DE102005025931B4

DE102005025931B4 - Shaft, in particular camshaft

Info

Publication number: DE102005025931B4
Application number: DE200510025931
Authority: DE
Inventors: Jürgen Müller
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2005-06-06
Filing date: 2005-06-06
Publication date: 2007-10-31
Anticipated expiration: 2025-06-07
Also published as: DE102005025931A1; DE202005021511U1

Abstract

Welle, insbesondere Nockenwelle, die im Betrieb um eine Wellenachse (8) drehbar ist,
– wobei die Welle mindestens zwei Segmente (1–5) aufweist, die mittels eines Kuppelelements (9) miteinander kuppelbar sind,
– wobei das Kuppelelement (9) auf einem (2, 4) der Segmente (1–5) axial verschiebbar gelagert ist, so dass es zwischen einer ersten und einer zweiten Endstellung axial verschiebbar ist,
– wobei die Segmente (1–5) im Stoßbereich im Querschnitt zur Wellenachse (8) gesehen gleiche radiale Grundaußenprofile (11, 12) aufweisen und das Kuppelelement (9) im Querschnitt zur Wellenachse (8) gesehen ein mit den Grundaußenprofilen (11, 12) korrespondierendes radiales Grundinnenprofil (15) aufweist,
– wobei das Kuppelelement (9), wenn es sich in der ersten Endstellung befindet, ausschließlich dasjenige (2, 4) der Segmente (1–5) übergreift, auf dem es gelagert ist, so dass die Segmente (1–5) voneinander lösbar sind, und
– wobei das Kuppelelement (9), wenn es sich in der zweiten Endstellung...Shaft, in particular camshaft, which is rotatable in use about a shaft axis (8),
- wherein the shaft has at least two segments (1-5) which can be coupled together by means of a coupling element (9),
- wherein the coupling element (9) on one (2, 4) of the segments (1-5) is mounted axially displaceable, so that it is axially displaceable between a first and a second end position,
- The segments (1-5) in the joint area in cross section to the shaft axis (8) have the same radial base outer profiles (11, 12) and the coupling element (9) in cross section to the shaft axis (8) seen with the base outer profiles (11, 12 ) has corresponding radial basic inner profile (15),
- Wherein the coupling element (9) when it is in the first end position, only that (2, 4) of the segments (1-5) overlaps, on which it is mounted so that the segments (1-5) from each other detachable are and
- wherein the coupling element (9), when it is in the second end position ...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Welle, insbesondere eine Nockenwelle, die im Betrieb um eine Wellenachse drehbar ist, wobei die Welle mindestens zwei Segmente aufweist, die mittels eines Kuppelelements miteinander kuppelbar sind.The The present invention relates to a shaft, in particular a camshaft, which is rotatable in operation about a shaft axis, wherein the shaft has at least two segments, by means of a coupling element can be coupled with each other.

Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Segment und ein Kuppelelement einer derartigen Welle und eine Verbrennungskraftmaschine mit mindestens einer derartigen Welle.The The present invention further relates to a segment and a coupling element such a shaft and an internal combustion engine with at least such a wave.

Bei Verbrennungskraftmaschinen werden Nockenwellen benötigt. Kleinere Verbrennungskraftmaschinen, z.B. PKW-Motoren, weisen dabei eine einstückige Nockenwelle auf, an der die Nocken für alle Zylinder der Verbrennungskraftmaschine angeordnet sind. Große Verbrennungskraftmaschinen, z.B. Viertakt-Dieselmotoren für Lokomotiven, Schiffe oder große Notstromaggregate, weisen Nockenwellen auf, die aus mehreren Segmenten bestehen. Je zwei Segmente sind dabei miteinander gekuppelt, so dass sie axial und radial spielfrei sowie drehfest miteinander verbunden sind.at Internal combustion engines are needed camshafts. smaller Internal combustion engines, e.g. Car engines, have a one-piece camshaft on, on the cams for all Cylinder of the internal combustion engine are arranged. Large internal combustion engines, e.g. Four-stroke diesel engines for Locomotives, ships or big ones Emergency generators, have camshafts, which consist of several segments consist. Each two segments are coupled together, so that they are axially and radially backlash-free and rotatably connected are.

Aus dem Prospekt der Firma WEISS GmbH sind Schiffswellenkupplungen bekannt, die die einzelnen Segmente von Schiffsantriebswellen miteinander verbinden.Out the prospectus of the WEISS GmbH ship shaft couplings are known the individual segments of ship propeller shafts together connect.

Im Stand der Technik wird die Verbindung der Segmente miteinander in der Regel dadurch bewirkt, dass die Segmente an ihren Stoßflächen Flansche aufweisen, die über entsprechende Bohrungen miteinander verschraubbar sind. Das Verschrauben der Segmente miteinander ist jedoch zeitaufwändig und umständlich.in the Prior art, the connection of the segments with each other in usually causes the segments flanges on their abutment surfaces have that over corresponding holes can be screwed together. The screwing of the Segments with each other, however, is time consuming and cumbersome.

