DE102009022657A1 - Camshaft for valve train of internal-combustion engine, has cam carrier axially supported on base shaft in relocatable manner and comprising internal teeth cooperated with external teeth, where teeth are made of fiber-reinforced plastic - Google Patents

Camshaft for valve train of internal-combustion engine, has cam carrier axially supported on base shaft in relocatable manner and comprising internal teeth cooperated with external teeth, where teeth are made of fiber-reinforced plastic Download PDF

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Abstract

The camshaft (1) has a base shaft (2) including external teeth (3), and a cam carrier (5) axially supported on the base shaft in a relocatable manner, where the cam carrier comprises internal teeth (6) cooperating with the external teeth. The external teeth and/or internal teeth are manufactured from glass and/or carbon fiber-reinforced plastic. Cam elements (9-12) are located on the cam carrier, which is made of plastic and squirted around the cam elements. An independent claim is also included for a method for producing a cam shaft.

Description

Die Erfindung betrifft eine Nockenwelle für Brennkraftmaschinen, insbesondere für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, mit einer Grundwelle, die mindestens eine Außenverzahnung aufweist, und mit mindestens einem wenigstens eine mit der Außenverzahnung zusammenwirkende Innenverzahnung aufweisenden, axial auf der Grundwelle verschieblich gelagerten Nockenträger.The Invention relates to a camshaft for internal combustion engines, in particular for a valve drive of an internal combustion engine, with a fundamental, the at least one external toothing and at least one with at least one external toothing interacting internal teeth, axially on the fundamental shaft slidably mounted cam carrier.

Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Nockenwelle, insbesondere wie sie oben beschrieben wurde, mit einer Grundwelle, die mindestens eine Außenverzahnung aufweist, und mit mindestens einem wenigstens eine mit der Außenverzahnung zusammenwirkende Innenverzahnung aufweisenden, axial auf der Grundwelle verschieblich gelagerten Nockenträger.Further the invention relates to a method for producing a camshaft, especially as described above, with a fundamental wave, having at least one outer toothing, and at least an at least one cooperating with the external toothing Internal teeth having axially displaceably mounted on the fundamental shaft Cam support.

Nockenwellen der eingangs genannten Art sind aus dem Stand der Technik bekannt. Sie bestehen im Wesentlichen aus einer Grundwelle, auf welcher ein Nockenträger, der wie der Name bereits sagt, einen oder mehrere Nockenelemente trägt, axial verschieblich gelagert ist. Wobei die Grundwelle mindestens eine Außenverzahnung aufweist, die mit wenigstens einer Innenverzahnung des Nockenträgers zusammenwirkt, sodass die Drehbewegung der Grundwelle formschlüssig auf den Nockenträger übertragen wird. Üblicherweise sind die Außenverzahnung und die Innenverzahnung einstückig mit der Grundwelle beziehungsweise mit dem Nockenträger ausgebildet, die wiederum metallisch sind, und bei der Herstellung durch aufwendigen Dreh- und/oder Fräsprozessen (heraus-)geformt. Insbesondere das Erstellen der Innenverzahnung ist ein aufwendiger Prozess.camshafts of the type mentioned are known from the prior art. They essentially consist of a fundamental wave on which a Cam carrier, which as the name implies, one or carries several cam elements, mounted axially displaceable is. Where the fundamental wave at least one external toothing having, with at least one internal toothing of the cam carrier cooperates, so that the rotational movement of the fundamental wave form-fitting is transferred to the cam carrier. Usually the external teeth and the internal teeth are integral formed with the fundamental wave or with the cam carrier, which in turn are metallic, and in the production by consuming Turning and / or milling processes (shaped out). Especially The creation of internal teeth is a complex process.

Die EP 1 608 849 B1 offenbart eine derartige Nockenwelle eines Ventiltriebs, bei dem ein Nockenträger axial auf einer Grundwelle verschiebbar gelagert ist.The EP 1 608 849 B1 discloses such a camshaft of a valve train, in which a cam carrier is mounted axially displaceable on a base shaft.

