-
Die
Erfindung betrifft eine Nockenwelle nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs
1.
-
Eine
solche Nockenwelle ist beispielsweise aus
DE 39 33 923 A1 bekannt.
Bei dieser Nockenwelle ist das jeweilige verdrehbare Nockensegment
in allen Richtungen fest mit der Innenwelle verbunden. Dieses Nockensegment
besitzt radial innen kreiszylindrische Bogenabschnitte zur Lagerung
auf der kreiszylindrischen äußeren Mantelfläche der
Außenwelle.
Bei der Art, wie das Nockensegment dort mit der Innenwelle fest
verbunden wird, ist es schwierig, ein ideales Lagerspiel zwischen
den aneinander liegenden Flächen
zwischen Nockensegment und Außenumfang
der Außenwelle
sicher einhalten zu können.
-
Die
Erfindung beschäftigt
sich mit dem Problem, bei einer gattungsgemäßen Nockenwelle verdrehbare
Nockensegmente jeweils einfach und lagegenau an der Nockenwelle
anbringen zu können.
Dabei soll es insbesondere möglich
sein, eine gattungsgemäße Nockenwelle
aus bereits fertig bearbeiteten Nocken derart zu einer fertigen
Nockenwelle fügen zu
können, dass
an den gefügten
Bauteilen einschließlich
der ersten Nocken und der verdrehbaren Nockensegmente keine Nachbearbeitung
mehr erforderlich ist. Außerdem
soll sicher gewährleistet sein,
dass die Nockensegmente, die drehbar gegenüber der Außenwelle gelagert sind, absolut
sicher und reproduzierbar mit einem gewünschten engen Lagerspiel gefügt werden
können.
-
Gelöst wird
dieses Problem in erster Linie bereits durch die Ausführung einer
gattungsgemäßen Nockenwelle
nach den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1.
-
Vorteilhafte
und zweckmäßige Ausgestaltungen
sind Gegenstand der Unteransprüche.
-
Die
Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, die auf der Außenwelle
gegenüber
dieser verdrehbar gelagerten, verdrehbaren Nockensegmente, lagemäßig ausschließlich an
Elementen der Außenwelle
bzw. fest mit dieser verbunden Bauteilen auszurichten und im Betrieb
der Nockenwelle zu führen.
Durch eine Ausrichtung und Führung
der beweglichen Nockensegmente ausschließlich an Bereichen der Außenwelle
kann das herstellungsmäßige Verbinden
der Nockensegmente mit der Innenwelle die Fertigungsgenauigkeit
in keiner Weise negativ beeinflussen. Dies ist beim Fügen einer
gattungsgemäßen Nockenwelle
mit Bezug auf das Erreichen einer hohen Fertigungsgenauigkeit von
großem
Vorteil. Denn gerade bei dem Verbinden der Nockensegmente mit der
Innenwelle sind bei den bisher im Stand der Technik bekannten Nockenwellen
leicht Fertigungsungenauigkeiten aufgetreten. Voraussetzung für ei ne radiale
Lagerung eines erfindungsgemäßen Nockensegmentes
auf der Außenwelle
ist eine zumindest eng begrenzt mögliche radiale Relativverschiebbarkeit zwischen
Nockensegment und Innenwelle.
-
Bei
einer erfindungsgemäß aufgebauten
Nockenwelle werden zunächst
alle fest mit der Außenwelle
zu verbindenden Nockenteile oder weitere Bauteile mit vorzugsweise
Endgenauigkeit gefügt.