Es sind auch schon Nockenwellen der eingangs genannten Art bekannt, bei denen das Kuppelelement auf einem der Segmente axial verschiebbar gelagert ist, so dass es zwischen einer ersten und einer zweiten Endstellung axial verschiebbar ist. Bei diesen Nockenwellen weisen die Segmente im Stoßbereich im Querschnitt zur Wellenachse gesehen gleiche radiale Grundaußenprofile auf und weist das Kuppelelement im Querschnitt zur Wellenachse gesehen ein mit den Grundaußenprofilen korrespondierendes radiales Grundinnenprofil auf. Wenn das Kuppelelement sich in der ersten Endstellung befindet, übergreift es ausschließlich dasjenige der Segmente, auf dem es gelagert ist. In dieser Endstellung sind die Segmente voneinander lösbar. Wenn das Kuppelelement sich in der zweiten Endstellung befindet, verbindet es die Segmente derart miteinander, dass sie axial aneinander anstoßen und axial, radial und tangential spielfrei gegeneinander fixiert sind. Diese Bauweise ermöglicht zwar ein schnelleres Verbinden der einzelnen Segmente miteinander, erfordert jedoch eine erheblich größere Baulänge als eine Verbindung mit Flanschen.It Camshafts of the type mentioned are already known, in which the coupling element mounted axially displaceably on one of the segments is, so it is between a first and a second end position is axially displaceable. In these camshafts have the segments in the joint area seen in cross section to the shaft axis same radial base outer profiles on and has the coupling element seen in cross section to the shaft axis one with the basic external profiles corresponding radial basic inner profile. When the coupling element is in the first end position, it overlaps only that the segments on which it is stored. In this end position are the segments are detachable from each other. When the coupling element is in the second end position, it connects the segments together so that they are axially together nudge and fixed axially, radially and tangentially backlash against each other are. This construction allows Although a faster connection of the individual segments with each other, However, requires a much greater length than a connection with Flanges.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, eine Welle der zuletzt genannten Art und deren Elemente derart auszugestalten, dass die Segmente ebenso schnell und einfach miteinander kuppelbar sind, die Baulänge jedoch kürzer gehalten werden kann.The Object of the present invention is therefore a shaft to design the latter type and its elements in such a way that the segments just as quickly and easily coupled with each other are, the overall length but shorter can be held.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Grundaußenprofile und das Grundinnenprofil im Querschnitt zur Wellenachse gesehen nicht kreisförmig ausgebildet sind und/oder exzentrisch zur Wellenachse angeordnet sind. Denn dann ergibt sich eine formschlüssige Verbindung, über die ein hohes Betätigungsmoment übertragbar ist.The Task is solved by that the basic external profiles and seen the basic inner profile in cross section to the shaft axis not circular are formed and / or arranged eccentrically to the shaft axis are. Because then there is a positive connection, over the a high operating torque transferable is.

Die Grundaußenprofile und das Grundinnenprofil sind vorzugsweise im Querschnitt zur Wellenachse gesehen als kontinuierlich gekrümmte Profile ausgebildet. Denn dann sind sie zum Einen fertigungstechnisch besonders einfach herstellbar und zeigen darüber hinaus im Betrieb der Welle einen besonders geringen Verschleiß. Beispielsweise können die Grundaußenprofile und das Grundinnenprofil als Polygonprofile gemäß DIN 32711 ausgebildet sein.The Basic external profiles and the basic inner profile are preferably in cross section to the shaft axis seen as continuously curved Profiles formed. Because then they are on the one hand manufacturing technology particularly easy to produce and also show in operation of the shaft a particularly low wear. For example, the Basic external profiles and the basic inner profile be designed as polygonal profiles according to DIN 32711.

Das Kuppelelement ist vorzugsweise radial an die Segmente anpressbar. Denn dann ist die Fixierung der Segmente gegeneinander besonders zuverlässig und absolut spielfrei.The Coupling element is preferably radially pressed against the segments. Because then the fixation of the segments against each other is special reliable and absolutely free of play.

Um die radiale Anpressbarkeit des Kuppelelements an die Segmente zu erreichen, ist vorzugsweise vorgesehen,

– dass das Kuppelelement ein Innenelement und Außenelement aufweist,
– dass das Innenelement radial innen das Grundinnenprofil und im Querschnitt zur Wellenachse gesehen radial außen ein radiales Zusatzaußenprofil aufweist,
– dass das Außenelement auf dem Innenelement axial verschiebbar gelagert ist und im Querschnitt zur Wellenachse gesehen radial innen ein auf das Zusatzaußenprofil abgestimmtes radiales Zusatzinnenprofil aufweist und
– dass ein Abstand des Zusatzaußenprofils vom Zusatzinnenprofil von der Axialverschiebung des Außenelements auf dem Innenelement abhängt, so dass das Innenelement mittels des Außenelements an die Segmente anpressbar ist.

In order to achieve the radial compressibility of the coupling element to the segments, it is preferably provided

- That the coupling element has an inner element and outer element,
- That the inner element has radially inside the basic inner profile and in cross-section to the shaft axis radially outward a radial additional outer profile,
- That the outer member is mounted axially displaceably on the inner member and seen in cross-section to the shaft axis radially inwardly has a matched to the additional outer profile radial additional inner profile and
- That a distance of the additional outer profile of the additional inner profile of the axial displacement of the outer member depends on the inner element, so that the inner member is pressed by means of the outer member to the segments.

