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DE4230528A1 - Internal combustion engine - Google Patents

Internal combustion engine

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DE4230528A1
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screws
internal combustion
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combustion engine
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Paul Dipl Ing Breidenbach
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Adam Opel GmbH
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Adam Opel GmbH
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Description

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit einem Zylinderkurbelgehäuse und einem Zylinderkopf, der mit dem Zylinderkurbelgehäuse durch Schrauben verbunden ist.The invention relates to an internal combustion engine with a Cylinder crankcase and a cylinder head that with the Cylinder crankcase is connected by screws.

Bei bekannten Brennkraftmaschinen dieser Art erfolgt die Befestigung des Zylinderkopfes am Zylinderkurbelgehäuse entweder zumeist durch Sechskantschrauben oder durch in das Zylinderkurbelgehäuse eingeschraubte Stiftschrauben, wobei die Schraubenköpfe bzw. die Muttern über Beilag­ scheiben an einer Planfläche des Zylinderkopfes anliegen. Bei Brennkraftmaschinen mit vier oder mehr Ventilen pro Zylinder und relativ kleiner Zylinderbohrung ist jedoch diese Art der Befestigung des Zylinderkopfes am Zylinder­ kurbelgehäuse oftmals problematisch, da insbesondere bei Verwendung von Ventilen mit Tassenstößeln kein ausrei­ chender Platz für die Unterbringung der Auflageflächen für die Schraubenköpfe bzw. Muttern an den üblichen Stel­ len vorhanden ist. Man muß daher einen Kompromiß hin­ sichtlich der Anordnung der Zylinderkopfschrauben und der Ventile bzw. deren Gaswechselkanäle eingehen.In known internal combustion engines of this type, the Fastening the cylinder head to the cylinder crankcase either mostly by hexagon screws or by in the cylinder crankcase screwed studs, the screw heads or nuts over the insert washers on a flat surface of the cylinder head. In internal combustion engines with four or more valves per Cylinder and relatively small cylinder bore is however this type of attachment of the cylinder head to the cylinder crankcase often problematic, especially when Use of valves with bucket tappets is not sufficient suitable space for the accommodation of the support surfaces for the screw heads or nuts on the usual set len is present. So you have to compromise clearly the arrangement of the cylinder head bolts and the Enter valves or their gas exchange channels.

