DE102010007757A1 - Konzentrische Nockenwelle und Montageverfahren - Google Patents
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Abstract
Ein Verfahren zum Montieren einer Nockenwelle kann umfassen, dass ein erstes Nockenelement einer Nockenwellenbaugruppe auf einer ersten Welle der Baugruppe angeordnet wird. Ein Verriegelungsstift kann in eine erste radiale Bohrung in dem ersten Nockenelement und in eine zweite radiale Bohrung der ersten Welle eingefügt werden. Der Verriegelungsstift kann eine ringförmige Wand aufweisen, die eine Stiftbohrung definiert, die sich von einem ersten Ende des Verriegelungsstifts bis zu einem zweiten Ende des Verriegelungsstifts erstreckt. Ein Umformelement kann in die Stiftbohrung gedrückt werden, um die ringförmige Wand in einer radialen Richtung nach außen und in einen Reibungseingriff mit der ersten radialen Bohrung zu verschieben. Das Drücken kann umfassen, dass ein Umformelement an dem ersten Ende des Verriegelungsstifts in die Stiftbohrung eintritt und an dem zweiten Ende des Verriegelungsstifts aus der Stiftbohrung austritt.
Description
- GEBIET
- Die vorliegende Offenbarung betrifft Motor-Nockenwellenbaugruppen.
- HINTERGRUND
- Dieser Abschnitt liefert auf die vorliegende Offenbarung bezogene Hintergrundinformation, die nicht notwendigerweise Stand der Technik darstellt.
- Motoren umfassen typischerweise eine Nockenwelle, um Einlass- und Auslassventile zu betätigen. Manche Nockenwellen sind konzentrische Nockenwellen, die für eine Relativdrehung beispielsweise zwischen den Einlass- und Auslassnocken sorgen. Die Einlassnocken können an einer äußeren Welle zur Drehung mit der Welle befestigt sein, und die Auslassnocken können auf der Welle drehbar gelagert sein. Alternativ können die Auslassnocken an der äußeren Welle zur Drehung mit der Welle befestigt sein, und die Einlassnocken können auf der Welle drehbar gelagert sein. Bei beiden Anordnungen können die Nocken, die auf der äußeren Welle drehbar gelagert sind, unter Verwendung eines Befestigungselements an der inneren Welle drehbar befestigt sein.
- ZUSAMMENFASSUNG
- Dieser Abschnitt liefert eine allgemeine Zusammenfassung der Offenbarung und umfasst nicht deren vollen Umfang oder alle ihre Merkmale.
- Ein Verfahren zum Montieren einer Nockenwelle kann umfassen, dass ein erstes Nockenelement einer Nockenwellenbaugruppe auf einer ersten Welle der Baugruppe angeordnet wird. Ein Verriegelungsstift kann in eine erste radiale Bohrung in dem ersten Nockenelement und in eine zweite radiale Bohrung der ersten Welle eingefügt werden. Der Verriegelungsstift kann eine ringförmige Wand aufweisen, die eine Stiftbohrung definiert, die sich von einem ersten Ende des Verriegelungsstifts bis zu einem zweiten Ende des Verriegelungsstifts erstreckt. Ein Umformelement kann in die Stiftbohrung gedrückt werden, um die ringförmige Wand in einer radialen Richtung nach außen und in einen Reibungseingriff mit der ersten radialen Bohrung zu verschieben. Das Drücken kann umfassen, dass ein Umformelement an dem ersten Ende des Verriegelungsstifts in die Stiftbohrung eintritt und an dem zweiten Ende des Verriegelungsstifts aus der Stiftbohrung austritt.
- Der Verriegelungsstift kann hohl sein, nachdem das Umformelement durch die Stiftbohrung gedrückt wurde.
- Eine Nockenwellenbaugruppe kann eine erste Welle mit einer ersten radialen Bohrung, ein erstes Nockenelement, das auf der ersten Welle angeordnet ist und eine zweite radiale Bohrung aufweist, die mit der ersten radialen Bohrung ausgerichtet ist, und einen Verriegelungsstift umfassen. Der Verriegelungsstift kann in der ersten und der zweiten radialen Bohrung angeordnet sein. Der Verriegelungsstift kann einen ringförmigen Körper aufweisen, der eine im Wesentlichen hohle Längsbohrung definiert, die sich von einem ersten Längsende des Verriegelungsstifts bis zu einem zweiten Längsende des Verriegelungsstifts erstreckt. Das erste und das zweite Längsende können mit dem ersten Nockenelement in Reibungseingriff stehen.