Wenn das Zusatzaußenprofil und/oder das Zusatzinnenprofil sich in Axialrichtung gesehen linear erweitern, ist die Variierung des Abstands in Abhängigkeit von der Axialverschiebung des Außenelements auf dem Innenelement besonders einfach zu erreichen. Wenn dabei sowohl das Zusatzaußenprofil als auch das Zusatzinnenprofil sich in Axialrichtung gesehen gleichartig linear erweitern, ergibt sich weiterhin ein flächiger Kontakt von Innenelement und Außenelement, so dass das Anpressen des Kuppelelements an die Segmente über eine große Fläche erfolgen kann.If the additional outer profile and / or the additional inner profile expand linearly in the axial direction, the variation of the distance depending on the axial displacement of the outer element on the inner element is particularly easy to achieve. When doing both the additional outer profile and the additional inner profile in the axial direction Seen similar expand linearly, there is still a surface contact of the inner element and outer element, so that the pressing of the coupling element can be made to the segments over a large area.

Es kann im Einzelfall möglich sein, die Axialverschiebung des Außenelements auf dem Innenelement durch eine Überwurfmutter oder dergleichen zu bewirken. Vorzugsweise aber ist das Außenelement auf dem Innenelement nach Art eines Hydraulikkolbens axial verschiebbar.It may be possible in individual cases be, the axial displacement of the outer element on the inner element through a union nut or the like. Preferably, however, the outer element is on the inner member in the manner of a hydraulic piston axially displaceable.

Wenn die Segmente zur Radialfixierung an ihren Stoßflächen miteinander korrespondierende Absätze aufweisen, ist eine noch bessere radiale Fixierung der Segmente gegeneinander möglich.If the segments for radial fixation at their abutment surfaces have corresponding heels, is an even better radial fixation of the segments against each other possible.

Vorzugsweise weist eines der Segmente auf seiner Außenseite eine Gleitfläche eines Gleitlagers auf.Preferably has one of the segments on its outside a sliding surface of a Slide bearing on.

Das Gleitlager muss geschmiert werden. Vorzugsweise weisen daher die Segmente eine durchgehende Axialbohrung für ein Schmiermedium auf. Dasjenige der Segmente, das auf seiner Außenseite die Gleitfläche des Gleitlagers aufweist, weist seinerseits wiederum mindestens eine Radialbohrung zum Zuführen des Schmiermediums von der Axialbohrung zur Gleitfläche auf.The Slide bearing must be lubricated. Preferably, therefore, have the Segments on a continuous axial bore for a lubricant. the one the segments that are on its outside the sliding surface has the sliding bearing, in turn, at least in turn a radial bore for feeding the lubricant from the axial bore to the sliding surface.

Insbesondere im Falle einer Nockenwelle trägt eines der Segmente mindestens einen Nocken. In diesem Fall ist das Kuppelelement vorzugsweise auf dem den Nocken tragenden Segment gelagert.Especially in the case of a camshaft carries one of the segments at least one cam. In this case that is Coupling element preferably on the cam-bearing segment stored.

Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Zeichnungen. Dabei zeigen in Prinzipdarstellung:Further Advantages and details will become apparent from the following description an embodiment in conjunction with the drawings. Here are a schematic diagram:

1 einen Abschnitt einer Nockenwelle in der Draufsicht, 1 a section of a camshaft in plan view,

2 einen Längsschnitt durch den Abschnitt von 1, 2 a longitudinal section through the section of 1 .

3 einen Längsschnitt durch eine erstes Segment der Nockenwelle, 3 a longitudinal section through a first segment of the camshaft,

4 eine Draufsicht auf das Segment von 3 in Axialrichtung, 4 a plan view of the segment of 3 in the axial direction,

5 eine Seitenansicht auf ein zweites Segment der Nockenwelle, 5 a side view of a second segment of the camshaft,

6 einen Längsschnitt durch das Segment von 5, 6 a longitudinal section through the segment of 5 .

7 eine Draufsicht auf das Segment von 5 in Axialrichtung, 7 a plan view of the segment of 5 in the axial direction,

8 einen Längsschnitt durch ein erstes Kuppelelement in einer ersten Endstellung, 8th a longitudinal section through a first coupling element in a first end position,

9 einen Längsschnitt durch das Kuppelelement von 8 in einer zweiten Endstellung, 9 a longitudinal section through the coupling element of 8th in a second end position,

10 eine Draufsicht auf das Kuppelelement von 8 in Axialrichtung, 10 a plan view of the coupling element of 8th in the axial direction,

11 einen Längsschnitt durch ein zweites Kuppelelement in einer ersten Endstellung und 11 a longitudinal section through a second coupling element in a first end position and

12 einen Längsschnitt durch das Kuppelelement von 11 in einer zweiten Endstellung. 12 a longitudinal section through the coupling element of 11 in a second end position.