Eine derartige Brennkraftmaschine ist mit DE-PS 36 20 090 beschrieben. Bei dieser erstrecken sich die Schrauben je­ weils durch eine Bohrung im Zylinderkopf und sind in eine Gewindebohrung des Zylinderkurbelgehäuses eingeschraubt. Um auch dann eine brauchbare Anordnung der Schraubverbin­ dung zwischen Zylinderkopf und Zylinderkurbelgehäuse zu ermöglichen, wenn die Zylinder eine verhältnismäßig kleine Bohrung haben und pro Zylinder vier oder mehr Ven­ tile vorgesehen sind, werden hier Differentialschrauben mit zwei Gewindeabschnitten vorgeschlagen, von denen der erste Abschnitt einen größeren Außendurchmesser und eine kleinere Steigung als der zweite Abschnitt hat und daß in der Bohrung des Zylinderkopfes ein dem ersten Abschnitt entsprechendes Innengewinde sowie in einer Gewindebohrung des Zylinderkurbelgehäuses ein dem zweiten Gewindeab­ schnitt entsprechendes Gewinde vorgesehen ist. Die Anwen­ dung von Differentialschrauben erfordert jedoch eine ge­ naue Zuordnung der Gewindegänge beider Differentialge­ winde, damit ein gleichmäßiges Tragen der Gewinde gewähr­ leistet ist. Dazu sind entweder fertigungstechnische Mehraufwendungen erforderlich oder aber es wird eines der beiden Gewinde in eine axial verstellbare Gewindehülse geschnitten, die z. B. im Zylinderkopf in ein entspre­ chendes Gewinde eingesetzt ist. Die Bereitstellung dieser Gewindebüchse sowie deren Montage und Justierung ist je­ doch ein zusätzlicher Aufwand. Ein weiterer Nachteil ei­ ner Brennkraftmaschine dieser Art besteht darüberhinaus darin, daß in jedem Falle die Differentialschrauben von der Zylinderkopfoberseite für das Ansetzen eines Werkzeu­ ges zugänglich sein müssen, so daß dafür Raum frei blei­ ben muß. Ebenso muß die Gewindebohrung im Zylinderkopf durchgängig gestaltet sein. Damit wird auch hier die freie Gestaltungsmöglichkeit der angrenzenden Bauteile wie Nockenwellen und deren Lager, Ventilführungen, Ven­ tilbetätigungselemente, Ein- und Auslaßkanalführung sowie Wassermantel eingeschränkt.Such an internal combustion engine is with DE-PS 36 20 090 described. In this case, the screws each extend Weil through a hole in the cylinder head and are in one Threaded bore of the cylinder crankcase screwed in. In order to have a usable arrangement of the screw connection between the cylinder head and the cylinder crankcase  allow if the cylinders are proportionate have small bore and four or more ven Tiles are provided here are differential screws proposed with two threaded sections, one of which first section a larger outside diameter and one has a smaller slope than the second section and that in the bore of the cylinder head in the first section corresponding internal thread and in a threaded hole of the cylinder crankcase to the second thread appropriate thread is provided. The users However, the application of differential screws requires a ge exact assignment of the threads of both differential gears winch so that the threads can be worn evenly is accomplished. These are either manufacturing technology Additional expenses required or it will be one of the two threads in an axially adjustable threaded sleeve cut the z. B. in the cylinder head in a corre spond thread is inserted. The provision of this Threaded bushing and its assembly and adjustment is depending an additional effort. Another disadvantage There is also an internal combustion engine of this type in that in any case the differential screws from the top of the cylinder head for attaching a tool ges must be accessible so that space remains free must do. Likewise, the threaded hole in the cylinder head be designed consistently. So that is also here Free design options for the adjacent components such as camshafts and their bearings, valve guides, Ven valve actuators, inlet and outlet ducting and Water jacket restricted.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die genannten Mängel zu beseitigen.The invention is based on the object To eliminate defects.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die den Zylinderkopf mit dem Zylinderkurbelgehäuse ver­ bindenden Schrauben als vom Zylinderkurbelgehäuse ausge­ hende Zuganker ausgebildet sind und das Zylinderkurbelge­ häuse durchdringend mit einem Gewinde von unten in Gewin­ debutzen des Zylinderkopfes eingeschraubt sind.According to the invention this object is achieved in that ver ver the cylinder head with the cylinder crankcase binding screws as from the cylinder crankcase  Hanging tie rods are formed and the cylinder crank penetrating housing with a thread from below in thread the cylinder head are screwed in.

Dabei können die die Zuganker bildenden Schrauben an ei­ ner Anlagefläche des Zylinderkurbelgehäuses entweder mit einem Kopf versehen oder mit einem Gewinde und einer dar­ auf aufgeschraubten Mutter ausgerüstet sein.The screws forming the tie rods on egg ner contact surface of the cylinder crankcase either with provided with a head or with a thread and one be fitted on screwed nut.

Vorteilhafterweise befindet sich die Anlagefläche des Zy­ linderkurbelgehäuses an den Kurbelwellenlagerdeckeln und die als Zuganker ausgebildeten Schrauben halten somit auch die Kurbelwellenlagerdeckel auf den Lagerböcken.The contact surface of the Zy is advantageously located Lindel crankcase on the crankshaft bearing caps and the screws designed as tie rods hold also the crankshaft bearing caps on the bearing blocks.