Dabei sind die vorgenannten zu fügenden
Bauteile beim Fügen
vorzugsweise bereits fertig bearbeitet. Bei der Verwendung von nicht
fertig bearbeiteten ersten Nocken und/oder nicht fertig bearbeiteten
anderen fest gefügten
Bauteilen erfolgt die Fertigbearbeitung vor dem Fügen der
beweglichen Nockensegmente. Das Fügen der beweglichen, umfangsmäßig offenen
Nockensegmente erfolgt dadurch, dass diese Nockensegmente radial
auf die Aufnahmebereiche der Außenwelle
aufgesetzt werden, um sodann mit der bereits in die Außenwelle
eingeschobenen Innenwelle verbunden werden zu können. Bei dieser Verbindung wird
die Passgenauigkeit in radialer Richtung ausschließlich von
Aufnahmebereichen in der Außenwelle
bestimmt. Mit der Innenwelle ist das bewegliche Nockensegment verdrehfest
und axial fixiert verbunden. Die Führungs- und Lagerelemente,
die für
die radiale Fixierung des beweglichen Nockensegmentes maßgeblich
sind, befinden sich ausschließlich
in Bereichen der Außenwelle
bzw. sind diese als fest mit der Außenwelle verbundene Bauteile
ausgebildet.
-
Die
verdrehfeste Verbindung zwischen dem beweglichen Nockensegment und
der Innenwelle erfolgt über
einen radial verlaufenden Stift, der an dem beweglichen Nockensegment
fest angreift. Dieser Stift durchläuft in der Außenwelle
Ausnehmungen, die in Umfangsrichtung eine derartige Erstreckung besitzen,
dass eine vorgebbare Relativverdrehung zwischen Innen- und Außenwelle
möglich
ist. Bei der Lagerung des Stiftes in der Innenwelle muss besonders
in Verdrehrichtung eine passgenaue Aufnahme vorgesehen sein. Insbesondere
in radialer Richtung ist eine Gleit- bzw. Spielpassung vorzusehen,
die in – zu
den Wellenachsen – radialer
Richtung eine zumindest geringe Beweglichkeit garantiert. Diese
radiale Beweglichkeit ist zur Vermeidung einer überbestimmten Lagerung erforderlich,
da die radiale Lagegenauigkeit der bewegten Nockensegmente ausschließlich von
der Positionierung dieser Nockensegmente in der Außenwelle
gegeben sein soll.
-
Bei
einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung setzt
sich ein zweiter Nocken aus einem auf der Außenwelle fest fügbaren Basisteil
und einem mit diesem verdrehbaren Nockensegment zusammen. Die radiale
Lagerung des beweglichen Nockensegmentes in dem Basisteil ist über kreisbogenförmig verlaufende
Nut- und Feder-Verbindungsmittel gegeben. Die kreisförmige Führungsbahn
verläuft konzentrisch
mit Bezug auf die Achse von Innen- und Außenwelle. Um das Nockensegment
in fertig bearbeitetem Zustand in die kreisförmige Führungsbahn innerhalb des ebenfalls
bereits fertig bearbeiteten Basisteiles einführen zu können, darf sowohl das Nockensegment
wie auch die Kreisbahn keinen geschlossenen Kreis bilden. Die die
Nut- und Federführungsmittel
bildenden Bereiche an einerseits dem Nockensegment und andererseits
dem Basisteil müssen
umfangsmäßig derart
ausgelegt sein, dass ein Verbinden der Verbindungsmittel möglich ist.
Zu diesem Zweck können
beispielsweise die ineinander eingreifenden Führungsmittel der Nut- und Federverbindung
des Nockensegmentes einerseits und des Basisteiles andererseits
jeweils auf einen Kreisbogen von 180° beschränkt sein. Bereits dann ist
ein Schließen
der Nut- und Federverbindung ohne weiteres möglich. Für ein Verbinden notwendig ist,
dass der Kreisbogen der Führungsmittel
zusammenaddiert nicht über
360° hinausgeht.
-
Grundsätzlich kann
die vorbeschriebene Nut- und Federverbindung zwischen dem Nockensegment
und dem sich an der Außenwelle
befindenden Basisteil einen einwandfreien Nockenwellenbetrieb mit
gegen ersten Nocken verdrehbaren Nockensegmenten als Funktionsteilen
zweiter Nocken gewährleisten.
-
Mit
den nachfolgend beschriebenen Mitteln lässt sich darüber hinaus
noch eine zusätzliche
Verbesserung erreichen.