Gemäß den 1 und 2 ist eine Welle als Nockenwelle ausgebildet. Diese Ausgestaltung der Welle ist aber rein beispielhaft.According to the 1 and 2 a shaft is designed as a camshaft. This embodiment of the shaft is purely exemplary.

Gemäß den 1 und 2 weist die Nockenwelle mehrere Segmente 1 bis 5 auf. Die Segmente 1 bis 5 können im Einzelfall alle jeweils mindestens einen Nocken 6 tragen. Gemäß den 1 und 2 trägt aber nur jedes zweite Segment 2, 4 Nocken 6. Diese Segmente 2, 4 werden nachfolgend als Nockenwellenabschnitte 2, 4 bezeichnet. Die anderen Segmente 1, 3, 5 tragen keine Nocken. Stattdessen weisen sie an ihren Außenseiten Gleitflächen 7 eines Gleitlagers auf. Diese Segmente 1, 3, 5 werden daher nachfolgend als Gleitelemente 1, 3, 5 bezeichnet.According to the 1 and 2 The camshaft has several segments 1 to 5 on. The segments 1 to 5 In each case, each can have at least one cam 6 wear. According to the 1 and 2 but only carries every second segment 2 . 4 cam 6 , These segments 2 . 4 are hereinafter referred to as camshaft sections 2 . 4 designated. The other segments 1 . 3 . 5 do not wear cams. Instead, they have sliding surfaces on their outsides 7 a sliding bearing on. These segments 1 . 3 . 5 are therefore referred to below as sliding elements 1 . 3 . 5 designated.

Die Nockenwelle dient in der Regel der Steuerung von Ventilen und/oder Einspritzung eines mehrzylindrigen Großdieselmotors. Unter einem Großdieselmotor ist dabei ein Dieselmotor mit einer Nennleistung von mindestens 1000 kW zu verstehen. Oftmals weist der Großdieselmotor sogar eine Nennleistung von 3000 kW und mehr auf. Solche Großdieselmotoren finden beispielsweise als Hauptantriebe von Lokomotiven oder Schiffen Verwendung. Auch bei großen Notstromaggregaten werden sie eingesetzt, um ein Beispiel einer stationären Anwendung zu nennen. Diese Motoren weisen in der Regel zwischen 10 und 20 Zylinder auf, z. B. 12 oder 16 Zylinder.The Camshaft is usually used to control valves and / or Injection of a multi-cylinder large diesel engine. Under a large diesel engine is a diesel engine with a rated output of at least 1000 kW to understand. Often, the large diesel engine even has a rated power of 3000 kW and more. Such large diesel engines find for example as the main engines of locomotives or ships use. Also at huge Emergency generators are used to provide an example of a stationary To call application. These engines are usually between 10 and 20 cylinders on, z. B. 12 or 16 cylinders.

Pro Zylinder weist die Nockenwelle mindestens einen (Zahlwort) Nocken 6 auf, nämlich im Falle eines Zweitaktmotors, bei dem der Nocken 6 die Einspritzung steuert. In der Regel ist der Großdieselmotor aber als Viertaktmotor ausgebildet, so dass die Nockenwelle pro Zylinder mindestens je einen (Zahlwort) Nocken 6 für die Steuerung des Einlassventils und des Auslassventils aufweist. Eventuell ist sogar ein dritter Nocken vorhanden, um auch die Einspritzung steuern zu können.For each cylinder, the camshaft has at least one (number word) cam 6 on, namely in the case of a two-stroke engine, wherein the cam 6 the injection controls. In general, however, the large diesel engine is designed as a four-stroke engine, so that the camshaft per cylinder at least one (number word) cam 6 for controlling the intake valve and the exhaust valve. Maybe even a third cam is available to control the injection.

Jeder Nockenwellenabschnitt 2, 4 trägt dabei in der Regel alle für die Steuerung eines Zylinders erforderlichen Nocken 6.Each camshaft section 2 . 4 usually carries all the cams required for the control of a cylinder 6 ,

Die Nockenwelle muss sich im Betrieb selbstverständlich als Einheit um eine Wellenachse 8 drehen. Die einzelnen Segmente 1 bis 5 der Nockenwelle müssen daher miteinander gekuppelt sein. Dieses Kuppeln wird mittels Kuppelelementen 9, 10 bewirkt. Die Kuppelelemente 10 sind dabei nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung.The camshaft must of course be a unit around a shaft axis during operation 8th rotate. The individual segments 1 to 5 The camshaft must therefore be coupled together. This coupling is done by means of coupling elements 9 . 10 causes. The coupling elements 10 are not the subject of the present invention.