Die erfindungsgemäße Nockenwelle zeichnet sich dadurch aus, dass die Außenverzahnung und/oder die Innenverzahnung aus Kunststoff gefertigt sind. Kunststoff lässt sich im Allgemeinen sehr, viel einfacher bearbeiten als Metall und lässt sich darüber hinaus bereits in der gewünschten Endform auf einfache Art und Weise herstellen beziehungsweise ur-formen. So können die Außenverzahnung und die Innenverzahnung beispielsweise vorab hergestellt und anschließend in der gewünschten Position an dem entsprechenden Bauteil befestigt werden. Hierzu können entsprechende Aufnahmenuten oder Ähnliches dienen. Ein weiterer Vorteil der aus Kunststoff gebildeten Außenverzahnung und/oder Innenverzahnung liegt darin, dass die Geräuschentwicklung des Ventiltriebs beziehungsweise der Brennkraftmaschine mit einer derartigen Nockenwelle verringert wird, da sich der Kunststoff als Dämpfungsmaterial eignet und entsprechend als Eigendämpfung der Nockenwelle fungiert.The inventive camshaft is characterized from that the external toothing and / or the internal toothing are made of plastic. Plastic can be in Generally very, much easier than metal and leaves Beyond that, already in the desired Make final shape in a simple manner or ur-form. So can the external toothing and the internal toothing For example, prepared in advance and then in the desired position attached to the corresponding component become. For this purpose, corresponding grooves or the like serve. Another advantage of the external teeth formed from plastic and / or internal teeth is that the noise the valve train or the internal combustion engine with a such camshaft is reduced, since the plastic as Damping material is suitable and as self-damping the camshaft acts.

Vorteilhafterweise ist der Nockenträger ebenfalls aus Kunststoff gefertigt. Dadurch wird zum Einen das Gewicht des Nockenträgers insgesamt verringert und zum Anderen kann der Nockenträger als solcher leichter und kostengünstiger hergestellt werden. Der verschiebbare Nockenträger weist zweckmäßigerweise in seiner Mantelfläche mindestens eine schräg verlaufende Nut auf, in welche ein ortsfester Steuerbolzen eines Ventiltriebs eingreifen kann. Liegt der Steuerbolzen in der Nut ein, beziehungsweise wird er im Betrieb in die Nut eingebracht, so bewirkt dies eine axiale Verlagerung des Nockenträgers auf der Grundwelle, wenn diese gedreht wird. Dadurch kann im Betrieb die ein Ventil betätigende Nockenkontur durch axiales Verschieben des Nockenträgers auf einfache Art und Weise gewechselt werden, wodurch die sogenannte Ventilhubkurve verändert wird. Diese für das axiale Verschieben notwendige Nut lässt sich sehr viel einfacher bei der Herstellung des Nockenträgers aus Kunststoff realisieren. Insbesondere kann die Nut bereits beim Ur-Formen und nicht wie sonst, erst beim Nachbearbeiten des Nockenträgers hergestellt werden. Hierdurch ist es möglich, auch hochkomplexe Formen des Nockenträgers auf einfache Art und Weise zu realisieren.advantageously, the cam carrier is also made of plastic. As a result, on the one hand, the weight of the cam carrier is reduced overall and on the other hand, the cam carrier as such can be lighter and produced more cheaply. The movable one Cam carrier has expediently in its lateral surface at least one obliquely extending groove, in which a stationary control pin a Valve drive can intervene. Is the control bolt in the groove a, or he is introduced in operation in the groove, so this causes an axial displacement of the cam carrier on the fundamental, when this is turned. This can be in operation the valve-actuating cam contour by axial displacement the cam carrier are changed in a simple way, whereby the so-called valve lift curve is changed. These for the axial displacement necessary groove leaves Much easier in the production of the cam carrier made of plastic. In particular, the groove may already be at the ur-shaping and not as usual, only when reworking the cam carrier getting produced. This makes it possible, even highly complex Forming the cam carrier in a simple manner.

Besonders bevorzugt ist die Innenverzahnung einstückig mit dem Nockenträger ausgebildet. Somit wird die Innenverzahnung gleichzeitig mit dem Nockenträger hergestellt und muss nicht wie oben beschrieben im Nachhinein daran befestigt werden. Dadurch wird die Stabilität des Nockenträgers erhöht sowie eine hohe Lebensdauer gewährleistet. Außerdem wird dadurch die Geräuschentwicklung weiter verringert.Especially Preferably, the internal toothing is integral with the cam carrier educated. Thus, the internal toothing is simultaneous with the cam carrier made and does not need to be as described above in retrospect be attached. This will increase the stability of the cam carrier increases and ensures a long service life. In addition, this is the noise further reduced.