Es ist zwar bekannt, den Zylinderkopf mit Durchgangs­ schrauben, welche bis zu den Kurbelwellenlagerdeckeln reichen, auf dem Zylinderkurbelgehäuse zu befestigen (DE 31 21 605), jedoch werden hier die Durchgangsschrauben von der Kopfseite, d. h. von oben her, eingeführt und le­ diglich bis zu oberen Lagerbügeln der Kurbelwelle geführt und dort eingeschraubt. Damit kann gegenüber üblichen Zy­ linderkopfschrauben bei der Gestaltung der am Zylinder­ kopf eng beieinander liegenden Bauteile kein Vorteil er­ zielt werden.Although it is known, the cylinder head with passage screw which up to the crankshaft bearing caps suffice to attach to the cylinder crankcase (DE 31 21 605), but here are the through screws from the top, d. H. from above, introduced and le diglich up to the upper bearing bracket of the crankshaft and screwed in there. This can be compared to conventional Zy head screws in the design of the cylinder components lying close together is no advantage aims to be.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend an­ hand einer Zeichnung näher beschrieben. Die Zeichnung zeigt eine Brennkraftmaschine im Schnitt.An embodiment of the invention is below hand described in more detail a drawing. The drawing shows an internal combustion engine in section.

Ein Zylinderblock 1 sitzt auf einem Kurbelgehäuse 2 auf und bildet mit diesem gemeinsam ein Zylinderkurbelgehäuse 3. Das Zylinderkurbelgehäuse 3 ist nach oben mit einem Zylinderkopf 4 abgeschlossen. Im Zylinderblock 1 befinden sich Zylinder 5, in welchen Kolben 6 dichtend gleiten und zum Zylinderkopf 4 jeweils einen Brennraum 7 abgrenzen. Im Bereich des Arbeitsweges der Kolben 6 ist der Zylin­ derblock 1 mit Wasserräumen 8 zur Kühlung versehen. Die Kolben 6 sind mittels Pleuelstangen 9 an einer Kurbel­ welle 10 angelenkt, welche sich im Kurbelgehäuse 2 befin­ det und in Kurbelwellenlagern 11 gelagert ist. Die Kur­ belwellenlager 11 sind jeweils durch einen Lagerbock 12 und einen Kurbelwellenlagerdeckel 13 mit dem Zylinderkur­ belgehäuse 3 fest verbunden. Das Zylinderkurbelgehäuse 3 ist nach unten durch eine nicht dargestellte Ölwanne ab­ geschlossen. Im Zylinderkopf 4 sind zwei Nockenwellen 14 und 15 gelagert, welche mit Steuernocken 16 auf Tassen­ stößel 17 zur Betätigung von Ventilen 18 einwirken. Zu jedem der Ventile 18 führt jeweils ein Gaswechselkanal 19. Für jeden Brennraum 7 ist im Zylinderkopf 4 ein senk­ rechter Schacht für eine Zündkerze oder ein Einspritzele­ ment vorgesehen. Ölräume 20 sind erforderlich, um das für die Schmierung und Kühlung der bewegten Teile erforderli­ che Öl zu- und wieder abführen zu können. Schließlich sind Kanäle 21 zur Führung von Kühlflüssigkeit vorgese­ hen.A cylinder block 1 sits on a crankcase 2 and forms a cylinder crankcase 3 together with the latter. The cylinder crankcase 3 is closed at the top with a cylinder head 4 . In the cylinder block 1 there are cylinders 5 , in which pistons 6 slide in a sealing manner and each delimit a combustion chamber 7 from the cylinder head 4 . In the area of the work of the piston 6 , the Zylin derblock 1 is provided with water spaces 8 for cooling. The pistons 6 are connected by means of connecting rods 9 to a crank shaft 10 which is located in the crankcase 2 and is mounted in crankshaft bearings 11 . The cure belwellenlager 11 are each firmly connected by a bracket 12 and a crankshaft bearing cap 13 with the Zylinderkur belgehäuse 3 . The cylinder crankcase 3 is closed down by an oil pan, not shown. In the cylinder head 4 , two camshafts 14 and 15 are mounted, which act with control cams 16 on cup tappets 17 for actuating valves 18 . A gas exchange duct 19 leads to each of the valves 18 . For each combustion chamber 7 , a vertical right shaft for a spark plug or an injection element is provided in the cylinder head 4 . Oil spaces 20 are required in order to be able to supply and remove the oil required for the lubrication and cooling of the moving parts. Finally, channels 21 are provided for guiding coolant.