-
Diese
Verbesserung geht von der Überlegung
aus, dass die auf Nocken einwirkenden Stellkräfte, die beispielsweise bei
dem Antrieb eines Ventilstößels eines
Verbrennungsmotors auftreten, lediglich von radial außen nach
innen wirken. Hieraus resultiert, dass lediglich in dieser Richtung
eine möglichst
stabile Lagerabstützung
gegeben sein muss. Nach radial außen wirken auf ein bewegliches
Nockensegment während
des Nocken wellenbetriebes lediglich relativ geringe Zentrifugalkräfte. Ausgehend von
dieser Überlegung
wird erfindungsgemäß vorgeschlagen,
die Lagermittel durch Federkraft nach radial innen gerichtet vorzuspannen.
Bei einer derart vorgespannten Lagerung existiert bei Betrieb einer
solchen Nockenwelle praktisch kein radiales Lagerspiel an den verdrehbaren
Nockensegmenten.
-
Die
zur Erreichung einer solchen Lagervorspannung erforderliche Anordnung
von Federmitteln kann unterschiedlichster Art sein.
-
Eine
vorteilhafte Ausführungsform
kann darin bestehen, den Stift, der das verdrehbare Nockensegment
verdrehfest in der Innenwelle lagert, über Federkraft derart an der
Innenwelle abzustützen, dass
der Stift nach radial innen kraftbeaufschlagt ist. Wegen der festen
Verbindung dieses Stiftes mit dem Nockensegment wird auf diese Weise
das Nockensegment in sein in dem Basisteil liegendes Lager nach
radial innen gedrückt.
Als Federmittel können Blattfedern,
Tellerfedern oder auch beliebige Schraubenfedern eingesetzt werden.
-
Möglich ist
es auch, innerhalb der kreisbogenförmig verlaufenden Nut- und
Federverbindungsmittel einen Federring mit in der Federebene mäanderförmigem Umfangsverlauf
einzusetzen. Ein solcher Federring ermöglicht die erfindungsgemäß angestrebte
Lagervorspannung direkt innerhalb des Nut- und Federlagers, indem
die Federkraft direkt auf die gegenüberliegenden Lagerflanken ausgeübt wird.
Dabei ist der Feder ring selbstverständlich an denjenigen Lagerflanken
einzusetzen, bei denen er ein Vorspannen des Lagers des Nockensegmentes nach
radial innen ermöglicht.
-
Grundsätzlich ist
es darüber
hinaus bei einer nach radial innen wirkenden Federkraftbeaufschlagung
des drehbaren Nockensegmentes möglich,
auf die vorstehend beschriebene kreisbogenförmige Nut- und Federverbindung
zwischen dem Nockensegment und dem Basisteil ganz zu verzichten.
Möglich ist
dies deshalb, weil durch die Federkraft praktisch lediglich der
im Betrieb der Nockenwelle auf das Nockensegment einwirkenden Zentrifugalkraft
ausreichend sicher entgegengewirkt werden muss.
-
Für viele
Einsatzfälle
einer erfindungsgemäßen, verstellbaren
Nockenwelle sind verstellbare Nockensegmente ohne Grundkreis ausreichend,
d.h. es liegen dann zweite Nocken vor, die ausschließlich aus
verstellbaren, umfangsmäßig offenen
Nockensegmenten ohne Grundkreisbereichen bestehen. In Fällen, in
denen bei solchen Nockensegmenten auch ein Grundkreisbereich zur
Verfügung
stehen soll, kann die Funktion des Grundkreises durch eine entsprechende
Form eines eingesetzten Basisteiles ausgeübt werden. Das Basisteil kann
einstückig
ausgeführt
sein. Genauso ist es allerdings möglich, ein in axialer Wellenrichtung
zweiteiliges Basisteil auf der Außenwelle derart lagemäßig zu fügen, dass
es die Funktion eines einstückigen
Basisteiles ausüben kann.
Es ist auch möglich,
mindestens eines der Teile eines zweiteiligen Basisteils nach der
Verbindung mit der Nockenwelle bzw. nach dem Aufsetzen der offenen
Nockensegmente in axialer Richtung zu verschieben, ohne die winkelmäßige Positionierung
zu ändern.
-
Zudem
ist es auch möglich,
die ersten Nocken in ein ein- oder mehrteiliges Basisbauteil der zweiten
Nocken zu integrieren.