Die im Betrieb auf die Nocken 6 und damit auch auf die Nockenwelle wirkenden Kräfte sind erheblich und sind darüber hinaus auch schwankend. Die Kupplung der Segmente 1 bis 5 miteinander muss daher axial und radial absolut spielfrei sein. Auch ist in Tangentialrichtung keinerlei Schlupf zulässig. Auch hier muss die Fixierung der Segmente 1 bis 5 gegeneinander also völlig spielfrei sein. Der guten Ordnung halber sei dabei erwähnt, dass der Begriff „axial" sich auf eine Richtung parallel zur Wellenachse 8 bezieht, der Begriff „radial" auf die Wellenachse 8 zu bzw. von ihr weg und der Begriff „tangential" um die Wellenachse 8 herum.The in operation on the cams 6 and thus also acting on the camshaft forces are significant and are also fluctuating beyond. The coupling of the segments 1 to 5 together must therefore be absolutely free of play axially and radially. Also, no slip is allowed in the tangential direction. Again, the fixation of the segments needs 1 to 5 against each other so be completely free of play. For the sake of good order, it should be mentioned that the term "axial" refers to a direction parallel to the shaft axis 8th refers to the term "radial" on the shaft axis 8th away from it and the term "tangential" around the shaft axis 8th around.

Mittels der Kuppelelemente 9, 10 sind je zwei unmittelbar aneinander grenzende Segmente 1 bis 5 miteinander kuppelbar. Die Kuppelelemente 9, 10 sind hierzu auf den Segmenten 1 bis 5 axial verschiebbar gelagert, so dass sie zwischen einer ersten Endstellung (in 2 gestrichelt eingezeichnet) und einer zweiten Endstellung axial verschiebbar sind. Gemäß den 1 und 2, insbesondere 2 sind die Kuppelelemente 9, 10 dabei auf den Nockenwellenabschnitten 2, 4 gelagert. Prinzipiell könnten sie aber auch auf den Gleitelementen 1, 3, 5 gelagert sein.By means of the coupling elements 9 . 10 are each two directly adjacent segments 1 to 5 Coupled with each other. The coupling elements 9 . 10 are on the segments 1 to 5 mounted axially displaceable, so that they between a first end position (in 2 dashed lines drawn) and a second end position are axially displaceable. According to the 1 and 2 , especially 2 are the coupling elements 9 . 10 while on the camshaft sections 2 . 4 stored. In principle, they could also on the sliding elements 1 . 3 . 5 be stored.

Wenn die Kuppelelemente 9, 10 sich in ihren ersten Endstellungen befinden, übergreifen sie ausschließlich dasjenige der Segmente 1 bis 5, auf denen sie gelagert sind. Im vorliegenden Fall übergreifen sie also ausschließlich die Nockenwellenabschnitte 2, 4. In dieser ersten Endstellung sind die Segmente 1 bis 5 somit voneinander lösbar. Wenn die Kuppelelemente 9, 10 sich hingegen in ihren zweiten Endstellungen befinden, verbinden sie die Segmente 1 bis 5 miteinander. Die Verbindung ist dabei derart, dass die Segmente 1 bis 5 nicht nur axial aneinander anstoßen, sondern auch axial, radial und tangential spielfrei gegeneinander fixiert sind.When the coupling elements 9 . 10 are in their first end positions, they overlap exclusively that of the segments 1 to 5 on which they are stored. In the present case, they thus only overlap the camshaft sections 2 . 4 , In this first end position are the segments 1 to 5 thus detachable from each other. When the coupling elements 9 . 10 when they are in their second end positions, they connect the segments 1 to 5 together. The connection is such that the segments 1 to 5 not only axially abut each other, but also axially, radially and tangentially backlash against each other are fixed.

Zur axialen und radialen Fixierung der Segmente 1 bis 5 gegeneinander weisen die Segmente 1 bis 5 im Stoßbereich im Querschnitt zur Wellenachse 8 gesehen gleiche radiale Grundaußenprofile 11 bis 14 auf. Dementsprechend weisen die Kuppelelemente 9, 10 im Querschnitt zur Wellenachse 8 gesehen mit den Grundaußenprofilen 11 bis 14 korrespondierende radiale Grundinnenprofile 15, 16 auf. Um auch die tangentiale Fixierung der Segmente 1 bis 5 gegeneinander zu erreichen, gibt es zwei Möglichkeiten.For axial and radial fixation of the segments 1 to 5 against each other, the segments 1 to 5 in the joint area in cross section to the shaft axis 8th seen the same radial Grundaußenprofile 11 to 14 on. Accordingly, the coupling elements 9 . 10 in cross section to the shaft axis 8th seen with the ground outer profiles 11 to 14 corresponding radial basic inner profiles 15 . 16 on. To the tangential fixation of the segments 1 to 5 to reach each other, there are two possibilities.

