengewinde 13 vorgesehen, und die Gewinde­ bohrung 10 im Zylinderkurbelgehäuse 12 hat ein Gewinde, das demjenigen des zweiten Gewindeabschnitts 10 ent­ spricht. An ihrem zylinderkopfseitigen Ende ist die Differentialschraube 8 mit einem den Außendurchmesser der Schraube nicht übersteigenden Außenmehrkant 14 für den Angriff eines Werkzeuges versehen. Anstelle des Außenmehrkants 14 kann auch der in Fig. 2 dargestellte Innenmehrkant 14 a vorgesehen werden.

Wie insbesondere aus den Fig. 2 und 3 ersichtlich ist, be­ nötigt die Differentialschraube 8 nur sehr wenig Platz, so daß sie ohne nennenswerte Schwächung der die Bohrungen 15, 16 für die Aufnahme der Tassenstößel 3, 4 umgebenden Wände des Zylinderkopfes 2 untergebracht werden kann. Besonders Fig. 3 macht deutlich, daß für einen Schrauben­ kopf oder eine Mutter und die unverzichtbare Unterleg­ scheibe der üblichen Zylinderkopfverschraubung kein Platz vorhanden wäre.

Das Andrücken des Zylinderkopfes 1 an das Zylinder­ kurbelgehäuse 2 erfolgt beim Anziehen der Differential­ schraube 8 aufgrund der unterschiedlichen Steigungen der Gewindeabschnitte 11 und 12. Beispielsweise kann der Ge­ windeabschnitt 11 ein Gewinde M14 × 1,44 und der Gewinde­ abschnitt 12 ein Gewinde M11 × 1,5 aufweisen.

Der Schaft der Differentialschraube 8 ist zwischen den Gewindeabschnitten 11, 12 mit einer Profilierung in Form einer Mehrzahl von Umfangsnuten 17 versehen, durch die die Fließlänge der Schraube erhöht wird. Unter Fließlänge ist der Winkelbereich zu verstehen, um den die Schraube nach Erreichen der Streckgrenze weiter angezogen werden kann, bevor die Schraubenkraft abfällt und eine bleibende Längung eintritt. Durch die Profilierung können in ge­ wissen Grenzen Fertigungstoleranzen hinsichtlich der Lage des Innengewindes 13 relativ zur Gewindebohrung 10 ausge­ glichen werden, da die Schraube nach Erreichen der Streck­ grenze je nach Ausführung der Profilierung um bis zu zwei Umdrehungen weiter angezogen werden kann, ohne daß die Schraubenkraft abfällt. Die Profilierung braucht nicht aus den dargestellten Umfangsnuten zu bestehen, sondern kann auch beispielsweise wendelförmig sein.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 ist das mit dem ersten Gewindeabschnitt 11 der Differentialschraube 8 zu­ sammenwirkende Innengewinde 13 nicht in der Bohrung 9 im Zylinderkopf 1 vorgesehen, sondern in einer Gewindehülse 18, die ein Außengewinde 19 aufweist, welches andersgängig ist als das Innengewinde 13, und in ein entsprechendes Innen­ gewinde 20 in der Bohrung 9 eingeschraubt ist. Durch ent­ sprechendes Einschrauben der Gewindehülse 18 läßt sich ein genau bestimmter Abstand zwischen dem Innengewinde 13 und dem Gewinde der Gewindebohrung 10 im Zylinderkurbelgehäuse einstellen, bei dem eine Mindestanzahl von Gewindegängen beider Gewindeabschnitte 11, 12 der Differentialschraube 8 nach dem Festziehen tragen. Dadurch, daß die Gewinde 19, 20 andersgängig sind als das Innengewinde 13, wird vermieden, daß die Gewindehülse 18 beim Einschrauben und Festziehen der Differentialschraube 8 mitgedreht und weiter einge­ schraubt wird.

Zum Einschrauben der Gewindehülse 18 sind in deren Stirnfläche 21 nicht dargestellte Radialnuten zum An­ griff eines Werkzeuges vorgesehen.

Claims (4)

1. Brennkraftmaschine mit einem Zylinderkurbelgehäuse und einem Zylinderkopf, der mit dem Zylinderkurbel­ gehäuse durch Schrauben verbunden ist, die sich je­ weils durch eine Bohrung im Zylinderkopf erstrecken und in eine Gewindebohrung im Zylinderkurbelgehäuse eingeschraubt sind, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schrauben Differential­ schrauben (8) mit zwei Gewindeabschnitten (11, 12) sind, von denen der erste Abschnitt (11) einen größeren Außendurchmesser und eine kleinere Steigung hat als der zweite Abschnitt (12), und daß in der Bohrung (9) im Zylinderkopf (1) ein dem ersten Ge­ windeabschnitt (11) entsprechendes Innengewinde (13) vorgesehen ist und das Gewinde der Gewindebohrung (10) im Zylinderkurbelgehäuse (2) dem zweiten Gewindeab­ schnitt (12) entspricht.

2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das zylinderkopfseitige Ende der Schrauben (8) einen Innen-Mehrkant (14 a) oder einen den Außendurchmesser der Schrauben (8) nicht übersteigenden Außen-Mehrkant (14) für den Angriff eines Werkzeuges aufweist.

3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Schaft der Differentialschraube (8) zwischen den Gewindeabschnitten (11, 12) eine an sich bekannte Profilierung (17) aufweist, die die Fließlänge der Schraube erhöht.

4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das mit dem ersten Gewindeabschnitt (11) zusammenwirkende Innengewinde (13) in einer Gewindehülse (18) vorgesehen ist, die ein Außen­ gewinde (19) aufweist, welches andersgängig ist als das Innengewinde (13), und in ein entsprechen­ des Innengewinde (20) in der Bohrung (9) im Zylinderkopf (1) eingeschraubt ist.