Vorteilhafterweise sind die Außenverzahnung, die Innenverzahnung und/oder der Nockenträger aus Kunststoff gespritzt. Mit entsprechenden Formen lässt sich dadurch auf einfache Art und Weise das entsprechende Bauteil (Außenverzahnung, Innenverzahnung und/oder Nockenträger) fertigen.advantageously, are the external teeth, the internal teeth and / or the cam carrier is injection molded from plastic. With appropriate This makes it easy to do forms corresponding component (external toothing, internal toothing and / or cam carrier) manufacture.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist die Grundwelle mehrere Außenverzahnungen auf, wie sie oben beschrieben wurden, denen jeweils ein Nockenträger zugeordnet ist. Letztendlich kann eine beliebige Anzahl von Nockenträgern und/oder Außenverzahnungen an der Grundwelle vorgesehen sein. Natürlich ist es auch denkbar, dass die Grundwelle eine einzige, sich im Wesentlichen über die gesamte Länge der Grundwelle erstreckende Außenverzahnung aufweist, auf welcher mehrere Nockenträger mit ihrer Innenverzahnung axial verschiebbar sind.According to an advantageous embodiment of the invention, the fundamental wave has a plurality of external teeth, as described above, each associated with a cam carrier. Finally, any number of cam carriers and / or external gears may be provided on the fundamental shaft. Of course, it is also conceivable that the fundamental wave has a single, extending substantially over the entire length of the fundamental shaft external teeth, on which a plurality of cam carrier with its internal teeth are axially displaceable.

Vorteilhafterweise sind auf dem beziehungsweise jedem Nockenträger wenigstens zwei Nockenelemente drehfest angeordnet, wobei die Nockenelemente unterschiedliche Ventilhubkurven bilden.advantageously, are on the or each cam carrier at least two cam elements arranged rotationally fixed, wherein the cam elements form different valve lift curves.

Bevorzugt ist der Nockenträger aus Kunststoff dabei jeweils um die Nockenelemente gespritzt. Im einfachsten Fall können zwar die Nockenelemente auf den Nockenträger aufgeschoben werden, bevorzugt jedoch ist die entgegengesetzte Vorgehensweise vorgesehen. Dadurch ist es möglich, auch Nockenträgerformen zu schaffen, auf die normalerweise kein einstückig ausgebildetes Nockenelement aufgeschoben werden könnte. Beispielsweise kann der Nockenträger somit an seinen Stirnenden jeweils einen Axialanschlag für einen oder mehrere Nockenelemente aufweisen. Zweckmäßigerweise sind die Nockenelemente und/oder die Grundwelle aus Metall gefertigt.Prefers is the cam carrier made of plastic in each case around the Injected cam elements. In the simplest case, though the cam elements are pushed onto the cam carrier, however, preferably the opposite procedure is provided. This makes it possible, even cam carrier shapes to create, on which usually no one-piece trained Cam element could be postponed. For example The cam carrier can thus at his front ends respectively an axial stop for one or more cam elements exhibit. Conveniently, the cam elements and / or the fundamental wave made of metal.

Vorteilhafterweise ist der Kunststoff glas- und/oder kohlenstofffaserverstärkt ausgebildet. Bei hohen Drehzahlen und/oder hohen Beanspruchungen durch die zu betätigenden Ventile gewährleistet der Kunststoff eine ausreichende Stabilität der Nockenwelle. Alternativ oder zusätzlich ist der Kunststoff mit verschleißmindernden Zusätzen und/oder Gleit-/Schmiermittelzusätzen versehen, die die Reibkräfte verringern.advantageously, the plastic is glass and / or carbon fiber reinforced educated. At high speeds and / or high loads ensured by the valves to be operated of the Plastic sufficient stability of the camshaft. Alternatively or additionally, the plastic is wear-reducing Additives and / or lubricants / lubricant additives provided, which reduce the friction forces.