Gemäß der vorliegenden Erfindung – siehe die 3 bis 7, insbesondere die 4 und 7 – sind die Grundaußenprofile 11, 12 im Querschnitt zur Wellenachse 8 gesehen nicht kreisförmig ausgebildet. Vorzugsweise handelt es sich dabei um kontinuierlich gekrümmte Profile 11, 12, 15, beispielsweise in Form von Polygonprofilen gemäß DIN 32711. Alternativ oder zusätzlich zur Verwendung nicht kreisförmig ausgebildeter Profile 11, 12, 15 könnten die Profile 11, 12, 15 aber auch exzentrisch angeordnet sein. In diesem Fall weisen die korrespondierenden Kuppelelemente 9 im Querschnitt zur Wellenachse 8 gesehen gemäß den 8 bis 10, insbesondere 10, ein korrespondierendes Grundinnenprofil 15 auf, gemäß Ausführungsbeispiel also ein Polygonprofil gemäß DIN 32711.According to the present invention - see 3 to 7 , especially the 4 and 7 - are the basic external profiles 11 . 12 in cross section to the shaft axis 8th seen not circular. Preferably, these are continuously curved profiles 11 . 12 . 15 , for example in the form of polygonal profiles according to DIN 32711. Alternatively or in addition to the use of non-circular trained profiles 11 . 12 . 15 could the profiles 11 . 12 . 15 but also be arranged eccentrically. In this case, the corresponding coupling elements have 9 in cross section to the shaft axis 8th seen in accordance with the 8th to 10 , especially 10 , a corresponding basic profile 15 on, according to the embodiment thus a polygonal profile according to DIN 32711.

Gemäß dem Stand der Technik ist es gemäß den 2, 3, 5, 6, 11 und 12 auch möglich, dass die Grundaußenprofile 13, 14 und das Grundinnenprofil 16 im Querschnitt zur Wellenachse 8 gesehen kreisförmig ausgebildet sind und zentrisch zur Wellenachse 8 angeordnet sind. In diesem Fall kann das Kuppelelement 10, wenn es nur axial von seiner ersten in seine zweite Endstellung verschoben wird, keine drehfeste Verbindung der Segmente 1 bis 5 bewirken. In diesem Fall ist es daher zwingend erforderlich, dass das Kuppelelement 10 radial an die Segmente 1 bis 5 angepresst wird.According to the prior art, it is according to the 2 . 3 . 5 . 6 . 11 and 12 also possible that the basic external profiles 13 . 14 and the basic profile 16 in cross section to the shaft axis 8th seen are circular and centric to the shaft axis 8th are arranged. In this case, the coupling element 10 if it is only axially displaced from its first to its second end position, no rotationally fixed connection of the segments 1 to 5 cause. In this case, it is therefore imperative that the coupling element 10 radially to the segments 1 to 5 is pressed.

Um das radiale Anpressen des Kuppelelements 10 an die Segmente 1 bis 5 erreichen zu können, weist das Kuppelelement 10 – siehe insbesondere die 11 und 12, ergänzend aber auch 2, ein Innenelement 17 und ein Außenelement 18 auf. Das Innenelement 17 weist radial innen das Grundinnenprofil 16 auf. Im Querschnitt zur Wellenachse 8 gesehen weist es weiterhin radial außen ein radiales Zusatzaußenprofil 19 auf. Das Außenelement 18 ist auf dem Innenelement 17 axial verschiebbar gelagert. Es weist im Querschnitt zur Wellenachse 8 gesehen radial innen ein radiales Zusatzinnenprofil 20 auf, das auf das Zusatzaußenprofil 19 abgestimmt ist.To the radial pressing of the coupling element 10 to the segments 1 to 5 to be able to reach, has the coupling element 10 - see in particular the 11 and 12 , but in addition 2 , an interior element 17 and an exterior element 18 on. The interior element 17 has radially inside the basic inner profile 16 on. In cross section to the shaft axis 8th Seen further, it has radially outside a radial additional outer profile 19 on. The outer element 18 is on the interior element 17 mounted axially displaceable. It has in cross section to the shaft axis 8th seen radially inside a radial additional inner profile 20 on top of the additional exterior profile 19 is tuned.

Gemäß 11 bildet das Zusatzaußenprofil 19 einen kleinen Öffnungswinkel α, der typischerweise zwischen 0,1 und 2° liegt. Das Zusatzaußenprofil 19 erweitert sich also in Axialrichtung gesehen linear. Ebenso bildet auch das Zusatzinnenprofil 19 den Öffnungswinkel α. Ein Abstand a des Zusatzaußenprofils 19 vom Zusatzinnenprofil 20 hängt somit von der Axialverschiebung des Außenelements 18 auf dem Innenelement 19 ab. Die Abstimmung der Zusatzprofile 19, 20 aufeinander kann daher derart erfolgen, dass das Innenelement 17 bei entsprechender Verschiebung des Außenelements 18 mittels des Außenelements 18 großflächig an die Segmente 1 bis 5 angepresst wird.According to 11 forms the additional external profile 19 a small opening angle α, which is typically between 0.1 and 2 °. The additional external profile 19 Thus, when viewed in the axial direction, it expands linearly. Likewise also forms the additional inner profile 19 the opening angle α. A distance a of the additional outer profile 19 from the additional interior profile 20 thus depends on the axial displacement of the outer element 18 on the interior element 19 from. The coordination of the additional profiles 19 . 20 can therefore take place in such a way that the interior element 17 with a corresponding displacement of the outer element 18 by means of the outer element 18 large area to the segments 1 to 5 is pressed.