Der Zylinderkopf 4 ist mit dem Zylinderblock 1 durch Schrauben 22 verbunden, die von der Zylinderblockseite her in den Zylinderkopf 4 mit einem Gewinde 25 in relativ kurze Gewindebutzen 23 eingeschraubt sind. Die Gewinde­ butzen 23 sind ohne Probleme unterhalb der Nockenwellen 14, 15 unterzubringen. Die Schrauben 22 erstrecken sich durch das Zylinderkurbelgehäuse 3 und stützen sich an den Kurbelwellenlagerdeckeln 13 mit einem Schraubenkopf bzw. einer aufgeschraubten Mutter 24 ab. Die Schrauben 22 kön­ nen somit auch als Stehbolzen in den Zylinderkopf 3 ein­ gesetzt sein. Nach Aufsetzen des Zylinderkopfes 4 gemein­ sam mit diesen Stehbolzen auf das Zylinderkurbelgehäuse 3 sind dann die Muttern 24 auf ein Gewinde der als Stehbol­ zen ausgebildeten Schraube 22 aufgeschraubt. Die Schrau­ ben 22 sind vorzugsweise als Dehnschrauben gestaltet und halten somit das Zylinderkurbelgehäuse 3, das aus dem Zy­ linderblock 1 und dem Kurbelgehäuse 2 besteht, die an den Lagerböcken 12 des Kurbelgehäuses 2 anliegenden Kurbel­ wellenlagerdeckeln 13 sowie den Zylinderkopf 4 und einer definierten Kraft zusammen.The cylinder head 4 is connected to the cylinder block 1 by screws 22 which are screwed from the cylinder block side into the cylinder head 4 with a thread 25 into relatively short thread sockets 23 . The thread slugs 23 can easily be accommodated below the camshafts 14 , 15 . The screws 22 extend through the cylinder crankcase 3 and are supported on the crankshaft bearing caps 13 with a screw head or a screwed-on nut 24 . The screws 22 can thus be used as studs in the cylinder head 3 . After placing the cylinder head 4 common sam with these studs on the cylinder crankcase 3 , the nuts 24 are then screwed onto a thread of the screw 22 designed as a stud bolt. The screw ben 22 are preferably designed as expansion screws and thus hold the cylinder crankcase 3 , which consists of the Zy cylinder block 1 and the crankcase 2 , the bearing blocks 12 of the crankcase 2 adjacent crankshaft bearing caps 13 and the cylinder head 4 and a defined force together.