Weiterhin ist vorgesehen, dass die Außenverzahnung und der Nockenträger, insbesondere die Innenverzahnung des Nockenträgers, eine Presspassung bilden. Dadurch ist eine besonders direkte Kraftübertragung gewährleistet, und Vibrationen, die insbesondere zu einer unerwünschten Geräuschentwicklung führen könnten, werden verhindert beziehungsweise minimiert.Farther it is provided that the outer toothing and the cam carrier, in particular the internal toothing of the cam carrier, a Form press fit. This is a particularly direct power transmission guaranteed, and vibration, in particular to a lead to unwanted noise could be prevented or minimized.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Zahnzwischenräume der Außenverzahnung und/oder der Innenverzahnung über ihre Längserstreckung hinweg unterschiedlich breit ausgebildet sind. Dadurch ist es insbesondere möglich, auch die Presspassung zwischen der Innenverzahnung und der Außenverzahnung zu beeinflussen, sodass in Bereichen, in denen die Zahnzwischenräume weiter auseinander sind, geringere Reibkräfte auftreten, als in Bereichen, in denen die Zahnzwischenräume kleiner ausgebildet sind.To an advantageous embodiment of the invention is provided that the interdental spaces of the external teeth and / or the internal toothing over its longitudinal extent are made of different widths. This makes it special possible, also the interference fit between the internal teeth and external teeth, so that in areas, in which the interdental spaces are farther apart, lower Frictional forces occur, as in areas where the interdental spaces are smaller.

Bevorzugt sind die Zahnzwischenräume in Bewegungsbereichen breiter ausgebildet als in Feststellbereichen. Unter dem Bewegungsbereich ist hierbei der Bereich zu verstehen, über welchen der jeweilige Nockenträger axial auf der Grundwelle verschoben wird, um in seine nächste Endlage zu gelangen, in welcher sich eines der Nockenelemente in einer Ventilbetätigungsposition befindet und (axial) möglichst fest sitzen soll. In diesem sogenannten Feststellbereich, sind die Zahnzwischenräume zweckmäßiger schmaler ausgebildet, um höherer Reibkräfte zu bewirken, die einen sicheren Sitz des Nockenträgers auf der Grundwelle gewährleisten. Dadurch ist der Nockenträger zum Einen an den gewünschten Positionen festsitzend auf der Grundwelle angeordnet, und kann zwischen zwei Feststellbereichen leicht und mit wenig Kraftaufwand über den Bewegungsbereich hinweg verschoben werden.Prefers the interdental spaces in areas of movement are wider trained as in detection areas. Under the movement area Here is the area to understand, over which the respective Cam carrier is moved axially on the fundamental shaft, to get to its next end position, in which itself one of the cam elements in a valve operating position located and (axially) should sit as firmly as possible. In this so-called detection area, the interdental spaces are more appropriate narrower trained to higher friction forces cause a secure fit of the cam carrier of the fundamental wave. This is the cam carrier on the one hand at the desired positions stuck on arranged the fundamental wave, and can be between two detection areas light and with little effort over the range of motion be postponed.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung der Nockenwelle sieht vor, dass die Außenverzahnung und/oder die Innenverzahnung aus Kunststoff, insbesondere durch Umspritzen gefertigt werden.The inventive method for producing the Camshaft provides that the external teeth and / or the internal toothing of plastic, in particular by encapsulation be made.

Im Folgenden soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Dazu zeigenin the The invention is based on an embodiment be explained in more detail. Show this

1 eine schematische Darstellung einer vorteilhaften Nockenwelle, 1 a schematic representation of an advantageous camshaft,

2 einen Grundkörper der Nockenwelle in einer perspektivischen Darstellung, 2 a main body of the camshaft in a perspective view,

3 Nockenelemente der Nockenwelle und 3 Cam elements of the camshaft and

4 einen Nockenträger mit Nockenelementen in einer perspektivischen Darstellung. 4 a cam carrier with cam elements in a perspective view.