Das axiale Verschieben des Außenelements 18 und das hiermit korrespondierende Anpressen des Innenelements 17 an die Segmente 1 bis 5 kann prinzipiell auf beliebige Weise erfolgen. Gemäß den 11 und 12 weist das Außenelement 18 mindestens einen Anschluss 21 auf, an den eine Hydraulikleitung anschließbar ist. Das Außenelement 18 wird daher nach Art eines Hydraulikkolbens auf dem Innenelement 17 verschoben. Nach dem Verschieben des Außenelements 18 kann dann die Hydrauliklei tung wieder entfernt und der Anschluss 21 mittels eines Stopfens 21' verschlossen werden.The axial displacement of the outer element 18 and the corresponding pressing of the inner element 17 to the segments 1 to 5 can be done in principle in any way. According to the 11 and 12 has the outer element 18 at least one connection 21 on, to which a hydraulic line can be connected. The outer element 18 is therefore in the manner of a hydraulic piston on the inner element 17 postponed. After moving the outer element 18 then the hydraulic line can be removed again and the connection 21 by means of a plug 21 ' be closed.

Bei hinreichend genauer Bearbeitung von Grundaußenprofil 11, 12 und Grundinnenprofil 15 kann es im Einzelfall bei der Ausführungsform gemäß den 4, 7 und 10 hinreichend sein, von einem zusätzlichen Anpressen des Kuppelelements 9 an die Segmente 1 bis 5 abzusehen. In aller Regel erfolgt aber auch bei den Kuppelelementen 9 eine analoge Ausgestaltung, so dass nachfolgend von einer Detailerläuterung abgesehen werden kann. Die mit den Elementen 17 bis 21 korrespondierenden Elemente sind dabei in den 8 bis 10 mit den Bezugszeichen 22 bis 27 bezeichnet.With sufficiently accurate processing of the basic external profile 11 . 12 and basic profile 15 It may in the individual case in the embodiment according to the 4 . 7 and 10 be sufficient, by an additional pressing of the coupling element 9 to the segments 1 to 5 sight. As a rule, but also takes place in the coupling elements 9 an analogous embodiment, so that can be omitted from a detailed explanation below. The with the elements 17 to 21 Corresponding elements are in the 8th to 10 with the reference numerals 22 to 27 designated.

Die Ausgestaltung der Zusatzprofile 19, 20, 24, 25 ist beliebiger Natur. Sie kann kreisförmig oder nicht kreisförmig, zentrisch oder nicht zentrisch sein.The design of the additional profiles 19 . 20 . 24 . 25 is of any nature. It may be circular or non-circular, centric or non-centric.

Wie insbesondere den 2 bis 4, 6 und 7 zu entnehmen ist, weisen die Segmente 1 bis 5 eine durchgehende Axialbohrung 27 auf. Die Axialbohrung 27 dient der Zuführung eines Schmiermediums zu den Gleitflächen 7 der Gleitelemente 1, 3, 5. Aus diesem Grund weisen gemäß 3 die Gleitelemente 1, 3, 5 jeweils mindestens eine Radialbohrung 28 auf. Mittels dieser Radialbohrungen 28 ist es möglich, das Schmiermedium von der Axialbohrung 27 zu den Gleitflächen 7 zu führen.As in particular the 2 to 4 . 6 and 7 it can be seen, the segments have 1 to 5 a continuous axial bore 27 on. The axial bore 27 serves to supply a lubricant to the sliding surfaces 7 the sliding elements 1 . 3 . 5 , For this reason, according to 3 the sliding elements 1 . 3 . 5 in each case at least one radial bore 28 on. By means of these radial bores 28 It is possible, the lubricant from the axial bore 27 to the sliding surfaces 7 respectively.

In manchen Fällen sind die Gleitflächen 7 der Gleitelemente 1, 3, 5 zu klein, um die im Betrieb auftretenden Belastungen aufnehmen zu können. In diesem Fall ist es möglich, dass die Kuppelelemente 9 und/oder die Kuppelelemente 10 auf ihren Außenseiten ebenfalls Gleitflächen 29, 30 aufweisen.In some cases, the sliding surfaces 7 the sliding elements 1 . 3 . 5 too small to accommodate the loads occurring during operation. In this case it is possible that the coupling elements 9 and / or the coupling elements 10 on their outsides also sliding surfaces 29 . 30 exhibit.

In der Regel ist die radiale Fixierung der Segmente 1 und 5 gegeneinander durch die Kuppelelemente 9, 10 völlig ausreichend. Gegebenenfalls ist es aber auch möglich, dass die Segmente 1 bis 5 zur Radialfixierung an ihren Stoßflächen 31, 32 miteinander korrespondierende Absätze 33, 34 aufweisen. Die Absätze können dabei alternativ einseitig nur im Bereich der Kuppelelemente 9, einseitig nur im Bereich der Kuppelelemente 10 oder beidseitig im Bereich sowohl der Kuppelelemente 9 als auch der Kuppelelemente 10 vorhanden sein.As a rule, the radial fixation of the segments 1 and 5 against each other by the coupling elements 9 . 10 completely adequate. If necessary, it is also possible that the segments 1 to 5 for radial fixation on their abutment surfaces 31 . 32 corresponding paragraphs 33 . 34 exhibit. The paragraphs can alternatively only one-sided only in the region of the coupling elements 9 , one-sided only in the area of the coupling elements 10 or on both sides in the area of both the coupling elements 9 as well as the coupling elements 10 to be available.