- Weitere Anwendbarkeitsgebiete werden aus der hierin angegebenen Beschreibung deutlich werden. Die Beschreibung und die speziellen Beispiele sind lediglich zu Darstellungszwecken gedacht und sollen den Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung nicht einschränken.
- ZEICHNUNGEN
- Die hierin beschriebenen Zeichnungen dienen lediglich zu Darstellungszwecken und sollen den Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung in keiner Weise einschränken.
-
1 ist eine schematische Darstellung einer Motorbaugruppe gemäß der vorliegenden Offenbarung; -
2 ist eine Perspektivansicht der Nockenwelle und eines Nockenphasenstellers von1 ; -
3 ist eine Perspektiv-Explosionsansicht der Nockenwelle von1 ; -
4 ist eine erste schematische Darstellung einer Nockenwelle und einer Werkzeugbaugruppe gemäß der vorliegenden Offenbarung; und -
5 ist eine zweite schematische Darstellung der Nockenwelle und des Werkzeugs gemäß der vorliegenden Offenbarung. - Entsprechende Bezugszeichen geben überall in den verschiedenen Ansichten der Zeichnungen entsprechende Teile an.
- AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
- Beispiele der vorliegenden Offenbarung werden nun unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen vollständiger beschrieben. Die folgende Beschreibung ist lediglich beispielhafter Natur, und sie soll die vorliegende Offenbarung, Anwendung oder Nutzung nicht beschränken.
- Nun auf
1 Bezug nehmend, ist eine beispielhafte Motorbaugruppe10 schematisch veranschaulicht. Die Motorbaugruppe10 kann einen Motor12 umfassen, der mehrere Zylinder14 aufweist, in denen Kolben16 angeordnet sind. Der Motor12 kann ferner ein Einlassventil18 , ein Auslassventil20 und Einlass- und Auslassventilhubmechanismen22 ,24 für jeden Zylinder14 sowie eine Nockenwelle26 und einen Nockenphasensteller28 umfassen. - Der Einlassventilhubmechanismus
22 kann eine Stößelstange30 und einen Kipphebel32 umfassen. Der Auslassventilhubmechanismus24 kann zusätzlich eine Stößelstange30 und einen Kipphebel32 umfassen. Die Stößelstangen30 können mit der Nockenwelle26 in Eingriff stehen, um die Kipphebel32 zu betätigen und die Einlass- und Auslassventile18 ,20 selektiv zu öffnen. Obgleich die Motorbaugruppe10 als ein Stößelstangenmotor veranschaulicht ist, ist zu verstehen, dass die vorliegende Offenbarung nicht auf Stößelstangenmotoren beschränkt ist und genauso auf eine Vielfalt anderer Motorausbildungen anwendbar ist, wie etwa Motoren mit obenliegenden Nocken. - Mit Bezug auf
2 –5 kann die Nockenwelle26 eine erste und zweite Welle34 ,36 , einen ersten Satz Nockenelemente38 ,40 ,42 ,44 ,46 , einen zweiten Satz Nockenelemente48 ,50 ,52 ,54 und Befestigungselemente56 umfassen. In dem vorliegenden Beispiel kann der erste Satz Nockenelemente38 ,40 ,42 ,44 ,46 einen Einlassnockensatz bilden, und der zweite Satz Nockenelemente48 ,50 ,52 ,54 kann einen Auslassnockensatz bilden. Es ist jedoch zu verstehen, dass alternative Anordnungen vorgesehen sein können, bei denen der erste Satz Nockenelemente38 ,40 ,42 ,44 ,46 einen Auslassnockensatz bilden kann und der zweite Satz Nockenelemente48 ,50 ,52 ,54 einen Einlassnockensatz bilden kann. Ferner sind der erste und der zweite Satz Nockenelemente38 ,40 ,42 ,44 ,46 ,48 ,50 ,52 ,54 nicht nur auf Einlass- und Auslassventile beschränkt. Beispielsweise können der erste und der zweite Satz Nockenelemente38 ,40 ,42 ,44 ,46 ,48 ,50 ,52 ,54 jeweils einen Einlassnocken und/oder einen Auslassnocken umfassen. Die erste Welle34 kann zur Drehung mit einem ersten Phasenstellerelement58 befestigt sein, und die zweite Welle36 kann zur Drehung mit einem zweiten Phasenstellerelement60 befestigt sein. Das erste und zweite Phasenstellerelement58 ,60 können relativ zueinander und relativ zu einem drehbar angetriebenen Element62 des Phasenstellers28 drehbar sein. - Die erste Welle