Die 1 zeigt in einer schematischen Darstellung einen Abschnitt einer vorteilhaften Nockenwelle 1 eines Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine. Die Nockenwelle 1 weist eine Grundwelle 2 auf, die mit einer Außenverzahnung 3 versehen ist. Die Außenverzahnung 3 erstreckt sich dabei bereichsweise über die Grundwelle 2 und ist als Stirnverzahnung, also mit parallel zur Drehachse 4 der Grundwelle 2 verlaufenden Zahnspitzen beziehungsweise Kanten ausgebildet. Unter der Innenverzahnung 6 und der Außenverzahnung 3 sind hierbei ebenfalls Polygonprofile zu verstehen. So ist es beispielsweise denkbar, die Außenverzahnung 3 als ein Dreieck-Polygon zu formen, und die Innenverzahnung 6 des Nockenträgers 5 entsprechend. Im Bereich der Außenverzahnung 3 ist ein Nockenträger 5 auf der Grundwelle 2 angeordnet, der eine Innenverzahnung 6 aufweist, die mit der Außenverzahnung 3 zusammenwirkt, also mit dieser in Eingriff steht. An seinen Stirnseiten weist der Nockenträger 5 Axialanschläge 7, 8 auf. Diese werden durch sich über den gesamten Umfang des Nockenträgers 5 erstreckende Radialvorsprünge gebildet, sodass der Nockenträger 5 im Längsschnitt gesehen H-förmig ausgebildet ist. Zwischen den Axialschlägen 7 und 8 sind auf dem ansonsten im Wesentlichen kreiszylinderförmig ausgebildeten Nockenträger 5 vier Nockenelemente 9, 10, 11 und 12 angeordnet, wobei die Nockenelemente 9 und 11 einander entsprechen und die Nockenelemente 10 und 12 ebenfalls einander entsprechen. Die Nockenelemente 10 und 11 sind dabei axial beabstandet zueinander angeordnet und liegen jeweils an dem Nockenelement 9 beziehungsweise 12 an, welches wiederum axial an dem entsprechenden Axialanschlag 7 beziehungsweise 8 anliegt. Die Nockenelemente 9 und 11 bewirken durch ihre Nockenkontur vorliegend einen kleineren Ventilhub und andere Ventil-Öffnungszeiten als die Nockenelemente 10 und 12.The 1 shows a schematic representation of a portion of an advantageous camshaft 1 a valve train of an internal combustion engine. The camshaft 1 has a fundamental wave 2 on that with an external toothing 3 is provided. The external toothing 3 extends partially over the fundamental wave 2 and is as a spur toothing, ie parallel to the axis of rotation 4 the fundamental wave 2 extending tooth tips or edges. Under the internal toothing 6 and the external teeth 3 Here are also polygons to understand. So it is conceivable, for example, the external teeth 3 as a triangle polygon, and the internal teeth 6 of the cam carrier 5 corresponding. In the area of external teeth 3 is a cam carrier 5 on the fundamental wave 2 arranged, which has an internal toothing 6 has, with the external teeth 3 cooperates, so is engaged with this. At its front sides, the cam carrier 5 axial stops 7 . 8th on. These are made up over the entire circumference of the cam carrier 5 extending radial projections formed so that the cam carrier 5 seen in longitudinal section is H-shaped. Between the axial strokes 7 and 8th are on the otherwise in the We sentlichen circular cylindrical cam carrier 5 four cam elements 9 . 10 . 11 and 12 arranged, wherein the cam elements 9 and 11 correspond to each other and the cam elements 10 and 12 also correspond to each other. The cam elements 10 and 11 are axially spaced from each other and are each on the cam member 9 respectively 12 which in turn axially to the corresponding axial stop 7 respectively 8th is applied. The cam elements 9 and 11 cause due to their cam contour present a smaller valve lift and other valve opening times than the cam elements 10 and 12 ,

Die Außenverzahnung 3 der Grundwelle 2 ist aus Kunststoff gefertigt und wurde durch Umspritzen auf die Grundwelle 2 aufgebracht. Die 2 zeigt dazu die Grundwelle 2 in einer perspektivischen Darstellung. Über ihre Längserstreckung hinweg sind mehrere Außenverzahnungen 3 vorgesehen, die wie oben beschrieben ausgebildet beziehungsweise gefertigt sind. Vorteilhafterweise ist jeder der Außenverzahnungen 3 ein Nockenträger 5 wie oben beschrieben zugeordnet. Durch die Außenverzahnung 3 und die Innenverzahnung 6 ist der Nockenträger 5 axial auf der Grundwelle 2 verschieblich gelagert, wie durch einen Pfeil 13 angedeutet. Durch das Verschieben des Nockenträgers 5 ist es möglich im Betrieb zwischen den Nockenelementen 9 und 10 beziehungsweise 11 und 12 zu wechseln, sodass ein durch die Nockenelemente 9, 10 beziehungsweise 11, 12 betätigtes Ventil des Ventiltriebs je nach axialer Stellung des Nockenträgers 5 auf der Grundwelle 2 mit einem anderen Nockenelement und damit mit einer anderen Ventilhubkurve betätigt wird.The external toothing 3 the fundamental wave 2 is made of plastic and was made by overmolding on the fundamental 2 applied. The 2 shows the fundamental wave 2 in a perspective view. Over its longitudinal extent are several external teeth 3 provided, which are designed or manufactured as described above. Advantageously, each of the external gears 3 a cam carrier 5 assigned as described above. Due to the external toothing 3 and the internal teeth 6 is the cam carrier 5 axially on the fundamental 2 slidably supported, as by an arrow 13 indicated. By moving the cam carrier 5 it is possible in operation between the cam elements 9 and 10 respectively 11 and 12 to switch so that one through the cam elements 9 . 10 respectively 11 . 12 actuated valve of the valve drive depending on the axial position of the cam carrier 5 on the fundamental wave 2 is operated with a different cam element and thus with a different valve lift curve.