Mittels der vorliegenden Erfindung ist somit auf ebenso schnelle und einfache Weise wie im Stand der Technik eine stabile Verbindung der einzelnen Segmente einer mehrteiligen Welle möglich, wobei aber dennoch ein kompakter Aufbau der Welle erhalten bleibt.through The present invention is therefore equally fast and simple As in the prior art, a stable connection of the individual Segments of a multi-part shaft possible, but still a compact construction of the shaft is maintained.

Die Beschreibung dient nur zur Erläuterung der Erfindung, nicht zur Bestimmung des Schutzumfangs. Der Schutzumfang ist ausschließlich durch die beigefügten Ansprüche definiert.The Description is for explanation only Invention, not for determining the scope of protection. The scope of protection is exclusive through the attached claims Are defined.

Claims

Shaft, in particular camshaft, which in operation about a shaft axis ( 8th ), wherein the shaft has at least two segments ( 1 - 5 ), which by means of a coupling element ( 9 ) are coupled together, - wherein the coupling element ( 9 ) on one ( 2 . 4 ) of the segments ( 1 - 5 ) is axially displaceable, so that it is axially displaceable between a first and a second end position, - wherein the segments ( 1 - 5 ) in the joint area in cross section to the shaft axis ( 8th ) seen equal radial Grundaußenprofile ( 11 . 12 ) and the coupling element ( 9 ) in cross section to the shaft axis ( 8th ) seen with the basic external profiles ( 11 . 12 ) corresponding radial basic inner profile ( 15 ), wherein the coupling element ( 9 ), when it is in the first end position, only that ( 2 . 4 ) of the segments ( 1 - 5 ), on which it is mounted, so that the segments ( 1 - 5 ) are detachable from each other, and - wherein the coupling element ( 9 ), when it is in the second end position, the segments ( 1 - 5 ) such that they abut each other axially and axially, radially and tangentially against each other are fixed against each other, - the basic outer profiles ( 11 . 12 ) and the basic profile ( 15 ) in cross section to the shaft axis ( 8th ) seen are not circular and / or eccentric to the shaft axis ( 8th ) are arranged.

Shaft according to claim 1, characterized in that the base outer profiles ( 11 . 12 ) and the basic profile ( 15 ) in cross section to the shaft axis ( 8th seen as continuously curved profiles ( 11 . 12 . 15 ) are formed.

Shaft according to claim 1 or 2, characterized in that the coupling element ( 9 ) radially to the segments ( 1 - 5 ) can be pressed.

Shaft according to claim 3, characterized in that - the coupling element ( 9 ) an interior element ( 22 ) and an outer element ( 23 ), - that the inner element ( 22 ) radially inside the basic inner profile ( 15 ) and in cross section to the shaft axis ( 8th ) seen radially outside a radial additional outer profile ( 24 ), - that the outer element ( 23 ) on the inner element ( 22 ) Is mounted axially displaceable and in cross-section to the shaft axis ( 8th ) seen radially inward on the additional outer profile ( 24 ) matched radial additional inner profile ( 25 ) and - that a distance (a) of the additional outer profile ( 24 ) of the additional internal profile ( 25 ) of the axial displacement of the outer element ( 23 ) on the inner element ( 22 ), so that the inner element ( 22 ) by means of the outer element ( 23 ) to the segments ( 1 - 5 ) can be pressed.

Shaft according to claim 4, characterized in that the additional outer profile ( 25 ) and / or the additional internal profile ( 24 ) extend linearly in the axial direction.

Shaft according to claim 4 or 5, characterized in that the outer element ( 23 ) on the inner element ( 22 ) in the manner of a hydraulic piston ( 23 ) is axially displaceable.

Shaft according to one of the preceding claims, characterized in that the segments ( 1 - 5 ) for radial fixation on their abutment surfaces ( 31 . 32 ) corresponding paragraphs ( 33 . 34 ) exhibit.

Shaft according to one of the preceding claims, characterized in that one of the segments ( 1 - 5 ) on its outside a sliding surface ( 7 . 29 ) has a sliding bearing.

Shaft according to claim 8, characterized in that the segments ( 1 - 5 ) a continuous axial bore ( 27 ) for a lubricating medium and that ( 1 . 3 . 5 ) of the segments ( 1 - 5 ), which on its outside the sliding surface ( 7 ) of the sliding bearing, at least one radial bore ( 28 ) for supplying the lubricating medium from the axial bore ( 27 ) to the sliding surface ( 7 ) having.

Shaft according to one of claims 1 to 8, characterized in that a ( 2 . 4 ) of the segments ( 1 - 5 ) at least one cam ( 6 ) wearing.

Shaft according to claim 10, characterized in that the coupling element ( 9 ) on which the cam ( 6 ) bearing segment ( 2 . 4 ) is stored.

Segment of a shaft according to one of claims 1 to 11 is formed.

Coupling element of a shaft, which according to one of claims 1 to 11 is formed.

Internal combustion engine with at least one camshaft according to one of the claims 1 to 11.