-
Vorteilhafte
und zweckmäßige, nachstehend noch
näher erläuterte Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt.
-
In
dieser zeigen
-
1 einen
Längsschnitt
durch einen Nockenwellenbereich mit einem aufgesetzten, verdrehbaren
Nockensegment eines zweiten Nockens,
-
2 eine
perspektivische Darstellung eines Basisbauteiles des in 1 gezeigten
zweiten Nockens,
-
3 eine
perspektivische Ansicht des Nockensegmentes des zweiten Nockens
in 1,
-
4 einen
Längsschnitt
durch einen Nockenwellenbereich mit einer alternativen Fixierung des
beweglichen Nockensegmentes eines zweiten Nockens mit einer Blattfeder
als Fixiermittel,
-
5 die
Ausführung
nach 3 mit einer um 90° versetzten Schnittdarstellung
des Nockenwellenbereiches,
-
6 eine
Variante der Ausführung
nach den 3, 4 mit einer
zylindrisch gewickelten Feder als Fixiermittel,
-
7 eine
weitere Variante der Ausführung nach
den 4 bis 6 mit einer Feder als Fixiermittel,
-
8 eine
Variante der Ausführung
nach 6,
-
9 eine
alternative Ausführung
einer durch Federkraft vorgespannten Lagerung des beweglichen Nockensegmentes
eines zweiten Nockens,
-
10 eine
nochmals alternative Ausführung
einer durch Federkraft vorgespannten Lagerung des beweglichen Nockensegmentes
eines zweiten Nockens,
-
11A, B den Montageablauf bei der Ausführung nach 10,
-
11C, D den Montageablauf bei einer von der Ausführung nach 10 abgewandelten
Ausgestaltung ds Federmittels,
-
12 eine
zu dem Ausführungsbeispiel nach 9 alternative
Ausgestaltung des Federmittels,
-
13 einen
Schnitt nach Linie XIII-XIII in 12.
-
Ausführung nach 1 bis 3
-
Eine
verstellbare Nockenwelle 1 umfasst zwei gegeneinander verdrehbare
konzentrisch ineinander angeordnete Wellen, nämlich eine Außenwelle 2 sowie
eine Innenwelle 3. In den 1 bis 3 ist aus
der Länge
einer solchen verstellbaren Nockenwelle 1 lediglich ein
kurzer Ausschnitt mit insbesondere einem zweiten Nocken 4 dargestellt.
Bei diesem zweiten Nocken 4 ist ein Basisteil 5 fest
mit der Außenwelle 2 verbunden.
Diese Verbindung kann beispielsweise durch einen Schrumpfsitz gegeben
sein. Um die gemeinsame Achse von Außen- und Innenwelle 2, 3 drehbar
gelagert ist in dem Basisteil 5 ein Nockensegment 6.
Dieses Nockensegment 6 erstreckt sich lediglich über einen
Teilumfang des zweiten Nockens 4. Radial innen ist das
Nockensegment 6 kreisbogenförmig ausgebildet, d.h. es besitzt
eine derart geformte Führungsbahn.
In Umfangsrichtung darf dieser kreisbogenförmige Abschnitt 180° nicht überschreiten.
Anderenfalls ist dieses Nockensegment 6 nicht radial auf
das Basisteil 5 aufsetzbar.
-
Auf
dem Basisteil 5 ist das Nockensegment 6 radial
zu lagern. Eine solche Lagerung erfolgt bei dem gezeichneten Ausführungsbeispiel
in einer Umfangsnut 7 des Basisteiles 5. Im Grundbereich
der Umfangsnut 7 befinden sich in deren Seitenflanken axial
eingeformte Ringnuten 8. Diese Ringnuten 8 dienen
zur Aufnahme und Führung
des Nockensegmentes 6, wofür an diesem Segment den Ringnuten 8 komplementär angeformte
Ringstege 9 vorgesehen sind. Durch diese Ringnut-Ringstegausführung von
Basisteil 5 und Nockensegment 6 ist zwischen diesen
beiden Teilen eine „Nut-
und Feder-Verbindung" gegeben. Dabei ist
zwischen den Ringnuten 8 und den Ringstegen 9 ein
geringes Spiel gegeben, durch das ein Verdrehen des Nockensegmentes 6 innerhalb
des Basisteiles 5 möglich
ist. Um die „Nut- und
Federverbindung" erreichen
zu können,
dürfen die
Nuten 8 einerseits sowie die Ringstege 9 andererseits
lediglich auf einem solchen Teilumfang der betreffenden Bauteile
vorgesehen sein, dass ein radiales Einsetzen des Nockensegmentes 6 in
die Umfangsnut 7 in einem nicht als Nut- und Federverbindung
ausgebildeten Umfangsbereich möglich
ist.