Die 3 zeigt dazu ein Ausführungsbeispiel des Nockenträgers 5 in einer perspektivischen Darstellung. Aus der 1 bekannte Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen, sodass insofern auf die oben stehende Beschreibung verwiesen wird. Der Nockenträger 5 ist vorteilhafterweise ebenfalls aus Kunststoff gefertigt. Im Unterschied zu der schematischen Darstellung der 1 weist der Nockenträger 5 gemäß der 3 in seinen Axialanschlägen 7 und 8 sich über den gesamten Umfang erstreckende, randoffene Nuten 14, 15 auf. Die Nuten 14 und 15 verlaufen dabei schräg beziehungsweise in einer Kurvenbahn über den Umfang der Axialanschläge 7 beziehungsweise 8. In die Nuten kann ein Stift einer Nockenträgerverschiebeeinrichtung eingreifen. Ist dieser ortsfest, so bewirkt das Eingreifen, dass bei einer Umdrehung der Grundwelle 2 beziehungsweise des Nockenträgers 5 letzterer auf der Grundwelle 2 beziehungsweise auf der Außenverzahnung 3 axial verschoben wird.The 3 shows an embodiment of the cam carrier 5 in a perspective view. From the 1 Known elements are provided with the same reference numerals, so that reference is made to the above description. The cam carrier 5 is advantageously also made of plastic. In contrast to the schematic representation of 1 has the cam carrier 5 according to the 3 in its axial strokes 7 and 8th over the entire circumference extending, open-edged grooves 14 . 15 on. The grooves 14 and 15 run obliquely or in a curved path over the circumference of the axial stops 7 respectively 8th , In the grooves, a pin of a cam carrier displacement device engage. If this is stationary, the intervention causes that in one revolution of the fundamental wave 2 or the cam carrier 5 the latter on the fundamental 2 or on the external teeth 3 is moved axially.

Wie aus den 1 und 3 ersichtlich, ist es nicht möglich, die Nockenelemente 9 bis 12 von dem Nockenträger 5 abzuziehen, ohne diesen dabei zu zerstören. Ebenso wenig können die Nockenelemente 9 bis 12 auf den Nockenträger 5 nach seiner Fertigung aufgeschoben werden. Vielmehr wird bei der Herstellung des Nockenträgers, dieser vorteilhafterweise um die Nockenelemente 9 bis 12 gespritzt.Like from the 1 and 3 it is not possible to see the cam elements 9 to 12 from the cam carrier 5 subtract without destroying it. Nor can the cam elements 9 to 12 on the cam carrier 5 postponed after its manufacture. Rather, in the manufacture of the cam carrier, this advantageously around the cam elements 9 to 12 injected.

Dazu werden die Nockenelemente 9 bis 12, wie sie in der 4 exemplarisch dargestellt sind, vorteilhafterweise zunächst in einer entsprechenden Spritzform arretiert, und anschließen der den Nockenträger 5 bildende Kunststoff in die Spritzform eingespritzt beziehungsweise um die Nockenelemente 9 bis 12 herumgespritzt. Besonders bevorzugt wird dabei gleichzeitig die Innenverzahnung 6 durch einen entsprechenden Kern bei der Formung des Nockenträgers 5 mitgeformt. Alternativ wäre es auch denkbar, die Innenverzahnung 6 separat herzustellen und anschließend in eine durchgehende Öffnung des Nockenträgers 5 einzuführen und dort mit geeigneten Mitteln zu arretieren.These are the cam elements 9 to 12 as they are in the 4 are exemplified, advantageously first locked in a corresponding injection mold, and connect the cam carrier 5 forming plastic injected into the mold or to the cam elements 9 to 12 splashed. At the same time, the internal toothing is particularly preferred 6 by a corresponding core in the formation of the cam carrier 5 helped shape. Alternatively, it would also be conceivable, the internal teeth 6 separately and then into a through opening of the cam carrier 5 introduce and lock there by suitable means.