34 kann eine ringförmige Wand64 aufweisen, die eine Innenbohrung66 definiert. Die zweite Welle36 kann drehbar innerhalb der Innenbohrung66 der ersten Welle34 angeordnet sein. Die erste Welle34 kann Schlitze68 (in4 und5 zu sehen) dort hindurch umfassen, und die zweite Welle36 kann Öffnungen70 umfassen, die die Befestigungselemente56 darin aufnehmen und den zweiten Satz Nockenelemente48 ,50 ,52 ,54 zur Drehung mit der zweiten Welle36 koppeln. Die Schlitze68 können radiale Bohrungen durch die erste Welle34 bilden, und die Öffnungen70 können radiale Bohrungen durch die zweite Welle36 bilden. - Die Schlitze
68 in der ersten Welle34 können im Allgemeinen eine Drehbewegung der Befestigungselemente56 darin zulassen. - Der erste Satz Nockenelemente
38 ,40 ,42 ,44 ,46 kann zur Drehung mit der ersten Welle34 befestigt sein. Der Eingriff zwischen dem ersten Satz Nockenelemente38 ,40 ,42 ,44 ,46 und der ersten Welle34 kann einen Reibungspassungseingriff umfassen. Der zweite Satz Nockenelemente48 ,50 ,52 ,54 kann zwischen benachbarten des ersten Satzes Nockenelemente38 ,40 ,42 ,44 ,46 angeordnet sein. Der zweite Satz Nockenelemente48 ,50 ,52 ,54 kann drehbar auf der ersten Welle34 angeordnet sein und durch die Befestigungselemente56 zur Drehung mit der zweiten Welle36 befestigt sein. - Wie in
4 und5 zu sehen ist, können die Befestigungselemente56 jeweils einen Verriegelungsstift72 umfassen. Der Verriegelungsstift72 kann eine ringförmige Wand74 aufweisen, die eine Längsbohrung76 definiert, die sich von einem ersten Ende78 des Verriegelungsstifts72 bis zu einem zweiten Ende80 des Verriegelungsstifts72 erstreckt. Gemäß einem nicht einschränkenden Beispiel kann der Verriegelungsstift72 in der Form eines Zylinderelements vorliegen, das eine im Wesentlichen kreisförmige Außenfläche82 aufweist. Die Längsbohrung76 kann auch einen im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt aufweisen. Ein Umformelement84 kann durch die Längsbohrung76 des Verriegelungsstifts72 gedrückt werden, um den Verriegelungsstift72 mit dem zweiten Satz Nockenelemente48 ,50 ,52 ,54 zu koppeln. - Ein Werkzeug
86 kann verwendet werden, um das Umformelement84 durch die Längsbohrung76 des Verriegelungsstifts72 zu drücken. In dem in4 und5 gezeigten nicht einschränkenden Beispiel kann das Umformelement84 im Wesentlichen kugelförmig sein und einen Durchmesser (Dd) aufweisen. Die Schlitze68 in der ersten Welle34 können eine axiale Weite (DS1) aufweisen, und die Öffnungen70 können einen Durchmesser (DS2) aufweisen. Die axiale Weite (DS1) kann größer als der Durchmesser (DS2) sein. Der zweite Satz Nockenelemente48 ,50 ,52 ,54 kann jeweils eine radiale Bohrung88 aufweisen, die einen Durchmesser (DC) definiert. Der Durchmesser (DC) kann kleiner als die axiale Weite (DS1) und ungefähr gleich dem Durchmesser (DS2) sein. - Auf
4 Bezug nehmend, kann die Längsbohrung76 des Verriegelungsstifts72 einen anfänglichen Innendurchmesser (DIi) und einen anfänglichen Außendurchmesser (DOi) aufweisen. Der anfängliche Innendurchmesser (DIi) kann kleiner als der Durchmesser (Dd) des Umformelements84 sein, und der anfängliche Außendurchmesser (DOi) kann kleiner als der Durchmesser (DC) der radialen Bohrung88 des Nockenelements48 sein. Das Umformelement84 kann die ringförmige Wand74 des Verriegelungsstifts72 in einer radialen Richtung nach außen drücken, wenn das Umformelement in einer axialen Richtung (A) durch die Längsbohrung76 gedrückt wird. - Genauer gesagt kann die Beziehung zwischen dem Durchmesser (Dd) des Umformelements