-
Das
verdrehbar in dem Basisteil 5 gelagerte Nockensegment 6 bildet
lediglich den außerhalb
des Nocken-Grundkreises liegenden Erhebungsbereich eines zweiten
Nockens 4. Bei einem Einsatz von Nockenwellen, bei denen
grundkreisbereichsfreie Nocken vorliegen können, reicht eine solche grundkreisbereichsfreie
Ausführung
für einen
zweiten Nocken 4 in der Form eines Nockensegmentes 6 aus.
Für Anwendungsfälle, in
denen ein zweiter Nocken 4 mit einem Nockensegment 6 einen
Grundkreisbereich besitzen soll, kann dieser von dem Basisteil 5 gebildet werden.
Ebenso können
erste Nocken als integrierte Bestandteile 5' des Basisteils 5 ausgebildet
sein.
-
Dieses
Basisteil 5 kann einteilig oder axial geteilt ausgebildet
sein. Bei einer axial geteilten Ausbildung besteht das Basisteil 5 aus
zwei axial beabstandet fest mit der Außenwelle 2 verbundenen
Ringen, die zwischen sich die bei der vorstehend beschriebenen einstückigen Ausführung des
Basisteiles 5 eine funktionsgleiche Umfangsnut 7 bilden
können.
Grundsätzlich
kann die Funktion des Basisteiles 5 auch durch eine entsprechende
einstückige
Ausformung der Außenwelle 2 gegeben
sein.
-
Innerhalb
der Umfangsnut 7 ist das Nockensegment 6 radial
geführt.
Für eine
Führung
in Umfangs- und Axialrichtung sorgt ein Stift 10. Dieser
ist fest mit dem Nockensegment 6 verbunden. Eine solche
Verbindung kann beispielsweise durch ein Einschrumpfen des Stiftes 10 in
einer dem Stift 10 zugeordneten Bohrung innerhalb des Nockensegmentes 6 erfolgen.
Der Stift 10 durchgreift in der Außenwelle 2 ein in
Umfangsrichtung dieser Welle verlaufendes Langloch 11.
Durch die Länge
dieses Langloches 11 ist der Verdrehwinkel des Nockensegmentes 6 gegenüber der
Außenwelle 2 bestimmt.
Innerhalb der Innenwelle 3 lagert der Stift 10 in
einer Aufnahmebohrung 12. Die Durchmesser des Stiftes 10 einerseits
und der Aufnahmebohrung 12 andererseits sind mit Bezug
auf einen Schiebesitz des Stiftes 10 innerhalb den Aufnahmebohrungen 12 ausgelegt.
Der Stift 10 muss wegen der „Nut- und Federlagerung" des Nockensegmentes 6 innerhalb
der Umfangsnut 7 des Basisteiles 5 lediglich eine
Fixierung zwischen Nockensegment 6 und der Innenwelle 3 in
Umfangsrichtung sicherstellen. In radialer Richtung darf und soll das
Nockensegment 6 innerhalb eines durch die Auslegung der „Nut- und
Federverbindung" vorgegebenen
radialen Spiels frei beweglich sein. Damit der Stift 10 bei
einem bereits eingesetzten Nockensegment 6 eingebracht
werden kann, sind in dem Basisteil 5 sowie der Außenwelle 2 entsprechende
Einführöffnungen 13 vorgesehen.
Alternativ kann der Stift 10 auch fest mit der Innenwelle 3 und über einen
Schiebesitz mit dem Nockensegment 6 verbunden sein.