Durch die Herstellung der Außenverzahnung 3 sowie des Nockenträgers 5 beziehungsweise der Innenverzahnung 6 aus Kunststoff ist es möglich, die Nockenwelle 1 auf einfache Art und Weise kostengünstig herzustellen. Ein aufwendiges Drehen und/oder Fräsen entfällt. Durch entsprechende Zusätze, wie beispielsweise Glas- und/oder Kohlenstofffasern kann die Festigkeit beziehungsweise Belastbarkeit der aus Kunststoff gefertigten Elemente der Nockenwelle 1 erhöht werden. Durch weitere Schmiermittelzusätze können darüber hinaus Reibkräfte minimiert werden. Die Nockenwelle 1 weist durch Verwendung von Kunststoff ein geringes Gewicht auf und führt zu einer vergleichsweise geringen Geräuschentwicklung, da der Kunststoff als Eigendämpfung wirkt. Durch die vorteilhafte Fertigung des Nockenträgers 5 können die Nockenkonturen beziehungsweise die Nockenelemente 9 bis 12 beliebig auf dem Nockenträger 5 ausgerichtet und/oder angeordnet werden, wodurch eine Vielfalt von Gestaltungsmöglichkeiten auf einfache Art und Weise geboten wird. Die Verschiebekonturen beziehungsweise die Nuten 14 und 15 können ebenfalls wie oben beschrieben durch Umspritzen gefertigt werden, ohne dass sie aufwendig in die Axialanschläge 7, 8 eingefräst werden müssen. Natürlich ist es auch denkbar, einen mittigen Axialanschlag vorzusehen, und die Nockenelemente 9 bis 12links und rechts davon anzuordnen. Die Einzelteile der Nockenwelle 1 können kostengünstig und in großen Mengen einfach hergestellt werden. Als geeignete Werkstoffe bieten sich Thermoplaste, wie zum Beispiel POM, PEEK und/oder PA6/6.6 an. Werden Außenverzahnung 3 und Innenverzahnung 6 mit einer leichten Überdeckung, die zu einer Presspassung führt, ausgebildet, wird die Festigkeit und Belastbarkeit der Nockenwelle 1 insgesamt weiter erhöht.By making the outer toothing 3 as well as the cam carrier 5 or the internal toothing 6 Made of plastic, it is possible to use the camshaft 1 easy to manufacture cost-effective. A complex turning and / or milling is eliminated. By appropriate additives, such as glass and / or carbon fibers, the strength or resilience of the made of plastic elements of the camshaft 1 increase. In addition, additional lubricant additives can minimize frictional forces. The camshaft 1 has a low weight due to the use of plastic and leads to a comparatively low noise, since the plastic acts as an internal damping. Due to the advantageous production of the cam carrier 5 can the cam contours or the cam elements 9 to 12 arbitrarily on the cam carrier 5 be aligned and / or arranged, whereby a variety of design options is offered in a simple manner. The shifting contours or the grooves 14 and 15 can also be made by overmolding as described above, without them consuming in the axial stops 7 . 8th must be milled. Of course, it is also conceivable to provide a central axial stop, and the cam elements 9 to 12 to arrange left and right of it. The parts of the camshaft 1 can be produced inexpensively and in large quantities easily. Suitable materials are thermoplastics, such as POM, PEEK and / or PA6 / 6.6. Be external teeth 3 and internal teeth 6 formed with a slight overlap, which leads to an interference fit, the strength and load capacity of the camshaft 1 Total further increased.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Nockenwellecamshaft
22
Grundwellefundamental wave
33
Außenverzahnungexternal teeth
44
Drehachseaxis of rotation
55
Nockenträgercam support
66
Innenverzahnunginternal gearing
77
Axialanschlagaxial stop
88th
Axialanschlagaxial stop
99
Nockenelementcam member
1010
Nockenelementcam member
1111
Nockenelementcam member
1212
Nockenelementcam member
1313
Doppelpfeildouble arrow
1414
Nutgroove
1515
Nutgroove

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - EP 1608849 [0004] EP 1608849 [0004]

Claims (12)