84 und dem anfänglichen Innendurchmesser (DLi) des Verriegelungsstifts72 für die nach außen gerichtete radiale Verschiebung der ringförmigen Wand74 sorgen, wenn der Verriegelungsstift entlang der Längsbohrung76 axial vordringt. Wenn das Umformelement84 durch die Längsbohrung76 verschoben wurde, kann der Verriegelungsstift72 einen endgültigen Innendurchmesser (DIf) und einen endgültigen Außendurchmesser (DOf) aufweisen, wie in5 zu sehen ist. - Der endgültige Innendurchmesser (DIf) kann dem Durchmesser (Dd) des Umformelements
84 ungefähr gleich sein, und der endgültige Außen durchmesser (DOf) kann dem Durchmesser (DC) der Bohrung88 des Nockenelements48 ungefähr gleich sein. Der Verriegelungsstift72 kann daher mit der Bohrung88 des Nockenelements48 in Reibungseingriff gelangen und in dieser gehalten werden. Zusätzlich kann der endgültige Außendurchmesser (DOf) des Verriegelungsstifts72 dem Durchmesser (DS2) der Öffnung70 in der zweiten Welle36 ungefähr gleich sein sowie den Verriegelungsstift72 an der zweiten Welle36 befestigen. - Nachdem das Umformelement
84 durch die Längsbohrung76 des Verriegelungsstifts72 gedrängt wurde, kann der Verriegelungsstift72 relativ zu dem Nockenelement48 fixiert sein. Der Verriegelungsstift72 kann hohl bleiben, nachdem er an dem Nockenelement48 befestigt ist. Zusätzlich können das erste und das zweite Ende78 ,80 des Verriegelungsstifts72 gestaucht oder in einer radialen Richtung nach außen umgeformt sein, um den Verriegelungsstift72 relativ zu dem Nockenelement48 weiter zu fixieren. Genauer gesagt können das erste und das zweite Ende78 ,80 von der Bohrung88 des Nockenelements48 radial nach außen und in Senkungen90 ,92 verschoben sein. - Es versteht sich, dass das Befestigungselement
56 in4 und5 der Einfachheit halber in Kombination mit dem Nockenelement48 gezeigt ist und dass die Beschreibung ebenso für den Rest des zweiten Satzes Nockenelemente50 ,52 ,54 gilt.
Claims (12)
- Verfahren, das umfasst, dass: ein erstes Nockenelement einer Nockenwellenbaugruppe auf einer ersten Welle der Nockenwellenbaugruppe angeordnet wird; ein Verriegelungsstift in eine erste radiale Bohrung in dem ersten Nockenelement und in eine zweite radiale Bohrung der ersten Welle eingefügt wird, wobei der Verriegelungsstift eine ringförmige Wand aufweist, die eine Stiftbohrung definiert, die sich von einem ersten Ende des Verriegelungsstifts bis zu einem zweiten Ende des Verriegelungsstifts erstreckt; und ein Umformelement in die Stiftbohrung gedrückt wird und die ringförmige Wand in einer radialen Richtung nach außen und in einen Reibungseingriff mit der ersten radialen Bohrung verschoben wird, wobei das Drücken umfasst, dass das Umformelement an dem ersten Ende des Verriegelungsstifts in die Stiftbohrung eintritt und an dem zweiten Ende des Verriegelungsstifts aus der Stiftbohrung austritt.
- Verfahren nach Anspruch 1, das ferner umfasst, dass das erste Ende des Verriegelungsstifts nach dem Drücken in einer radialen Richtung nach außen aus der ersten radialen Bohrung heraus umgeformt wird.
- Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Umformelement ein im Wesentlichen kugelförmiges Element umfasst, und/oder wobei der Verriegelungsstift nach dem Drücken hohl ist.
- Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Nockenwellenbaugruppe eine zweite Welle umfasst, die erste Welle eine axiale Bohrung definiert und die zweite Welle in der axialen Bohrung angeordnet wird, wobei das Nockenelement auf ei- ner radialen Außenfläche der ersten Welle drehbar angeordnet wird und zur Drehung mit der zweiten Welle durch einen Eingriff zwischen dem Verriegelungsstift und der zweiten Welle befestigt wird.