-
Die
Montage eines aus einem Nockensegment 6 und einem Basisteil 5 bestehenden
zweiten Nockens 4 gestaltet sich wie folgt.
-
Das
Basisteil 5 wird beispielsweise durch einen Schrumpfsitz
auf die Außenwelle 2 gefügt. Bei
einer üblichen
Nockenwelle mit mehreren zweiten und ersten Nocken werden in einem
ersten Arbeitsschritt diese Nocken nachbearbeitungsfrei auf der
Außenwelle 2 gefügt. Bei
den ersten Nocken handelt es sich um solche, die insgesamt fest
mit der Außenwelle 2 verbunden
sind. Sie können
Bestandteil von fest mit der Außenwelle
verbundenen Bauteilen sein, in denen die Nockensegmente 6 gelagert
sind. Bei den erfindungsgemäßen zweiten
Nocken 4 erfolgt das Fügen
zunächst
allein mit Bezug auf das jeweils fest mit der Außenwelle 2 zu verbindende
Basisteil 5, in das ein erster Nocken 5' integriert
sein kann (1, 2).
-
Nach
fertig gefügten
Nocken, bzw. der Basisteile 5 von zweiten Nocken 4,
erfolgt ein Einsetzen der Innenwelle 3 in die Außenwelle 2 sowie
ein radiales Aufsetzen der Nockensegmente 6 in jeweils
eine zugeordnete Umfangsnut 7 eines wiederum zugehörigen Basisteiles 5.
Das radiale Aufsetzen eines Nockensegmentes 6 auf ein Basisteil 5 erfolgt
durch ein radiales Einführen
in einem von „Nut-
und Feder-Verbindungsmitteln" freien
Umfangsbereich der Umfangsnut 7 mit anschließendem Erzeugen
der „Nut- und
Feder-Verbindung" durch
entsprechendes Verdrehen des Nockensegmentes 6 innerhalb
der Umfangsnut 7.
-
In
einem nächsten
Arbeitsschritt erfolgt das Einbringen eines jeweiligen Stiftes 10 durch
die radialen Öffnungen
von Basisteil 5, Außenwelle 2 und
Innenwelle 3 einschließlich
eines Fixierens des betreffenden Stiftes 10 innerhalb des
Nockensegmentes 6. Das Fixieren kann über eine Schrumpfverbindung
erfolgen, die dadurch erzielt werden kann, dass die beiden miteinander
zu verbindenden Teile beim Verbinden unterschiedliche Temperaturen
besitzen, so dass sich bei Temperaturausgleich automatisch ein Schrumpfsitz
bildet.
-
Von
besonderem Vorteil bei dieser erfindungsgemäßen Nockenwellenausbildung
ist es, dass die Nockenwelle 1 vollständig aus fertig vorbereiteten
Einzelteilen gefügt
werden kann und zwar derart, dass keine Nachbearbeitung an der fertigen Nockenwelle 1 mehr
erforderlich ist.
-
Eine
alternative Fertigungsmöglichkeit
besteht darin, vor der Montage der Innenwelle 3 und dem
Fügen der
verstellbaren Nockensegmente 6 die mit den festen Bauteilen
gefügte
No ckenwelle entsprechend einer Standardnockenwelle zu schleifen.
-
Ausführung nach 4 bis 13
-
Diese
Ausführungen
enthalten verschiedene, mögliche
Varianten für
eine nach radial innen mit Bezug auf die Nockenwellenachse federbelastete Anlage
zwischen der radialen Anlage- und
Führungsfläche eines
verdrehbaren Nockensegmentes 6 gegenüber einer auf der Außenwelle 2 ortsfesten
Gegenführungsfläche in dem
Basisteil 5.
-
Dabei
wird von folgender Überlegung
ausgegangen.