Nockenwelle für eine Brennkraftmaschine, mit einer Grundwelle (2), die mindestens eine Außenverzahnung (3) aufweist, und mit mindestens einem wenigstens eine mit der Außenverzahnung (3) zusammenwirkende Innenverzahnung (6) aufweisenden, axial auf der Grundwelle (2) verschieblich gelagerten Nockenträger (5), dadurch gekennzeichnet, dass die Außenverzahnung (3) und/oder die Innenverzahnung (6) aus Kunststoff gefertigt sind.Camshaft for an internal combustion engine, with a basic shaft ( 2 ), the at least one external toothing ( 3 ), and with at least one at least one with the outer toothing ( 3 ) cooperating internal toothing ( 6 ), axially on the fundamental ( 2 ) displaceably mounted cam carrier ( 5 ), characterized in that the external toothing ( 3 ) and / or the internal toothing ( 6 ) are made of plastic. Nockenwelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Nockenträger (5) aus Kunststoff gefertigt ist.Camshaft according to claim 1, characterized in that the cam carrier ( 5 ) is made of plastic. Nockenwelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenverzahnung (6) einstückig mit dem Nockenträger (5) ausgebildet ist.Camshaft according to one of the preceding claims, characterized in that the internal toothing ( 6 ) in one piece with the cam carrier ( 5 ) is trained. Nockenwelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundwelle (2) mehrere Außenverzahnungen (3) aufweist, denen jeweils ein Nockenträger (5) zugeordnet ist.Camshaft according to one of the preceding claims, characterized in that the fundamental wave ( 2 ) a plurality of external teeth ( 3 ), each having a cam carrier ( 5 ) assigned. Nockenwelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundwelle (2) eine sich im Wesentlichen über die gesamte Länge der Grundwelle (2) erstreckende Außenverzahnung (3) aufweist, der mehrere Nockenträger (5) zugeordnet sind.Camshaft according to one of the preceding claims, characterized in that the fundamental wave ( 2 ) extends substantially over the entire length of the fundamental wave ( 2 ) extending external toothing ( 3 ) having a plurality of cam carriers ( 5 ) assigned. Nockenwelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Nockenträger (5) wenigstens zwei Nockenelemente (9, 10, 11, 12) angeordnet sind.Camshaft according to one of the preceding claims, characterized in that on the cam carrier ( 5 ) at least two cam elements ( 9 . 10 . 11 . 12 ) are arranged. Nockenwelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Nockenträger (5) aus Kunststoff um die Nockenelemente (9, 10, 11, 12) gespritzt ist.Camshaft according to one of the preceding claims, characterized in that the cam carrier ( 5 ) made of plastic around the cam elements ( 9 . 10 . 11 . 12 ) is sprayed. Nockenwelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff glas- und/oder kohlenstofffaserverstärkt ist.Camshaft according to one of the preceding claims, characterized in that the plastic is glass and / or carbon fiber reinforced. Nockenwelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenverzahnung (3) und der Nockenträger (5), insbesondere die Innenverzahnung (6) des Nockenträgers (5), eine Presspassung bilden.Camshaft according to one of the preceding claims, characterized in that the external toothing ( 3 ) and the cam carrier ( 5 ), in particular the internal toothing ( 6 ) of the cam carrier ( 5 ), form a press fit. Nockenwelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnzwischenräume der Außenverzahnung (3) und/oder der Innenverzahnung (6) über ihre Längserstreckung hinweg unterschiedlich breit ausgebildet sind.Camshaft according to one of the preceding claims, characterized in that the interdental spaces of the external toothing ( 3 ) and / or the internal toothing ( 6 ) are designed to have different widths over their longitudinal extent. Nockenwelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnzwischenräume in Bewegungsbereichen breiter als in Feststellbereichen ausgebildet sind.Camshaft according to one of the preceding claims, characterized in that the interdental spaces in movement areas wider than are formed in Feststellbereichen. Verfahren zur Herstellung einer Nockenwelle, insbesondere nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, mit einer Grundwelle, die mindestens eine Außenverzahnung aufweist, und mit mindestens einem wenigstens eine mit der Außenverzahnung zusammenwirkende Innenverzahnung aufweisenden, axial auf der Grundwelle verschieblich gelagerten Nockenträger, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundwelle und/oder die Innenverzahnung aus Kunststoff, insbesondere durch Umspritzen gefertigt werden.Method for producing a camshaft, in particular according to one or more of the preceding claims, with a fundamental, the at least one external toothing and at least one with at least one external toothing interacting internal teeth, axially on the fundamental shaft slidably mounted cam carrier, characterized in that the basic shaft and / or the internal toothing of plastic, in particular be made by molding.
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