- Verfahren nach Anspruch 4, wobei die zweite Welle eine dritte radiale Bohrung aufweist, wobei das Drücken die ringförmige Wand in einer radialen Richtung nach außen und in einem Reibungseingriff mit der dritten radialen Bohrung verschiebt; und wobei insbesondere die zweite radiale Bohrung eine axiale Weite aufweist, die nach dem Drücken größer als ein Außendurchmesser des Verriegelungsstifts ist, der in der zweiten radialen Bohrung angeordnet wird.
- Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Stiftbohrung einen Innendurchmesser aufweist, der vor dem Drücken kleiner als ein Außendurchmesser des Umformele ments ist, und/oder wobei der Verriegelungsstift einen im Wesentlichen zylindrischen Körper aufweist, und/oder wobei die Stiftbohrung einen im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt aufweist.
- Verfahren, das umfasst, dass: ein erstes Nockenelement einer Nockenwellenbaugruppe auf einer ersten Welle der Nockenwellenbaagruppe angeordnet wird; ein Verriegelungsstift in eine erste radiale Bohrung in dem ersten Nockenelement und in eine zweite radiale Bohrung der ersten Welle eingefügt wird, wobei der Verriegelungsstift eine ringförmige Wand aufweist, die eine Stiftbohrung definiert, die sich von einem ersten Ende des Verriegelungsstifts bis zu einem zweiten Ende des Verriegelungsstifts erstreckt; und ein Umformelement in die Stiftbohrung gedrückt wird und die ringförmige Wand in einer radialen Richtung nach außen und in einen Reibungseingriff mit der ersten radialen Bohrung verschoben wird, wobei der Verriegelungsstift nach dem Drücken hohl ist.
- Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Nockenwellenbaugruppe eine zweite Welle aufweist, die erste Welle eine axiale Bohrung definiert und die zweite Welle in der axialen Bohrung angeordnet wird, wobei das Nockenelement auf einer radialen Außenfläche der ersten Welle drehbar angeordnet wird und zur Drehung mit der zweiten Welle durch einen Eingriff zwischen dem Verriegelungsstift und der zweiten Welle befestigt wird; und wobei insbesondere die zweite radiale Bohrung eine axiale Weite aufweist, die nach dem Drücken größer als ein Außendurchmesser des Verriegelungsstifts ist, der in der zweiten radialen Bohrung angeordnet wird.
- Nockenwellenbaugruppe, die umfasst: eine erste Welle, die eine erste radiale Bohrung aufweist; ein erstes Nockenelement, das auf der ersten Welle angeordnet ist und eine zweite radiale Bohrung aufweist, die mit der ersten radialen Bohrung ausgerichtet ist; und einen Verriegelungsstift, der in der ersten und der zweiten radialen Bohrung angeordnet ist, wobei der Verriegelungsstift einen ringförmigen Körper aufweist, der eine im Wesentlichen hohle Längsbohrung definiert, die sich von einem ersten Längsende des Verriegelungsstifts bis zu einem zweiten Längsende des Verriegelungsstifts erstreckt, wobei das erste und das zweite Längsende mit dem ersten Nockenelement in Reibungseingriff stehen.
- Nockenwellenbaugruppe nach Anspruch 9, wobei sich das erste Längsende des Verriegelungsstifts relativ zu der zweiten radialen Bohrung an dem ersten Längsende radial nach außen erstreckt.
- Nockenwellenbaugruppe nach Anspruch 9, wobei der Verriegelungsstift einen Außendurchmesser aufweist, der kleiner als ein Innendurchmesser der ersten radialen Bohrung ist, und/oder wobei der Verriegelungsstift im Wesentlichen zylindrisch ist, und/oder wobei die Längsbohrung des Verriegelungsstifts einen im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt aufweist.
- Nockenwellenbaugruppe nach Anspruch 9, die ferner eine zweite Welle umfasst, wobei die erste Welle eine axiale Bohrung aufweist und die zweite Welle in der axialen Bohrung angeordnet ist und eine dritte radiale Bohrung aufweist, die mit der ersten und der zweiten radialen Bohrung ausgerichtet ist und den Verriegelungsstift darin aufnimmt, wobei das erste Nockenelement auf der ersten Welle drehbar angeordnet ist und durch einen Eingriff mit dem Verriegelungsstift zur Drehung mit der zweiten Welle befestigt ist; und wobei insbesondere die dritte radiale Bohrung einen Durchmesser aufweist, der einem Durchmesser der zweiten radialen Bohrung im Wesentlichen gleich ist.
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