-
Ein
axial in einem Basisteil 5 geführtes Nockensegment 6 unterliegt
in Richtung nach radial außen
lediglich der von ihm ausgehenden Zentrifugalkraft während des
Betriebs der Nockenwelle. Dies sind relativ geringe Kräfte, die
von einer Feder aufgenommen werden können. Hierfür muss die Feder an einerseits
dem Nockensegment 6 und andererseits beispielsweise an
einem mit der Innenwelle 3 fest verbundenen Gegenlager – der Richtung
der Zentrifugalkraft entgegengerichtet – gespannt werden. Möglich ist
auch eine entsprechende Federkraftbeaufschlagung direkt innerhalb
einer erfindungsgemäßen „Nut- und
Feder-Verbindung" zwischen
Nockensegment 6 und Basisteil 5, wenn eine solche
Verbindung vorhanden ist. Das Gegenlager kann auch durch die Außenwelle 2 beziehungs weise
ein mit dieser fest verbundenes Bauteil 5 gebildet sein.
-
Grundsätzlich kann
bei einer federbeaufschlagten Lagerung eines Nockensegmentes 6 eine erfindungsgemäße Nut-
und Feder-Verbindung auch fehlen. In dem Basisteil 5 liegt
das Nockensegment 6 in einem solchen Fall nach radial innen
federkraftbeaufschlagt mit seiner inneren kreisbogenförmigen Führungsfläche an.
-
Bei
den in den Zeichnungsfiguren 4 bis 6 gezeichneten
Ausführungsvarianten
kann daher auch dann, wenn eine „Nut- und Federverbindung" zwischen Nockensegment 6 und
Basisteil 5 gezeichnet ist, eine solche fehlen.
-
Bei
der Ausführung
nach den 4 und 5 bewirkt
die Federkraftbeaufschlagung eine Blattfeder 14. Diese
Blattfeder 14 ist gespannt zwischen einem Auflager 15 an
einem Stift 10 und der Innenumfangsfläche der Innenwelle 3.
Die Aufnahmefläche
bzw. Aufnahme an dem Stift 10 für die Blattfeder 14 bildet
eine in dem Stift 10 vorgesehene Aufnahme-Ringnut 15.
In der Blattfeder 14 ist eine schlüssellochförmige Lageröffnung 16 vorgesehen, durch
die die Blattfeder 14 in der Aufnahme-Ringnut 15 verankert
werden kann. Besitzt eine verstellbare Nockenwelle 1 in üblicher
Weise mehrere Nockensegmente 6, so kann eine einzige Blattfeder 14 zur Fixierung
der einzelnen Stifte 10 dieser mehreren zweiten Nockensegmente 6 eingesetzt
werden. Bei dem Ausführungsbeispiel
nach 4, 5 ist der Stift 10 durch
ein Einschrauben über
ein Gewinde in dem Nockensegment 6 fixiert. Als Einschraubhilfe
ist an dem freien Ende des Stiftes 10 ein Innensechskant
vorgesehen.
-
Bei
der Ausführung
nach 6 ist die Blattfeder 14 durch eine Schraubenfeder 17 ersetzt.
-
Die
Ausführung
nach 7 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem die
Federkraft einer Feder 17 nicht auf der Innenfläche der
Innenwelle 3, sondern auf dem fest mit der Außenwelle 2 verbundenen
Basisteil 5 eines zweiten Nockens 4 abgestützt ist.
Dies ist besonders deswegen vorteilhaft, weil die Innenwelle 3 nicht
gegenüber
der Außenwelle 2 belastet wird.
Die Feder 17 ist dabei im Bereich des Langlochs 11 der
Außenwelle 2 zwischen
der Anlagefläche
am Stift 10 und einer, ein weiteres Langloch 11' im Basisteil 5 des
zweiten Nockens 4 abdeckenden, Anlagescheibe 22 angeordnet.
Die Anlagescheibe 22 umschließt den Stift 10 derart
formschlüssig,
dass die Anlagescheibe 22 bei einer Relativverdrehung des Nockensegmentes 6 gegenüber der
Innenwelle 3 in Umfangsrichtung entlang einer in dem Basisteil 5 vorgesehenen,
zugeordneten Führungsfläche gleitet.
-
Die 8 zeigt
ein Ausführungsbeispiel,
bei dem zwischen einem Nockensegment 6 und einem zugehörigen Basisteil 5 keine „Nut- und
Feder-Verbindung" vorgesehen
ist. Die radiale Lagerung ist hier lediglich durch eine Anlage des
Nockensegmentes 6 an der Außenwelle 2 gegeben.