Der besondere Vorteil der Erfindung besteht darin, daß bei einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine der Zylin­ derkopf 4 auch dann komplett vormontierbar ist, wenn für jeden Zylinder 5 vier oder auch mehr Ventile 18, die zu­ einander zur Erzielung einer optimalen Brennraumform auch noch einen Ventilwinkel zwischen 28° und mehr als 40° einschließen können, sowie zwei Nockenwellen 14, 15 für die Betätigung der Ventile 18 vorgesehen sind und für die Ölräume 20 sowie die Kanäle 21 der Kühlflüssigkeit Raum beansprucht ist. Dies ist deshalb möglich, weil für die Befestigung des Zylinderkopfes 4 nicht mehr wie bisher von oben her Raum für die Zugänglichkeit von oben einzu­ führender Zylinderkopfschrauben erforderlich ist. Denn gerade in den dafür erforderlichen Bereichen liegen bei den üblichen Abmessungen der Bauteile die Nockenwellen über den sonst erforderlichen Zylinderkopfschrauben. Bei einer Brennkraftmaschine nach der vorliegenden Erfindung kann die Nockenwelle 14 direkt oberhalb der den Zylinder­ kopf 4 haltenden Schrauben 22 fertig vormontiert sein, ohne daß Probleme bei der Montage auftreten. Die das Ge­ winde 25 der Schrauben 22 aufnehmenden Gewindebutzen 23 finden unterhalb der Nockenwellen 14, 15 Raum und müssen von oben nicht mehr erreichbar sein. Auch sind die für Zylinderkopfschrauben üblicher Art erforderlichen Schrau­ benpfeifen nicht mehr erforderlich, welche sich bis in den oberen Bereich des Zylinderkopfes erstrecken und die optimale Gestaltung der Gaswechselkanäle sowie der Ven­ tilbetätigungselemente behindern.The particular advantage of the invention is that in an internal combustion engine according to the invention, the cylinder head 4 can also be completely preassembled if, for each cylinder 5, four or more valves 18 , which also have a valve angle between 28 ° to achieve an optimum combustion chamber shape and can enclose more than 40 °, two camshafts 14 , 15 are provided for the actuation of the valves 18 and space is required for the oil spaces 20 and the channels 21 of the cooling liquid. This is possible because, for the attachment of the cylinder head 4, space for accessibility from above, which is to be introduced from above, is no longer required from above, for cylinder head screws. Because in the areas required for this, the camshafts are above the cylinder head bolts that are otherwise required given the usual dimensions of the components. In an internal combustion engine according to the present invention, the camshaft 14 can be pre-assembled directly above the cylinder head 4 holding screws 22 without problems during assembly. The Ge thread 25 of the screws 22 accommodating threaded slugs 23 find space below the camshafts 14 , 15 and need no longer be accessible from above. Also, the screws required for cylinder head screws of the usual type are no longer required, which extend into the upper region of the cylinder head and hinder the optimal design of the gas exchange channels and the valve actuating elements.

Die Erfindung ist auch für eine Brennkraftmaschine mit nur einer obenliegenden Nockenwelle anwendbar, ebenso wie für eine solche mit nur zwei Ventilen pro Zylinder.The invention is also for an internal combustion engine only applicable to an overhead camshaft, as well for one with only two valves per cylinder.

Claims (4)

1. Brennkraftmaschine mit einem Zylinderkurbelgehäuse und einem Zylinderkopf, der mit dem Zylinderkurbel­ gehäuse durch Schrauben verbunden ist, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Schrauben (22) als vom Zylin­ derkurbelgehäuse (3) ausgehende Zuganker ausgebildet sind und das Zylinderkurbelgehäuse (3) durchdringend mit einem Gewinde (25) von unten in Gewindebutzen (23) des Zylinderkopfes (4) eingeschraubt sind.1. Internal combustion engine with a cylinder crankcase and a cylinder head, which is connected to the cylinder crankcase by screws, characterized in that the screws ( 22 ) are designed as the cylinder crankcase ( 3 ) outgoing tie rod and the cylinder crankcase ( 3 ) penetrating with a Threads ( 25 ) are screwed into the thread socket ( 23 ) of the cylinder head ( 4 ) from below. 2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die die Zuganker bildenden Schrauben (22) an einer Anlagefläche des Zylinderkurbelgehäu­ ses (3) mit einem Schraubenkopf aufliegen.2. Internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the tie rods forming screws ( 22 ) rest on a contact surface of the Zylinderkurbelgehäu ses ( 3 ) with a screw head. 3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die die Zuganker bildenden Schrauben (22) an einer Anlagefläche des Zylinderkurbelgehäu­ ses (3) mit einer auf die Schrauben (22) aufge­ schraubten Mutter (24) aufliegen.3. Internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the tie rods forming screws ( 22 ) rest on a contact surface of the Zylinderkurbelgehäu ses ( 3 ) with a screwed on the screws ( 22 ) nut ( 24 ). 4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlagefläche des Zylinder­ kurbelgehäuses (3) durch die Kurbelwellenlagerdeckel (13) gebildet sind.4. Internal combustion engine according to claim 1 to 3, characterized in that the contact surface of the cylinder crankcase ( 3 ) are formed by the crankshaft bearing cover ( 13 ).
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