Dies bedeutet, dass hier ein aus zwei direkt fest mit der Außenwelle 2 verbunde nen
Ringen 18, 19 bestehendes Basisteil 5 vorliegt.
Diese beiden Ringe 18, 19 sind in einem derartigen
axialen Abstand auf der Außenwelle 2 gefügt, dass
das zwischen ihnen liegende Nockensegment 6 axial lose
positioniert ist, während
die axiale Führung
gegenüber
der Innenwelle 3 der Stift 10 übernimmt. Die Federkraft wird
von einer Schraubenfeder 20 erzeugt, die gespannt ist,
zwischen einem Auflager des Stiftes 10 und der Innenumfangsfläche der
Innenwelle 3. Das Auflager 21 an dem fest mit dem
Nockensegment 6 verbundenen Stift 10 bildet ein
in einer Ringnut des Stiftes 10 in üblicher Weise fixierbarer Sicherungsring,
der beispielsweise ein Sprengring oder ein Aufschiebering mit sich
in der Ringnut des Stiftes 10 verkrallenden Widerlagern sein
kann. In der Zeichnung ist dieses Auflager mit 21 bezeichnet.
Der Stift 10 ist in dieser Ausführung bereits vor der Montage
des Nockensegments 6 mit diesem verbunden und wird beim
Einbringen dieser Baugruppe 6, 10 durch die Öffnung 11 in
die Innenwelle 3 mit dem Auflager 21 verbunden.
Dieses Auflager 21 und die Feder 20 werden vor
der Montage im Inneren der Welle 3 positioniert und ggf.
durch Hilfsmittel bis zum Verbindungsvorgang mit dem Stift 10 in
dieser Position gehalten.
-
Die 9 zeigt
ein Ausführungsbeispiel,
bei dem an einem Nockensegment 6 ein oder mehrere Halteelemente 23 angebracht
sind, welche die radial spielfreie Positionierung des Nockenelements 6 durch
vorzugsweise radial nach innen federbelastete Stifte 24 sicherstellen.
-
Im
Beispiel gemäß 10 sind
die mit der Nut 8 zusammenwirkenden Elemente vorzugsweise Federelemente 25,
welche zur spielfreien radialen Positionierung des Nockensegments 6 vorgespannt sind.
Dies ist besonders deswegen vorteilhaft, da sich ein Nockensegment 6 vor
Montage der Halteelemente einfach und präzise fertigen lässt. Bei
Verwendung der Federelemente 25 lassen sich mit der Verwendung
einfacher und günstiger
Einzelkomponenten eine Anzahl von Funktionen vereinen. Außerdem ist
mit dieser Ausführung
eine Montage in einem geschlossenen Nutprofil 8 möglich, wenn
die Federelemente 25 derart vorgespannt eingesetzt werden, dass
zum Zeitpunkt der Montage die Breite des Nockensegments 6 nicht überschritten
wird (11A). Nachdem das Nockensegment 6 die
gewünschte
radiale Position erreicht hat, wird das Federelement 25 vorzugsweise
selbsttätig,
z.B. durch Kontakt mit dem Basisteil 5, entspannt, so dass
die Enden des Federelements 25 in die Nut 8 des
Basiselements 5 eingreifen und so eine radiale Positionierung
sicherstellen (11B) können. Alternativ können auch
in Nockenwellenlängsachse
federunterstützt
verschiebbare Stifte 26 verwendet werden (11C und D).
-
Die
in 12 und 13 gezeigte,
zu einem Halbkreisring geformte Feder mit einem mäanderförmig ausgebildeten,
radial federnden Umfang ist eine Feder, die als Lagervorspannmittel
bei einer Ausführung
nach 1, 9 zwischen der Nut- und Federführung eingesetzt
werden kann.
-
Alle
in der Beschreibung und in den nachfolgenden Ansprüchen dargestellten
Merkmale können sowohl
einzeln als auch in beliebiger Form miteinander erfindungswesentlich
sein.